Institutt for fysikk og teknologi Jubileumsskrift 60 år Mai 2009

Institutt for fysikk og teknologi Jubileumsskrift 60 år

Mai 2009

Professor Bjørn Trumpy (1900­1974)

Den første rektor ved Universitetet i Bergen, og vår første instituttstyrer!

Dokumentasjon på opprettelsen av Fysisk institutt

Denne rapporten er ett av bidragene til marke­

ringen av at det nå er 60 år siden Fysisk institutt ved UiB ble etablert. Instituttet ble vedtatt opprettet i fakultetsrådsmøtet 18. mai 1949. Vi markerer også at vi har hatt vårt nye institutt­

navn, Institutt for fysikk og teknologi (IFT), i fem år. Således viser 60 års jubileet at vi er et institutt med fagtradisjoner helt tilbake til UiB sin etablering mens fem års markeringen er et resultat av at nye og spesielt teknologiske aktiviteter har vokst frem. I dag er all forskning ved IFT organisert på like fot og godt integrert i forskningsgrupper. Vi fremstår derfor nå med stor bredde i både forskning og utdanningstil­

bud. Vi har også en svært kompetent admini­

strativ og teknisk stab som også er organisert i uavhengige enheter og med egne ledere.

Siden 50 års jubileet for Fysisk institutt har vår faglige aktivitet resultert i godt over tusen internasjonale publikasjoner. Noen tyngdepunkt er subatomær fysikk som nå har all oppmerksomhet rettet mot oppstart av den nye LHC akseleratoren på CERN, romfysikk som sist år fikk satt sine måleinstrumenter i bane rundt månen, og petroleum og prosesstek­

nologi som arbeider med å evaluere muligheten for å utvinne energi fra gasshydrater. Man kan også konstatere at forskningen ved instituttet de siste 10 år er blitt stadig mer tverrfaglig. For ek­

sempel kan vi vise til konkret faglig samarbeid og felles publisering med fem av fakultetets åtte institutter. Som 60 åring fremstår vi derfor som en enhet med ett bein solid plantet i interna­

sjonale prosjekter og grunnleggende forskningsfront og et annet som samarbeider med våre nære omgivelser i tverrfaglige eller teknologisk orienterte prosjekter.

På utdanningssiden kan vi siden 50 års markeringen vise til en produksjon av 306 master og cand. scient. grader, og 98 doktorgra­

der. Noen av disse er gått videre i en akademisk karriere, men de fleste er nå "gavns mennesker"

engasjert i privat eller offentlig sektor utenfor universitetet. Disse er et av våre viktigste bidrag tilbake til det samfunnet som finansierer oss. Til dette samfunnet kan vi også med rette hevde at vi er et svært synlig institutt når det gjelder å formidle hva det forskes på. Det kan vises til ca.

150 årlige innslag av forskjellig karakter fra IFT forskere i TV, aviser og ved andre fagpopulære sammenhenger.

Det som både er vårt og andre realfag sin store utfordring er å sikre forståelse av at den isolert sett dyre forskning og undervisning vi driver er avgjørende for at vi kan ha det vel­

ferdssamfunnet vi i dag har. Til tross for nå­

værende svak politisk vilje til å støtte våre fagfelt, og spesielt den grunnleggende forsknin­

gen, så tror jeg vi skal se lyst på fremtiden: De globale utfordringer vi står fremfor, ikke minst innenfor energiforsyning, vil i fremtiden kreve nye fysikkunnskaper og en økt satsing på vårt fagfelt. I mellomtiden får vi fortsette å formidle de oppdagelser som vil komme, og å ønske nye studenter velkommen til spennende studier ved IFT.

Forord ­ Jan Petter Hansen

Er det noen som husker når vi feiret 50 års jubileum?

Joda, det er 11 år siden! At man bommet med ett år er tilgivelig, siden dokumentet som viste når instituttet ble opprettet først nylig ble funnet, etter iherdig søken.

Det inneholder referat fra fakultet­

styremøte datert 18 mai 1949 (se for­

rige side!), hvor det lakonisk berettes at Fysisk institutt ble opprettet. Slik ble altså "gjøkungen"

født ­ en betegnelse som av og til ble fremsatt i forakt av enkelte styrere ved de eldste institut­

tene ved museet, til et stykke utpå 1970­tallet.

Grete, Jan Petter, Gjert og Villy ­ Viktige personer for å holde hjulene ved IFT i gang!

Fram til 1991 hadde de kontor/administrativt til­

satte ved instituttet sine kontorer plassert i for­

skjellige etasjer. Arbeidsoppgavene bar ofte preg av såkalte sekretæroppgaver, skrivearbeid skjedde etter manuskript, og instituttstyrer hadde egen sekretær. Etter hvert fikk stadig fle­

re tilsatte egne dataverktøy og arbeidsopp­

gavene blant de administrativt tilsatte ble gradvis endret. Videre ble det signalisert en delegering av myndighet fra universitetsledelsen nedover i systemet som ville føre til krav om en mer profesjonell og tidsmessig administrasjon.

For å stå rustet til disse endringene, fant det i 1991 sted en omorganisering av instituttets administrasjon, med ny stillingsstruktur og end­

rede kompetansekrav til instituttadministrasjo­

nen. Administrasjonen ble da samlet i samme etasje og oppdelt i tre sektorer; økonomisek­

sjon, undervisningsseksjon og sentraladmini­

strasjon (personal­ og administrativ saksbe­

handling). Samtidig gikk instituttsekretær Egil Dale av med pensjon, og instituttet fikk tilsatt en kontorsjef; Kjell Trengereid. Omorganiserin­

gen av administrasjonen førte til mer spesiali­

serte arbeidsoppgaver for de ansatte, og hver enkelt ansatt måtte lære seg nye administrative dataverktøy etter hvert som disse ble innført.

Ved økonomiseksjonen sluttet Ellinor Gading i sin stilling i 1994, og ny økonomikon­

sulent, Maja Dame ble tilsatt. Instituttene fikk utvidede budsjettfullmakter, og nye datasyste­

mer for økonomistyring ble tatt i bruk. I 2001 sluttet Maja Dame, og Dagny Haugsbø overtok stillingen inntil også hun sluttet og begynte på regnskapskontoret i 2004. Rigmor Geithus ble ansatt som førstekonsulent (økonomikonsulent) samme år. Innføring av ny ledelsesmodell ved fakultetet, utvidede fullmakter til instituttleder, fristilling av instituttene og tildeling av budsjett­

rammer stilte nå adskillig strengere krav til budsjettering og budsjettkontroll enn tidligere.

Nye typer kostnader ble overført fra sentralt hold, og i tillegg deltok instituttet i flere store, internasjonale prosjekter, også i samarbeid med norsk og utenlandsk industri. Dette medførte innskjerping av økonomireglementet. Det ble krav om synliggjøring av alle kostnader, periodiserings­prinsipper ble tatt i bruk, og det skulle beregnes dekningsbidrag for eksterne prosjekter med mer. Instituttene fikk ikke lenger lov til å ha kontanter, alle håndkasser ble avvik­

let. Det ble innført nye bestillingsrutiner, alle bestillinger skulle kun foretas av bestillere god­

kjent av instituttet. I 2008 fikk Rigmor Geithus ny stilling ved fakultetet og Solfrid Sture ble til­

satt som ny økonomikonsulent (førstekon­

sulent). Hun er nå med i et pilotprosjekt for ny prosjektmodul som skal tas i bruk for alle eks­

terne prosjekt ved UiB, og hvor IFT og Ma­

tematisk institutt er ”piloter”.

