Forskning med joniserande strålning – Från Studsvik till ESS i Lund

Joniserande strålning – strålning med tillräcklig energi för att slå bort elektroner från atomer – är ett av vetenskapens mest mångsidiga verktyg. I Sverige används den för allt från att testa kärnbränsle i Studsvik och studera material på atomnivå vid ESS i Lund, till att diagnostisera och behandla cancer i sjukvården. Forskningen styrs av Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) och bygger på principen att all användning ska vara berättigad, optimerad och begränsad. Här ger vi en översikt av hur strålning driver forskning framåt – med fokus på den svenska kärntekniska kontexten.

Studsvik – Sveriges centrum för kärnteknisk forskning

Studsvik, beläget utanför Nyköping vid Östersjökusten, är Sveriges viktigaste plats för kärnteknisk forskning. Anläggningen grundades 1947 som AB Atomenergi – ett statligt initiativ för att stödja utvecklingen av svenska kärnkraftverk. Här byggdes forskningsreaktorer som aldrig producerade kommersiell el utan användes för att testa bränsle, bestråla material och producera radioisotoper.

Forskningsreaktorerna (R2 och R2-0) stängdes 2005 och den sista – R2 – friklassades av SSM 2024 efter en mångårig nedmontering. Under arbetet kunde 87 procent av rivningsmaterialet återvinnas, och inga utsläpp av radioaktivitet skedde. Det var den första kärntekniska anläggning som friklassats i Sverige sedan R1 vid KTH i Stockholm på 1980-talet.

Trots att reaktorerna är borta fortsätter Studsvik Nuclear AB med avancerad forskning. Bolaget bedriver bland annat:

• Bränsle- och materialprovning – testar hur kärnbränsle och kapslingsmaterial beter sig under extrema förhållanden. Material hämtas från svenska och internationella kärnkraftverk.
• Analysprogramvara för reaktorer – utvecklar simuleringsprogram som används av kärnkraftsoperatörer globalt.
• Hantering av radioaktivt avfall – tekniker för att behandla, konditionera och minimera avfall.

Studsvik har kunder i USA, Kina, Frankrike, Japan, Sydkorea och Storbritannien – och är en av få privatägda miljöer för kärnteknisk forskning i världen. I mars 2026 förvärvade Studsvik AB det svenska SMR-bolaget Kärnfull Next, vilket breddar verksamheten till att även utveckla nya reaktorprojekt. Platsen utreds nu också för eventuell etablering av kommersiell kärnkraft – antingen fullskaliga reaktorer eller små modulära reaktorer (SMR).

ESS i Lund – världens kraftfullaste neutronkälla

European Spallation Source (ESS) i Lund blir, när den är fullt operativ, världens mest kraftfulla neutronkälla. Anläggningen kostar 3,3 miljarder euro och är ett europeiskt samarbetsprojekt med Sverige och Danmark som värdländer.

ESS använder en 600 meter lång linjäraccelerator för att skjuta protoner i 96 procent av ljusets hastighet mot ett roterande hjul av volfram. Vid träffen sker spallation – neutroner slås loss ur volframets atomkärnor. Dessa neutroner kan sedan användas av forskare vid 15 experimentstationer för att studera material på atomnivå.

De första instrumenten (LOKI, BIFROST och ODIN) färdigställdes i december 2025. Ytterligare tre instrument (DREAM, NMX och ESTIA) väntas under första halvåret 2026, och resterande under 2027. ESS ersätter i praktiken den svenska neutronkälla som försvann när Studsviks R2-reaktor stängdes 2005.

Medicinska tillämpningar – från isotoper till strålbehandling

Medicinsk bilddiagnostik

Joniserande strålning är grunden för modern bilddiagnostik. Konventionell röntgen, datortomografi (CT) och PET-kameror använder alla joniserande strålning för att skapa bilder av kroppens inre. En PET-undersökning kräver radioaktiva spårämnen – radioisotoper som produceras i cyklotroner eller kärnreaktorer. Den vanligaste isotopen är fluor-18, men andra (teknetium-99m, jod-131, gallium-68) spelar avgörande roller inom cancerdiagnostik.

Strålbehandling

Inom onkologi används fotonstrålning, elektronstrålning och protonstrålning för att döda cancerceller. Skandionkliniken i Uppsala – Nordens enda protonbehandlingsanläggning – behandlar patienter med protonstrålar som kan fokuseras med millimeterprecision, vilket minskar skador på frisk vävnad. Forskning pågår om ännu tyngre partiklar (koljonterapi) och om att kombinera strålbehandling med immunterapi.

Radioisotopproduktion och kärnkraftskoppling

Flera av de medicinska isotoper som används dagligen i sjukvården produceras i forskningsreaktorer – samma typ av reaktorer som fanns i Studsvik. Den globala bristen på molybden-99 (som sönderfaller till teknetium-99m, världens mest använda diagnostiska isotop) har aktualiserats i takt med att äldre forskningsreaktorer stängs. Nya produktionsmetoder, inklusive acceleratorbaserade, utvecklas som alternativ.

Materialvetenskap och industri

Neutron- och röntgendiffraktion används för att bestämma kristallstrukturer i material – avgörande för att utveckla starkare stål, lättare legeringar, effektivare batterier och nya halvledare. Synkrotronljuskällan MAX IV i Lund (öppnad 2016) kompletterar ESS genom att använda röntgenstrålning istället för neutroner. Tillsammans gör MAX IV och ESS Lund till en av världens främsta platser för materialforskning.

Inom kärntekniken studeras hur material i reaktorer – bränslerör, styrstavar, tryckkärl – åldras under decennier av neutronbestrålning. Denna forskning, som Studsvik är specialiserade på, är avgörande för att bedöma om reaktorer som Oskarshamn 3 och Ringhals 3/4 kan få sina drifttider förlängda till 60 eller 80 år.

Miljö- och klimatforskning

Radioaktiva isotoper fungerar som naturliga ”klockor” och ”spårämnen” i miljöforskning:

• Kol-14-datering – bestämmer åldern på organiskt material upp till ~50 000 år. Grundläggande för arkeologi, geologi och klimatforskning.
• Cesium-137 som markör – nedfallet från kärnvapentest och Tjernobyl har skapat en global ”tidsstämpel” i mark och sediment som forskare använder för att spåra erosion, sedimenttransport och föroreningsspridning.
• Radonmätning – naturligt förekommande radon (sönderfallsprodukt av uran i berggrunden) mäts för att studera ventilation i byggnader och geologiska processer.

Reglering och strålskydd i Sverige

All forskningsverksamhet med joniserande strålning i Sverige regleras av SSM enligt strålskyddslagen. Regleringen bygger på tre principer från ICRP (International Commission on Radiological Protection):

Forskare som arbetar med strålning kräver specialutbildning och tillstånd från SSM. Anläggningar som hanterar radioaktivt material inspekteras regelbundet. Sverige har historiskt haft en stark tradition av strålskyddsforskning – bland annat vid SSM:s forskningsprogram och vid universiteten i Stockholm, Uppsala, Göteborg och Lund.

Vanliga frågor

Källor

• SSM – Studsvik Nuclear AB
• Studsvik AB
• Lunds universitet – ESS
• Forskning & Framsteg – Här byggs världens skarpaste öga
• Vattenfall – Studsviksreaktor riven och friklassad