Forskning med joniserande strålning från Studsvik till ESS

Joniserande strålning är strålning med så hög energi att den kan jonisera atomer, alltså slå loss elektroner från dem. I Sverige används joniserande strålning i forskningen för att testa kärnbränsle i Studsvik utanför Nyköping och för att studera material på atomnivå vid European Spallation Source (ESS) i Lund. Sjukvården använder samma sorts strålning för att undersöka patienter och behandla cancer. All verksamhet med joniserande strålning regleras av Strålsäkerhetsmyndigheten (SSM) enligt strålskyddslagen, som kräver att användningen ska vara berättigad och att strålskyddet ska optimeras.

Kärnteknisk forskning i Studsvik

Bolaget AB Atomenergi bildades 1947 för att utveckla, konstruera och driva kärntekniska anläggningar i Sverige. Forskningscentret i Studsvik utanför Nyköping byggdes upp under 1950-talet. I Studsvik fanns forskningsreaktorerna R2 och R2-0, som användes för att tillverka isotoper till sjukvården och industrin, testa bränsle och forska om kärntekniska material.

R2 och R2-0 stängdes i juni 2005. Rivningen av reaktorerna sköttes av Svafo, som ägs av Forsmarks Kraftgrupp, OKG och Ringhals. I januari 2024 hade SSM friklassat reaktoranläggningen. Under rivningen kunde 87 procent av materialet återvinnas utan att någon radioaktivitet släpptes ut. R2 blev den första kärntekniska anläggningen i Sverige som friklassades sedan forskningsreaktorn R1 vid KTH i Stockholm på 1980-talet.

Trots att forskningsreaktorerna är borta bedriver Studsvik Nuclear AB fortfarande kärnteknisk verksamhet i Studsvik:

• Bränsle- och materialprovning: I Studsviks laboratorier undersöks hur kärnbränsle, bränslekapsling och andra material påverkas under olika förhållanden.
• Analysprogramvara för reaktorer: Studsvik utvecklar simuleringsprogram för kärnkraftverk.
• Hantering av radioaktivt avfall: Studsvik tar fram tekniker för att behandla radioaktivt avfall.

Moderbolaget Studsvik AB är börsnoterat och säljer tjänster till den internationella kärnkraftsindustrin. I mars 2026 meddelade Studsvik AB att bolaget köper Kärnfull Next, som tar fram platser och tidiga projekt för små modulära reaktorer (SMR) i Norden. Köpet av Kärnfull Next slutfördes den 10 maj 2026. Den 25 maj 2026 ansökte Studsvik om att få bygga upp till 1 400 MW ny kärnkraft vid anläggningen i Nyköping.

Neutronkällan ESS i Lund

European Spallation Source (ESS) i Lund ska bli världens kraftfullaste neutronkälla. ESS är ett europeiskt samarbete med 13 medlemsländer, där Sverige och Danmark är värdländer. Bygg- och driftskostnaden för åren 2014 till 2027 är beräknad till 3,3 miljarder euro (cirka 37,3 miljarder kronor) i 2013 års prisnivå.

ESS använder en 600 meter lång linjäraccelerator för att skjuta protoner i 96 procent av ljusets hastighet mot ett roterande hjul av volfram. När protonerna träffar volframkärnorna slås neutroner loss, vilket kallas spallation. Neutronerna leds sedan till 15 experimentstationer där forskare ska studera material ner på atomnivå.

Under 2026 klarade instrumenten BIFROST, LoKI, ODIN, ESTIA och DREAM säkerhetsgranskningen och förklarades redo för neutroner. Acceleratorn provkördes mellan februari och juli 2026. De första neutronerna från ESS väntas i början av 2027.

Strålning i sjukvården

Medicinsk bilddiagnostik

Röntgen är en väletablerad metod för medicinsk bildgivning som använder joniserande strålning. Inom nuklearmedicinen används i stället radioaktiva läkemedel för att hitta och avbilda specifika vävnader eller processer i kroppen. Teknetium-99m är den vanligaste radioisotopen inom nuklearmedicinsk diagnostik. Jod-131 används bland annat för att behandla överfunktion i sköldkörteln.

Strålbehandling

Strålbehandling är en metod inom sjukvården där joniserande strålning används för att behandla cancer.

Medicinska isotoper från forskningsreaktorer

Över 40 miljoner människor i världen får varje år nuklearmedicinska undersökningar. Teknetium-99m bildas när molybden-99 sönderfaller. Molybden-99 tillverkas i sin tur i forskningsreaktorer. Fem forskningsreaktorer som alla är över 45 år gamla har stått för över 95 procent av världens molybden-99. De medicinska isotoperna går inte att lagra länge. Molybden-99 har en halveringstid på 66 timmar och teknetium-99m på 6 timmar, så ett avbrott i leveranserna kan snabbt drabba miljontals patienter.

Materialvetenskap och industri

Inom industrin används joniserande strålning för att mäta densitet, sammansättning och form hos material. Synkrotronljuskällan MAX IV i Lund, som invigdes den 21 juni 2016, kompletterar ESS. Vid MAX IV studeras material med röntgenljus i stället för neutroner.

Kärntekniska forskare undersöker hur materialen i reaktorerna påverkas av lång tids drift. Materialprovningen i Studsvik omfattar bland annat använt kärnbränsle och bränslekapsling. Sådan materialprovning ger underlag när kärnkraftverken bedömer hur länge reaktorer som Oskarshamn 3 och Ringhals 3 och 4 kan drivas.

Radioaktiva ämnen i miljön

Mätningar av radioaktiva ämnen används inom miljöforskningen och strålskyddet:

• Kol-14-datering: Metoden bestämmer åldern på organiskt material som trä, träkol, torv och ben upp till cirka 50 000 år bakåt i tiden. Kol-14-datering används inom arkeologin och geologin.
• Cesium-137 som markör: Nedfallet från Tjernobyl 1986 finns kvar i den svenska naturen eftersom cesium-137 har en halveringstid på cirka 30 år. SSM mäter därför cesium-137 i bland annat vildsvinskött, älgkött, renkött och fisk.
• Radonmätning: Radon är en radioaktiv gas som bildas i berggrunden när radium sönderfaller. Radon i bostäder orsakar omkring 500 fall av lungcancer per år i Sverige. Referensnivån för radon i inomhusluft är 200 Bq/m³.

Reglering och strålskydd i Sverige

Det är förbjudet att bedriva verksamhet med joniserande strålning i Sverige utan tillstånd. SSM prövar tillstånden enligt strålskyddslagen. Strålskyddet bygger på tre principer:

SSM inspekterar och granskar också de verksamheter som har tillstånd.

Vanliga frågor om joniserande strålning

Källor

• Studsvik: Studsviks historia
• Lunds universitet: Forskningsanläggningen ESS i Lund
• European Spallation Source: Provkörningen av acceleratorn inför de första neutronerna
• Strålsäkerhetsmyndigheten: Joniserande strålning i samhället
• Internationella atomenergiorganet: Radioaktiva läkemedel
• Strålsäkerhetsmyndigheten: Cesium-137 i vildsvinskött
• Forskning & Framsteg: Här byggs världens skarpaste öga
• Vattenfall: Studsviksreaktorn riven och friklassad