Ved undervisningsseksjonen var Kjartan Olafsson fast ansatt som undervisningskon­

sulent fra 1992. I 1999 opprettet fakultetet et

”Program for prosessteknologi” hvor instituttet sammen med Kjemisk og Matematisk institutt, samt Institutt for informatikk var involvert. I 2001 ble Grete Kvamme Ersland tilsatt som førstekonsulent med det administrative ansvaret for dette programmet. Senere ble programmet innlemmet i instituttet, samtidig som instituttet endret navn til Institutt for fysikk og teknologi. I 2004 gikk Kjartan Olafsson over i vitenskapelig stilling, og i 2005 ble Hanne Israelsen tilsatt som studiekonsulent i hans sted. Kvalitets­

reformen ble innført med ny gradsstruktur, nytt reglement, nye vurderingsformer og omlegging av studier, samt innføring av ny studentportal og videre ny database (FS) for registrering av studentdata. Det ble opprettet et forum for studieadministrativt personale ved fakultetet som skulle bidra til godt samarbeid, utveksling av erfaringer og utarbeiding av felles rutiner.

Undervisningssektoren fikk dessuten også nye arbeidsoppgaver delegert fra fakultetet og skulle gi uttalelser bl.a. i forbindelse med evalueringer av undervisningen. I 2006 ble Grete K. Ersland tilsatt i ny stilling som kontorsjef ved instituttet, og Terje Finnekås ble tilsatt som ny studiekon­

sulent i hennes sted.

Ved sentraladministrasjonen sluttet Janny Asphaug i 1996 og Elin Bjerkan overtok stillin­

gen etter henne. Videre ble Gjert Furhovden fast tilsatt i 1997. Instituttet fikk etter hvert flere per­

sonal­ og administrative oppgaver delegert fra fakultetet og ulike prioriteringer som tidligere ble foretatt på fakultetet skjedde på instituttnivå.

Journalføring av all post ble lagt på data, det ble opprettet en personaldatabase og nye perso­

naladministrative rutiner ble innført. Vi fikk en økende grad av nytilsettinger og det ble innført et elektronisk jobbsøkersystem som automatise­

rer en del av saksbehandlingen i forbindelse

Administrasjonen

Administrasjonen Grete K. Ersland (leder)

Elin Bjerkan Terje Finnekås Hanne Israelsen Solfrid Sture Gjert Furhovden Karen­Margrete

Hovland Villy Nielsen

med tilsettingsprosessen. Arbeid skulle i større grad kvalitetssikres, det ble fokus på etikk og bedret kjønnsbalanse. Det ble også økt fokus på HMS­arbeid, og instituttet har arrangert flere HMS­seminarer og studiereiser for teknisk­ad­

ministrativt tilsatte, samtidig som vi har fått et bedre fysisk arbeidsmiljø. Kontorsjefene har deltatt på lederkonferanser sammen med fakul­

tets­ og universitetsledelsen. Kjell Trengereid sluttet som kontorsjef for å begynne på fakulte­

tet, og Grete Kvamme Ersland ble tilsatt som ny kontorsjef i 2006. Fra sentralt hold ble det opprettet et forum for personaladministrativt personale med kursing i lover og regelverk og

for utarbeidelse av felles rutiner. Siste år er det innført nytt arkiv­ og saksbehandlingssystem for hele universitetet med sikte på at all saks­

behandling etter hvert kun skal skje elektronisk.

De senere årene med økt delegering av saksbehandling fra fakultet til institutt, økt aktivitet ved instituttet, økt byråkrati knyttet til ulike saksområder, samtidig som nye datasyste­

mer som innføres for å effektivisere arbeidsopp­

gaver i stedet generer andre oppgaver, har totalt sett ført til økt arbeidspress ved administrasjo­

nen.

Elin Bjerkan

Elektronikklaboratoriet

Elektronikklaboratoriet (E­lab) har som oppga­

ve å bistå forskningsgruppene med design og utvikling av instrumenter og spesialisert elektronikk. Av arbeidsoppgaver kan nevnes:

Installering, vedlikehold og reparasjon av in­

strumenter; hjelp og oppfølging av studenter for å utføre målinger med instrumentene; utvikle nye systemer som trengs av forskerne, og sikre sikkerheten til studentene under eksperimentene deres. Opp til 2007 var det en lokal IT­gruppe med 2 personer. Den ene ble overført til IT­

avdelingen ved UiB mens den andre til institut­

tets E­lab og har således ansvar for lokal, fagnær IT­drift og innkjøp av IT­utstyr. For tiden arbeider 6 ingeniører og en forsknings­

tekniker ved E­lab.

Romfysikkgruppen er for tiden gruppen som er tyngst innen instrumentering og er in­

volvert i både rakett og satellitt instrumentering.

For arbeider til denne gruppen gjelder det avan­

serte partikkel­spektrometre og røntgenkamme­

re hvor det stilles spesielle krav til pålitelighet og robusthet, samtidig med at vekt, volum og energiforbruk minimaliseres.

I denne forbindelse har E­lab hatt store oppgaver for ESA satellitten INTEGRAL, med utvikling og bygging av elektronikk til VETO systemet for instrumentet IBIS. Dette var et nært samarbeid med polske (SRC/ PAS) og italienske (LABEN) institusjoner hvor vi leverte 16 Space Flight Moduler. INTEGRAL ble skutt opp i oktober 2002 og er fortsatt i full virk­

somhet.

Vi har også deltatt i utvikling og bygging av elektronikk til instrumentet SIR­2 som er levert til India for oppskyting med

Chandryaan­1 som er Indias første satellitt som går rundt månen. Dette er samarbeid med MPS i Tyskland og SRC/PAS i Polen. Vellykket opp­

skyting var i oktober 2008, instrumentet virker utmerket og vi har allerede fått data fra det.

Rakettprosjektet ESPRIT var et studentprosjekt sammen med Penn State University. E­lab var sterkt involvert med vei­

ledning av studentene ved bygging av in­

strumenter til denne raketten.

For gruppen i Subatomær fysikk er det blitt utviklet, bygget og testet analog elektronikk for signaler fra lysfølsomme dioder hvor det stilles ekstreme krav til minimalisering av støy.

Dette til prosjekter som ATLAS og ALICE (CERN). For disse ble det også utviklet en del printkort for store "ball­grid arrays" med over 1000 pads.

For gruppen Petroleum­ og prosesstek­

nologi er det utviklet nye instrumenter, gnistkolber og generatorer til bruk i støv­ og eksplosjonlaboratoriet.

E­lab foretar registrering, service og vedlikehold av instituttets instrumentpark, deltar i utvikling av nye laboratoriekurs og tildels underviser studenter på laboratoriet og gir assi­

stanse til studenter i deres praktiske arbeid med hovedoppgave.

UiB har nylig begynt forskning i Nano­

teknologi. Ingeniører ved IFT har ansvar for oppbygning av laboratorier for nanoforskning, installering av instrumenter (TGA, surface analyser, He­mikroskop etc.).

He­mikroskopet er et instrument som fungerer i ultra­høy­vakuum. Det har flere turbopumper og elektroniske kontroll systemer,

Elektronikk­

laboratoriet Svein Njaastad (leder) Per Heradstveit Magne Håvåg Kåre Njøten Werner Olsen Arne Solberg Margun Solheim

en tynn stråle av atomer er opprettet og fokusert på objektet som skal bli avbildet. Mikroskopet har en størrelse på omtrent 4m x 3m x 3m. Det

er blitt demontert i Østerrike av IFT­ ingeniører og montert på UiB.

Svein Njaastad

Vi har i denne perioden hatt 4 faste stillinger:

Hans Torgilstveit, Svein Midtun, Leif Egil Sandnes og Kåre Slettebakken. Etter 43 års arbeid på instituttet gikk Hans Torgilstveit av som pensjonist i 2001. Ny i stillingen etter han ble Øystein Grutle tilsatt i 2003, men var her i kun 2 år. Stillingen ble igjen utlyst i 2007 og nå er Charles Sebastiampillai tilsatt. Vårt verksted er det største på mat.nat.fak, og i de siste 10 årene har vi fått tildelt resurser til oppgradering av utstyr. Vi har fått ny cnc styrt dreiebenk og fresemaskin. Disse investeringene gjenspeiler kravene til nøyaktighet og tidsforbruk, som i dag forventes av produktene vi skal levere.

Elektroniske komponenter er blitt mindre, mu­

lighet til nøyaktige målinger bedre og skal repe­

terbarheten være god må alt stå i forhold.

For de eksperimentelle gruppene spiller verkstedet en betydelig rolle i deres gjennomfø­

ring av prosjektene. Oppgavene vi får er svært forskjellige, både fra gruppene og fra hver av oppdragsgiverne. Etter en tids samarbeid med gruppe eller person blir det for oss lettere å for­

stå ønskene og vi prøver å holde person og opp­

gave sammen. For oss blir det ofte svært utfordrende å finne løsninger, og etterpå produ­

sere tingene.

Gruppenes tjenestebehov fra oss varierer fra år til år. For reservoar produserer vi hele tiden steinprøver og utstyr til dette. Har og laget en hel del laboratorieutstyr. Gruppen industriell instrumentering er den av gruppene med mest

spredning i arbeidsoppgavene vi utfører. Som de største oppgavene kan her nevnes:

­ Universal geometri gammatomograf. Denne oppstillingen brukes til utvikling av gammatomografi til forskjellige anvendelser.

Den er endret og videreutstyrt flere ganger.

­ Subsea online fluid analyzer system. “SOFA”

Dette er et eksperiment for "online" prøvetaking av 3­fasestrømning på sjøbunnen, for å analyse­

re og karakterisere komponentenes egenskaper.

Dette utstyret er også endret flere ganger.

Til prosess­sikkerhet gruppen har vi i dis­

se årene vært med på oppbygging av labora­

toriene og utstyr til disse. Her kan spesielt nevnes:

­ 20 liter USBM eksplosjonskammer med sik­

kerhet­hus.

­ Deler til 3.6 meter flammeakselarasjonsrør.

Et mangeårig samarbeid mellom Shell Global Solution i Amsterdam og gruppen flerfasesystemer på IFT, der verkstedet i flere år utførte endringer og ombygginger på testriggen deres, gav til slutt gode resultater. Oppstillingen viste seg å være svært godt egnet til å oppnå presise ytelsesdata for gassrensningsapparatur, og oppstillingen gav anledning til et interna­

sjonalt patent på ny syklonteknologi. Denne teknologien er i dag installert i europeiske raffi­

nerier og gav dramatisk bedre renseeffektivitet.

Dette førte videre til at prof. Hoffmann og Dr.

Peng ble hedret med Shells "President's award”.

En høythengende pris, som normalt forbeholdes

Verkstedet

Instrument for raketten ICI­2 som ble skutt opp fra Ny­Ålesund desember 2008

Printkort til SIR­2 instrumenetet i satellitten Chandryaan­1

Verkstedet:

Kåre Slettebakken (leder)

Svein Midtun, Leif Egil Sandnes Charles

Sebastiampillai

20­liters USBM­

kammer i labo­

ratorieavtrekk ved Støveksplosjons­

laboratoriet.

Shell medarbeidere.

For optikkgruppen har verkstedet vært delaktige i utviklingen av en rekke eksperimen­

ter. Blant de viktigste er et goniometer som ble bygget i 2001. Det er brukt til å måle reflektert og spredt lys i en rekke eksperimenter. Et av eksperimentene gikk ut på å måle vinkel­

avhengigheten av lys spredt fra ulike algetyper, og senere ble goniometeret videreutviklet til å måle spredning av lys fra hud. Målingene av lysspredning i hud ble anvendt i et studium hvor man ønsket å påvise hudsykdommer ved hjelp av optiske målinger. En første prototyp av et in­

strument for optisk diagnose av hudsykdommer ble laget i 2004, og en videreutviklet versjon av dette instrumentet brukes nå til kliniske målin­

ger i en kommersialiseringsprosess.

Til gruppen for romfysikk har vi bl.a. la­

get instrumentdeler til raketter og satellitt.

Hydroakustikk­gruppen har fått laget forskjellig laboratorieutstyr. For nano­gruppen, som nå er under oppbygging, har vi vært med på demon­

tering og flytting av heliummikroskop fra Graz og oppbygging her i Bergen.

Kåre Slettebakken

Instituttets Afrika­engasjement

Instituttets engasjement i Afrika startet med ve­

sentlige bidrag fra to personer, professor Endre Lillethun og amanuensis Egil Fett.

Lillethun var i 1984 med på å etablere en spesiell gruppe innenfor European Physical Society, kalt Interdivisional Group on Physics for Development, IGPD, der han var leder fra 1985 til 1992. Gruppen arbeidet for å registrere potensielle samarbeidspartnere, både enkeltfysi­

kere og institutter, fra Europa og u­land for å ut­

vikle et grunnlag for samarbeid. Viktige deler av IGPDs virksomhet var også å legge til rette for regionale samarbeidsmuligheter i u­land og å søke finansiell støtte fra ulike kilder.

Fetts engasjement startet med et stipend fra Rotary International samt permisjon med lønn fra UiB for å jobbe ved University of Dar­

es­Salaam (USDM) i undervisningsåret 1988/89.

Joint Educational Project in Physics (JEPP):

JEPP­0 (1991)

Etter retur fra sitt opphold ved USDM søkte Fett NORAD om midler til JEPP­0, som var ment å skulle være starten på et langsiktig undervisningssamarbeid for å lage et nytt studieprogram i elektronikk og IKT ved UDSM. JEPP­0 omfattet:

* Opprettelse av styringsgruppe og pro­

sjektledere ved UDSM og UiB.

* 3 stipendier til studier ved UiB: En ingeni­

ør, en PhD­student og en MSc­student fra UDSM med eksamener avholdt ved UDSM (sandwich program).

* Innkjøp av lærebøker og laboratorieutstyr for bruk ved UDSM.

* Reiser og opphold knyttet til faglige semi­

narer, personellutveksling og styringsgruppe­

møter.

3.6­meter Flammeakselerasjonsrør under ferdigstillingen ved Mekanisk verksted ved IFT.

Prototyp av et instrument for optisk diagnose av hudsykdommer (2004).

Totalt ble det anvendt 1.7 MNOK på prosjektet i 1991. Norske involverte var førsteamanuensis Jan Lien, professor Kristofer Kolltveit, professor Jakob J. Stamnes (styringsgruppen), Egil Fett (prosjektleder), amanuensis Øystein Olsen og ingeniør Harald Hanssen (fagpersoner).

JEPP­1 (1992­95)

Forutsetningen var at JEPP­0 skulle videreføres med bevilgninger fra NUFU (Nasjonalt utvalg for Utviklingsrelatert Forskning og Utdanning), som ble etablert i 1991. Til tross for reduserte bevilgninger ble målsettingen om et nytt BSc­

program ved UDSM gjennomført. Men undervisningsbelastningen var stor, spesielt fordi noen fra UDSM hadde permisjon for studier ved UiB. Som kompensasjon deltok norske lærere (særlig Egil Fett) i undervisnin­

gen ved UDSM.

JEPP­2 (1996­99)

Meningen var at JEPP­1 skulle etablere et BSc­

program, mens JEPP­2 skulle etablere et tilsva­

rende MSc­program, der en også skulle få inn noen forskningselementer. Men treg saks­

behandling hos NUFU, samt sterkt reduserte bevilgninger resulterte i at JEPP­2 i praksis ble å regne som en sluttføring av JEPP­1. Alle stipendiatene fikk fullført sine grader og fikk relevant jobb i Tanzania etterpå (de viktigste ved UDSM), kompetansen ble betydelig hevet, og utstyret til BSc­studiet hadde den gang en rimelig standard. Et visst forskningssamarbeid ble igangsatt av Stamnes og professor Geir An­

ton Johansen med en PhD­kandidat hver fra UDSM.

Basic Science For Technological Develop­

ment in Uganda: NUFU­PRO39.2 (1991­97) I 1988 foretok Endre Lillethun på vegne av International Centre for Theoretical Physics (ICTP) i Trieste en reise til universiteter i fire afrikanske land for å kartlegge situasjonen for fysikk. Et av disse landene var Uganda, der behovet for en total fornyelse ved Makerere University (MU) var åpenbar etter mange år med ødeleggende borgerkrig. Hans forsøk på å skaffe tilstrekkelig finansiell støtte til et om­

fattende program i Uganda lyktes da NUFU ble etablert i 1991.

Et forslag til samarbeidsprogram mellom UiB og MU for et prosjekt som omfattet fysikk, matematikk, kjemi og pedagogikk ble sendt til

NUFU i 1991. Senere ble også botanikk in­

kludert. Prosjektet ble tildelt 1 MNOK fra NU­

FU for 1991­92 og fikk samtidig en bevilgning på 4.5 MNOK for de neste 3 år. Ved utgangen av 1997 hadde prosjektet brukt omtrent 1.3 mill US dollar, eller ca. 60,000 US dollar per insti­

tutt per år. Lillethun fikk innvilget seniorstipend fra NAVF fra 1993­98, og brukte i denne perioden all sin tid som hovedkoordinator for dette prosjektet. Fysikkaktivitetene i denne perioden var innen materialforskning og miljø­

fysikk, og medarbeidere fra UiB i denne perioden inkluderte Halvor Hobæk, Lyder Atteraas, og Jakob J. Stamnes, som fungerte som veiledere for hver sin PhD­kandidat ved MU. I begynnelsen var samarbeidet hovedsake­

lig fokusert på forbedring av infrastruktur og kompetanseoppbygging, slik at Department of Physics ved MU på et senere tidspunkt skulle bli satt i stand til å kunne delta i et reelt forskningssamarbeid. En av hovedaktivitetene fra starten av var forskning på Ugandisk leire med sikte på senere kommersiell utnyttelse.

Prosjektleder på norsk side for denne aktiviteten var Lyder Atteraas.

Light and Life in African Environments (1999­2005)

Etter 1998 fortsatte instituttets samarbeid med MU gjennom NUFU­prosjektet Research in Basic Sciences at Makerere and Collabo­

rating Universities to Promote Technological Development. Dette prosjektet omfattet fysikk, matematikk, kjemi og biologi. Ma­

terialforskningen ved UiB sluttet i 1999, slik at samarbeidet med MU deretter hovedsakelig var konsentrert innen miljøfysikk, representert ved to prosjekter, Solar Energy og Light and Life in African Environments. Sistnevnte prosjekt in­

kluderte målinger av optiske egenskaper til vann i Lake Victoria, med tanke på senere fjernmåling av vannkvalitet ved hjelp av satellittinstrumenter, samt måling av UV­

stråling og synlig lys med instrumenter i et nett­

verk som omfattet Uganda, Tanzania og Gambia. Prosjektleder på norsk side for aktivitetene innen miljøfysikk var Jakob J.

Stamnes. Fra norsk side deltok også første­

amanuensis Øyvind Frette, UiB og professor Arne Dahlback fra Universitetet i Oslo.

Tre kandidater, to fra MU og en fra University of The Gambia (UTG) fikk sin dok­

torgrad ved UiB i 2005 gjennom dette prosjek­

tet. De to kandidatene fra MU er nå i jobb som lærere der. Doktoranden fra UTG, som tidligere hadde tatt cand.scient­grad ved vårt institutt, er nå tilbake ved UTG i en ledende stilling. Under hans opphold ved UiB i forbindelse med PhD­

studiene deltok flere fra vårt institutt i undervis­

ningen ved UTG (Egil Fett, Kårmund Myk­

lebost, Øyvind Frette og Jakob J. Stamnes).

Avsluttende bemerkninger

I 2005 ble det søkt midler fra NUFU til en fortsettelse av samarbeidet med MU innen fysikk, matematikk, kjemi og biologi. Men søknaden ble avslått fordi disse aktivitetene allerede hadde fått midler i to femårsperioder.

Fra Department of Physics ved MU er interes­

sen tilstede for å søke på nytt når neste mulighet for å søke NUFU om midler for en ny fem­

årsperiode kommer i 2010.

Karen Lillethun, Egil Fett, Jakob Stamnes

Kvalitetsreformen ­ Stortingsmelding 13

Høsten 2003 ble den såkalte Kvalitets­

reformen satt i verk ved Universitetet i Ber­

gen, etter to års ganske hektiske forberedelser. Med reformen fulgte nye studieprogrammer, nye grader og til dels nye kursporteføljer på alle fag. Bak reformen lå blant annet ønsker om å fjerne hindringer for studentmobilitet i Europa. Dessuten ønsket myndighetene raskere ”gjennom­

strømning” av studentene slik at de skulle gjennomføre studiet på normert tid. Nye undervisnings­ og evalueringsformer, samt oppdeling av grunnfag og mellomfag i mindre kurser, skulle være en del av denne reformen. Riktignok var vesentlige deler av reformen innført i realfagene allerede 30 – 40 år tidligere, slik som varierte undervis­

ningsformer og avgrensete kurser, og evighetsstudenten var etter hvert blitt en me­

get sjelden fugl, men likevel måtte noen til­

pasninger gjøres.

En av de mest iøynefallende endringene var innføring av gradene bachelor, master og PhD, som erstattet gradene cand.mag., cand.scient., og dr.scient. I praksis var denne endringen ikke så dramatisk for realfagene ettersom den samlete studietiden frem til mastergraden er fem år, slik som den normerte studietiden frem til cand.scient.

var før reformen. For de humanistiske fagene medførte reformen en forkorting av studiet. De gamle fakultet­spesifikke dok­

torgradene (dr.scient, dr.art, dr.juris. osv.) ble erstattet med PhD­graden, med felles reglement for hele Universitetet i Bergen.

En annen stor endring var innføringen av et nytt karaktersystem, med bokstav­

karakterer fra A til F. Bruken av de nye

karakterene skapte heftige debatter i flere fora, blant annet fordi signaler som kom fra høyeste hold i Utdanningsdepartementet og Stortinget ikke var helt entydige eller konse­

kvente, blant annet om karakterene skulle normalfordeles: Det ble understreket at ut­

danningsinstitusjoner på universitets­ og høgskolenivå skulle bruke skalaen på en ensartet måte, men samtidig ble kravet om ekstern sensor ved alle eksamener fjernet – midlene som tilsynelatende ble spart kunne dermed brukes til å finansiere store deler av reformen! Dette har i realiteten medført be­

tydelig merarbeid for instituttets stab og etter manges mening svekket studentenes rettssikkerhet. Ved Fysisk institutt ble det i god tid laget klare regler om bruken av de nye karakterene.

De nye studieprogrammene på master­

nivå på vårt institutt var hovedsakelig basert på de studieretningene vi tilbød tidligere for cand.scient.­studenter. På lavere grad var endringene større for studentene: Før reformen hørte studentene formelt til Det matematisk naturvitenskapelige fakultet under cand.mag.­studiet; etter reformen tas de opp til mer fagspesifikke bachelor­

programmer, med sterkere formell tilknyt­

ning til det institutt som administrerer programmet. I dag administrerer IFT bachelorprogrammene i fysikk og i prosess­

og petroleumsteknologi, og bidrar dessuten til bachelorprogrammet i nanovitenskap og til fakultetets integrerte lærerutdannings­

programmer.

Kjartan Olafsson

Skolerettet fysikk og formidling

Gruppen har hatt et bredt spekter av aktiviteter og ansvarsområder: Organisering og ledelse av instituttets utdanningsprogrammer i fysikk, inn­

føringsemner i fysikk samt emner i fysikk fag­

didaktikk, skolerettede tiltak blant annet knyttet til Skolelaboratoriet i realfag og klassebesøk ved instituttet, forskningsstasjoner på Forskningsdagene, samt forskning i fag­

didaktikk. Et sentralt skolerettet tiltak har vært å invitere klasser med fysikkelever på videregåen­

de skole til å gjennomføre eksperimenter med radioaktivitet på instituttet.

Gruppen ble opprettet i 2004 samtidig med at ansvaret for fagdiaktikk knyttet til læ­

rerutdanning ved UiB ble overført til de ulike faginstitutt. Dette innebar at førsteamanuensis i fysikkdidaktikk, Stein Dankert Kolstø, ble over­

ført til IFT.

De første forsøkene ble gjennomført som en del av markeringen av Fysikkåret 2005.

Elevene undersøker bl.a. hvordan forskjellige typer ioniserende stråling kan stoppes og avslut­

ter dagen med detektivarbeid som består av å gjenkjenne radioaktive isotoper ved måling av energispekteret til gammastrålingen fra diverse bergprøver og gjenstander fra dagliglivet.

Gruppen har gående et prosjekt der de ut­

forsker bruk av dialog i storforelesninger ved bruk av mentometere til å formidle studenters respons på spørsmål. Erfaringene var gode og utstyr er nå tilgjengelig for forelesere som øns­

ker å bruke det for å stimulere til faglige disku­

sjoner.

Gruppen deltar for tiden i et større pro­

sjekt, ”Elever som forskere i naturfag” (Elev­

Forsk), finansiert av Norges forskningsråd.

ElevForsk vil analysere og utvikle hvordan elevene kan bli forskende i sin læring i naturfag.

Prosjektet vil ta tak i utfordringer i Kunnskaps­

løftet knyttet til de to nye hovedmomentene Forskerspiren og Grunnleggende ferdigheter i læreplanen i naturfag. ElevForsk skal utfordre og videreutvikle en tradisjon der elever skriver laboratorierapport etter forsøk med rom for refleksjon og dialog. Vårt utgangspunkt er at Forskerspiren er en egnet ramme for å utvikle grunnleggende ferdigheter. ElevForsk skal ut­

vikle metoder og strategier i nær dialog med

skoler med fokus på muntlig og skriftlig ar­

gumentasjon, kritisk lesing av relevante tekster og samarbeid mellom elever støttet av IKT.

ElevForsk vil analysere undervisningsmetoder i naturfag i et kritisk utviklingsperspektiv. Pro­

sjektet er designet som et aksjonsforskningspro­

sjekt knyttet til Institutt for matematiske realfag og teknologi, UMB og Institutt for fysikk og teknologi, UiB.

I forbindelse med ICESTAR­ prosjektet, som er en del av det Internasjonale polaråret (IPY) har gruppen i samarbeid med Romfy­

sikkgruppen satt sammen en pakke – Romkofferten ­ med enkle og robuste versjoner av diverse måleinstrumenter for studier av det jordnære verdensrom og fenomen i atmosfæren.

Romkofferten lånes ut til klasser i den videregående skolen, 3­4 uker om gangen. Med instrumentene følger en bruksanvisning med forslag til aktiviteter som klassen kan gjennom­

føre, alt fra kartlegging av solflekker til studier av nordlysutbrudd og beslektede fenomen.

Longyearbyen skole på Svalbard var den første skolen som fikk prøve kofferten og deretter ble den presentert for naturfaglærere på Pola­

rEduSpace­kurs på Svalbard i februar 2008.

På undervisningssiden er en engasjert i MN­fakultetets program for lærerutdanning.

Dette er et program for utdanning av lektorer og adjunkter innen realfagene som ble startet opp høsten 2004. Programmet har en opptaksramme på 26 studenter, og alle studentene får undervis­

ningskompetanse i minimum to MN­fag. I til­

legg står gruppen for kurs i fagdidaktikk for studenter som tar praktisk­pedagogisk ut­

danning som påbyggingsstudium.

Gruppen produserer jevnlig artikler innen naturfagenes didaktikk samt kurs og foredrag for lærere i skolen. Spesielt i forbindelse med innføringen av nye læreplaner i naturfag som en del av ”Kunnskapsløftet” har det vært stort behov for etterutdanning av naturfaglærere. I 2005 satt en av gruppens medlemmer i læreplankomiteen for det nye Naturfaget i skolereformen Kunnskapsløftet.

Kjartan Olafsson

Skolerettet fysikk og formidling Kjartan Olafsson (leder)

Stein Dankert Kolstø

Student med elektronkanon

Fra

forskningsdagene

Akustikk

Akustikkgruppen kan føre sine aner tilbake til midten av 60­tallet. Da tok professor Sigve Tjøtta ved Institutt for anvendt matematikk initiativ til å ta opp Halvor Hobæk som hoved­

fagstudent for å bygge opp et eksperiment i ikkelineær akustikk. Tjøtta skulle være faglig veileder. Etter eksamen fikk Hobæk univer­

sitetstipend for 3 år, og senere prosjektstipend fra NTNF i samarbeide med Simrad for 2 år. I mellomtiden var Magne Vestrheim og Arnold Berthelsen kommet til som hovedfagstudenter, og fortsatte som henholdsvis NAVF stipendiat og vitenskapelig assistent. Etter 1973 flyttet

«Hydroakustikkgruppen», som den fra da ble kalt, over til avd. A ­ mens Bertelsen fortsatte en tid under avd. B før han ble ansatt ved UiO.

Den første faste stillingen i akustikk ved Fysisk institutt ble opprettet i 1977 ved omgjø­

ringen av en vit.ass. til universitetslektor, med plikt også til å undervise i fiskeriakustikk (dette falt bort i begynnelsen av 80­årene). Det var hele tiden et tett samarbeide med Matematisk institutt avd B (anvendt) der både Sigve og Jac­

queline Tjøtta var sterkt engasjert i ikkelineær akustikk og hadde mange hovedfags­ og doktor­

studenter.

De faglige problemstillingene som ble studert i denne perioden var særlig «parametris­

ke akustiske antenner» og «ikkelineær grense­

skiktstrømning». Rundt 1970 hadde professorene Tjøtta et forskningsopphold ved et astrofysisk institutt i Frankrike, og kom tilbake med interessante vyer om strømning generert av ulike typer bølger i væsker med tetthetsgradien­

ter. Dette ble fulgt opp eksperimentelt med målinger basert på akusto­optisk vek­

selvirkning. Rundt 1980 dukket 2 nye aspekter opp: hva skjer i fokuserte/defokuserte lydfelt, samt forhold vedrørende refleksjon og transmi­

sjon av smale lydstråler ved grenseflater over kritisk innfallsvinkel. Det siste førte til et NAVF prosjekt med 2 halve vit.ass. stillinger i perioden 1982­1985, fulgt opp senere som hoved­

fagsarbeider til ut ti­året. Sjokkbølger i foku­

serte lydfelt ble tatt opp igjen langt senere (1995­2004).

Vestrheim ble etter et 2 års opphold i USA ansatt ved NUTEC, og tok der opp arbeid med akustisk holografi som avbildningsmetode.

I 1986 ble han professsor II hos oss, men hadde da stilling ved CMR. Fra 1992 er han første­

amanuensis ved Fysisk institutt. I 1991 ble professoratet i hydroakustikk opprettet. I en kort periode var det altså 4 personer i fast stilling in­

nenfor akustikk, 2 hos oss og 2 ved Matematisk institutt. Jacqueline Tjøtta søkte overgang til Fysisk institutt fra 1992, men gikk over i deltidsstilling (prof. II) fra 1995, og søkte av­

skjed ved slutten av det året. Samtidig flyttet hun og Sigve (som da hadde en seniorstilling i NAVF) til Oslo, og dermed var staben i akus­

tikk halvert, men vi satt igjen med hele undervisningsbelastningen i akustikkfagene.

Flere hovedfagstudenter tok sin oppgave innen akustisk holografi fra siste halvdel av 80­

tallet og utover i 90 årene. Det førte også til et dr.scient. arbeid (Rolf Kahrs Hansen), som dan­

net grunnlaget for firmaet Omnitech AS, nå Coda Octopus Omnitech. Det var fra denne tiden også et tett samarbeide med CMR om transdusere for ultralyd strømningsmålere og annen ultralyd­instrumentering, som har fortsatt til denne dag. Innenfor dette området har vi deltatt i en rekke større prosjekter med mange industrielle og internasjonale samarbeids­

partnere. Spesielt bør nevnes utviklingen av et

«Endelig Element» program (FEMP) for beregning av piezoelektriske transdusere, av Jan Kocbach, først som hovedoppgave og videreført i et dr.scient. arbeide. Vestrheim hadde bistilling ved CMR fram til og med 2006, og Per Lunde fikk professor II stilling hos oss i 2004. Fra 2008 er han ansatt i full stilling som professor i teoretisk akustikk.

Etter et forskningsopphold ved University of Bath i 1995 tok Hobæk opp igjen studiet av fokuserte lydstråler i sjokk­domenet. Dette førte til en invitasjon om deltakelse i EU­prosjektet

«SOBER» 2001­04, med hovedtema «Sonic Booms». Vår deltakelse gikk ut på et mo­

delleksperiment for å studere hvorledes sjokk­

bølger forplantes i et medium med en lydhastighetsprofil som svarer til profilen i atmosfæren fra bakkenivå opp til 20 km. Dette ble gjort i en tank med en alkohol­

væskeblanding over 50 cm høyde.

I perioden 1998­2002 hadde Hobæk halv bistilling ved Nansensenteret for å delta i EU­

prosjektet «AMOC», som dreide seg om mo­

dellering av akustisk termometri over Frams­

tredet ved 79 grader N. De oseanografiske forhold er her ganske kompliserte, og spørsmå­

Akustikk Per Lunde (leder) Halvor Hobæk Magne Vestrheim Postdok:

Lars Gimmestad Johansen PhD­studenter:

Tonje Lexau Nesse Murugendran

Kanagasundram Kjetil Daae Lohne Remi Kippersund

Prosjektoppgave:

Sonoluminescens

Elektronikk og målevitenskap

Eksperimentell fysikk med forskning på og ut­

vikling av vitenskapelige instrumenter har spilt en viktig rolle i instituttets 60­årige historie. In­

nen både romfysikk og høyenergifysikk har det vært betydelig forskningsaktivitet innen de­

tektorteknologi, elektronikk og instrumentering.

Det har vært og er fortsatt omfattende samarbeid med store internasjonale kollabora­

sjoner og nettverk som CERN, ESA og NASA.

Det ledet frem til de Teknologisk orienterte studieprogrammene (TOS) i 1980 og til etable­

ringen av forskningsgruppene Industriell in­

strumentering i 1986 (nå Målevitenskap/

instrumentering) og Mikroelektronikk i 1990.

Disse gruppene fusjonerte i 2001 til forsknings­

gruppen Elektronikk og Målevitenskap.

Mikroelektronikk

Like etter studieveien "instrumentering og elektronikk" ble opprettet i 1983 begynte under­

visningen i F 318 – Datamaskin­ assistert kon­

struksjon og produksjon av elektronikk (1985) og F 215 – Integrerte digitale kretser. Begge emnene ble i etableringsfasen forelest med inn­

kjøpt undervisning.

I 1985 kjøpte instituttet sine to første arbeidsstasjoner for design og simulering av mikroelektronikk, finansiert av NTNF, NAVF og UiB. Samtidig ble de første hovedfags­

studentene i mikroelektronikk tatt opp. I 1986 kom den tredje arbeidsstasjonen, samtidig som det ble foretatt et strategisk valg av design­

programvare for mikroelektronikk (Mentor Graphics). Dermed kunne en si at mikro­

elektronikk­laboratoriet var etablert. Første­

amanuensis i kosmisk geofysikk Stein Ullaland var sentral i oppbyggingen av de nye fagene og i etableringen av mikroelektronikk­laboratoriet.

En stor del av den eksperimentelle virksomhe­

ten ved IFT er i dag avhengig av at det utvikles avansert måleelektronikk. Mikroelektronikk­la­

boratoriet står sentralt i dette arbeidet og tjener som arbeidsplass for studenter på mastergrads og PhD­nivå, ingeniørstaben samt det vitenskapelige personalet. I dag har mikro­

elektronikk­laboratoriet ca. 10 arbeidsplasser med avansert programvare for elektronikkut­

vikling. I tillegg disponerer laboratoriet måleut­

let var først og fremst om et slikt eksperiment kunne gi fornuftige resultater. Alt tyder på det, men det har tatt tid å få midler til realisering. I løpet av 2008 ble det satt ut to bøyer for formå­

let under et EU­prosjekt «DAMOKLES», men her er vi bare indirekte involvert ved veiledning av en masterstudent.

Det har vært en del samarbeid med Hav­

forskningsinstituttet i en årrekke, først og fremst vedrørende målinger på kulene som brukes til kalibrering av ekkolodd. I de siste 5 årene er samarbeidet tettere, både innenfor dette feltet, og på måling av spredning fra fiskeskjelett og fra krill. For tiden er 3 doktorstudenter engasjert i dette. Vi samarbeidet også med Hav­

forskningsinstituttet om en SFF­søknad, som nesten gikk inn. Bedre hell hadde en søknad med CMR og en rekke andre partnere om en SFI i måleteknikk, som resulterte i «The Michelsen Centre for Industrial Measurement Science and Technology». Her er vi engasjert i prosjekter for nedihulls­instrumentering for

«offshore» teknologi og i målemetoder for fiskeri­industrien.

Nylig er også et annet doktorgradspro­

sjekt fullført i samarbeide med Bjørge ASA

(Naxys) og Institutt for Geofag, som gikk ut på å optimalisere kodingen for en ny type seismisk lydkilde (LACS) som er svakere enn luftkano­

ner, men kan sende ut pulser med høy pulsrate.

Dette innebærer at mange svake pulser kan er­

statte en enkelt kraftig hvis det mottatte signalet behandles på riktig måte. Dermed kan belast­

ningen på dyr og fisk reduseres under seismiske undersøkelser.

For tiden er det 8 masterstudenter til­

knyttet Akustikkgruppen, 4 PhD studenter og 1 post.doc., foruten 3 fast ansatte. Siden 1990 er det uteksaminert 27 hovedfag/master­studenter og 14 dr.scient/PhD ved gruppen.

Aktiviteten innen akustikk ved IFT og Matematisk institutt har vært medvirkende til oppbygging og utvikling av et betydelig indu­

strielt akustisk fagmiljø i Bergensregionen gjennom en kontinuerlig utdanning av fagfolk.

Ser en på den betydelige rolle som bruk av akustiske metoder og ultralyd spiller innen norsk og internasjonal industri, samt det poten­

sialet slike teknologier har for videre utbygging industrielt, synes det klart at markedet for akus­

tisk ekspertise er sterkt økende.

Halvor Hobæk

Elektronikk og Målevitenskap Lars Egil Helseth Bjørn Tore

Hjertaker Geir Anton

Johansen Øystein Olsen Kjetil Ullaland Renate Grüner (20%) Forsker Kjetil Folgerø Postdok Camilla Sætre Tomasz Ciamulski Emeritus

Erling A. Hammer PhD­studenter Erik Magnus

Bruvik Asle Engelsen Festø

Torbjørn Frøystein Tom Kjøde Ilker Meric Rachid Maad Frank Tore Sæther Olav Torheim

styr som er egnet til testing og verifisering av elektronikk, slik som oscilloskop, logikkanaly­

satorer, signalgeneratorer og lignende.

Den første integrerte kretsen som ble utviklet ved det nye mikroelektronikk­laborato­

riet (1991) var en del av Cluster­prosjektet og utgjorde den digitale styrings og utlesnings­

elektronikken for RAPID instrumentet. Kretsen var en såkalt Gate Array basert på Silisium­på­

Safir­teknologi, og den erstattet en rekke kretskort i instrumentet. I samme perioden arbeidet Sverre Jacob Alvsvåg med design av

”Fastbus” trigger moduler for SAT­detektoren i DELPHI eksperimentet på CERN, der han i utstrakt grad var avhengig av digital simulering av sine store kretskort. Den tidens PLD­kretser fra Altera kjenner vi som forløperen til dagens komplekse FPGA­kretser, og ble brukt som er­

statning for hundrevis av TTL­kretser.

Målevitenskap/ instrumentering

Forskningsgruppen Industriell instrumentering ble etablert av Prof. Erling Hammer da han ble ansatt ved instituttet i 1986. Hammer hadde si­

den 1983 forelest i et instrumenteringskurs ved instituttet mens han enda var forskningssjef ved Avdeling for naturvitenskap og teknologi ved Christian Michelsens Institutt. Gruppens forskning var de første årene rettet mot måle­

metoder basert på elektrisk impedans anvendt på flerfase rørstrømning. Forskningsprofilen endret seg gradvis etter som nye medarbeidere ble tilknyttet gruppen. Rundt 1990 ble gruppen involvert i industriell prosesstomografi og dette har siden vært en viktig del av forsknings­

aktiviteten, spesielt høyhastighet tverrsnitts­

avbilding av prosessdynamikk. I denne sammenheng ble forskning på nukleære måle­

metoder trappet kraftig opp og flermodale måleprinsipper ble viktig for å kunne trekke mest mulig informasjon ut av ulike flerfase­

prosesser. Dette innebærer integrasjon av data

fra forskjellige måleprinsipper som er følsomme for ulike prosessparametre. De siste årene har gruppen også forsket på medisinsk instrumen­

tering og målesystemer til bruk innen biologi.

Gruppens forskningsprofil har alltid vært med fokus på målefysikk inkludert analog sen­

sorelektronikk, og i noen grad på systemer for datainnsamling i sanntid. Gruppen har arbeidet eksperimentelt, men med nødvendig supplering av teori og modellering for optimalisering av måleprinsippene.

Gruppen har hatt stabil og god rekruttering av studenter, ikke minst på grunn av god rekruttering av ingeniører fra flere høg­

skoler. Det er utdannet over 100 hovedfags­

/masterkandidater og 14 doktorgradskandidater siden oppstart i 1986. Flere av disse har hatt ekstern veiledning. Undervisningen har i hovedsak vært innen elektronikk, måleviten­

skap, instrumentering og teknisk kybernetikk, men de siste årene også innen medisinsk fysikk og teknologi. Gruppen har vært sentral i etable­

ringen av SFI ”Michelsen Centre for Industrial Measurement Science and Technology” i 2006.

Gruppens forskningsaktivitet har vært innovativ og har resultert i flere patenter og teknologiske nyvinninger, spesielt innen måling av flerfase hydrokarbonstrømning. I tillegg til CMR har gruppen hatt samarbeid med Roxar Flow Measurement, Tracerco, Haukeland Univer­

sitetssykehus, StaoilHydro, University of Man­

chester, Technical University of Łódź og North Carolina State University.

Forsker Renate Grüner ved Radio­

logisk avdeling ved Haukeland Universitets­

sykehus har vært ansatt som førsteamanuen­

sis II siden 2006 med ansvar for utvikling av et tverrfaglig emne innen medisinsk fysikk og teknologi, samt undervisning og veiledning.

Kjetil Ullaland, Geir Anton Johansen

Materialteknologi

Utvinning av olje og gass i Nordsjøen ga oss helt nye konstruksjoner, fra enorme dimensjo­

ner til ørsmå detaljer. Dette avslørte store behov for kunnskap og innsikt i materialenes egen­

skaper, og tiltak for å hindre nedbryting pga.

korrosjon, sprekkvekst, manglende inspeksjon og vedlikehold med mer. På denne bakgrunn ble materialteknologi startet opp som egen

studieretning ved Fysisk institutt i 1990. Profes­

sor Lyder Atteraas var ansvarlig leder frem til 1999, da han gikk av.

I 1993 ble studiet kraftig forsterket med professor dr. ing. Brigt Hatlestad. Hans sterke faglige bakgrunn i endelig element spennings­

analyse resulterte i to nye kurs, som ble fulgt av samtlige studenter i gruppen.

Hovedoppgavene var vidt forskjellig de første årene. De spente fra studier av rørlednin­

ger og kollisjonsskader på hurtigbåtskrog til keramer av Uganda kaolin og om piratdeler i luftfarten.

I 1994 bevilget UiB et større beløp til utstyr, og sammen med Det Norske Veritas ble det anskaffet en topp moderne universalprøve­

maskin. Den ble plassert på DNV/Laksevåg.

Dette skjedde samtidig som Hydro vurderte å bruke en høyfast titan legering til stigerør, der oljestrømmen hadde en inngangstemperatur på 110 grader C. Det resulterte i seks hovedoppga­

ver om utmattingsegenskapene til høyfast grad 29 titan, under katodisk beskyttelse i sjøvann ved 150 C, og prøveserier på over 200 000 last­

veksler opp mot flytegrensen.

Materialteknologien var også en del av instituttets engasjement ved Makerere Univer­

sity i Uganda.

I 1999 ble denne studieretningen ved Fysisk institutt, UiB, lagt ned. I alt ble 12 cand.scient. kandidater og 1 PhD utdannet ved gruppen, pluss én cand.scient. ved Kjemisk in­

stitutt.

Lyder Atteraas

Reservoarfysikk

Gruppen i reservoarfysikk ble opprettet midt på 1980­tallet med professor Arne Graue, professor Kristofer Kolltveit og førsteamanu­

ensis Jan R Lien som medlemmer. Senere ble også Arne Skauge tilsatt i en professor II­

stilling. Gruppen fikk bygget en horisontal strømningsrigg for lange sandsteinskjerner, og senere en vertikal rigg for 2­dimensjonal avbildning av flerfasestrøm i porøse bergarter, i eksperimenthallen ved instituttet. Disse riggene har vært sentrale i den eksperimentelle reservoarforskningen fra 1985 og fram til i dag.

Forskningen har i stor grad vært fokusert på analyse av borekjerner og petrofysikk. På 1990­tallet ble både gravitasjons­ drenering, vannflømming og kjemisk stimulert oljeutvinning studert.

Hovedfokus har hele tiden vært på å bedre kunnskapen i fundamentale problemstillinger innen flerfase­ strøm i reservoarbergarter. De siste 10 år har forskningen vært fokusert rundt mekanistiske studier av økt oljeutvinning fra oppsprukne reservoarer, spesielt oppsprukket kalkstein. I løpet av 1990­årene bidro reservoarforskningen ved IFT til at utvinningsmekanismene i oppsprukket kalk ble forstått, spesielt detalj­ kunnskap om innvirkningen og betydningen av fuktpreferanse var et viktig bidrag til at oljeutvinningen i Ekofisk ble økt fra opprinnelig ca. 17% til 45%

i dag.

Fra midten av 1990­tallet og fram til i dag har reservoarfysikkgruppen gjort utstrakt bruk av komplementære avbildningsteknikker.

Den 2­dimensjonale vertikale strømningsriggen ved IFT har vært benyttet til stor­skala eksperimenter på blokker av porøse bergarter,

med dynamisk 2D­avbildning av fortrengnings­

eksperimenter. Strømningsriggene ved IFT var de største avbildningsriggene i bruk for EOR studier, og spesielt for oppsprukne reservoarer viste det seg at kunnskap om samtidig vekselvirkning mellom gravitasjon, kapillære krefter og viskøse drivkrefter var svært viktige for forståelsen av hvordan sprekker innvirker på oljeutvinningseffektiviteten.

I fortrengningsstudiene i de store bergartsblokkene ble det observert ulike innvirkninger av sprekker avhengig av fuktforholdene. For å kunne bestemme disse mekanismene ble det benyttet NMR tomografi ved ConocoPhillips forskningssenter i Oklahoma, USA. Strømningsmønsteret inne i sprekker med sprekkbredde på mindre enn 1 mm viste seg svært forskjellig ved ulike fuktpreferanser. Ved å benytte disse nye detaljkunnskapene i numeriske simulatorer, ble grunnlaget lagt for å implementere bedre utvinningsmetoder og etablere bedre simu­

leringsverktøy for oljeproduksjon i oppsprukne reservoarer.

Et viktig resultat i 2002 var at Forskningsgruppen i reservoarfysikk utviklet en unik metode for direkte måling av kapillartrykk ved bruk av radioaktive tracere hvor metningsfordelingen inne i en porøs bergartskjerne måles direkte mens kjernen roterer med opptil 3000 rpm i en sentrifuge.

Et av de nyeste resultatene fra forskningsgruppen er et verdensomspennende patent mellom UiB og ConocoPhillips, utviklet i et samarbeid mellom Bjørn Kvamme og Arne Graue. Patentet omhandler hvordan CO₂ kan lagres i form av hydrat, termodynamisk mer

Reservoarfysikk Arne Graue Jan Reinert Lien Jan Erik Nordtvedt (20%)

Emeritus

Kristoffer Kolltveit PhD­studenter Alif Be

Amund Brautaset Saeed Fallah Bolandtaba Ingve Fløysand Randi­Helene Halmøy Åsmund Haugen Sissel Haugland Kathrine Hedegaard Stig Olsen Shahram

Pourmohammadi Marianne Steinsbø Bård Henning Tvedt

Bartek Florczyk Vik

stabilt enn naturlig metanhydrat. Basert på Kvammes teoretiske beregninger om spontanutveksling mellom CO₂ og metan når metanhydrat eksponeres mot CO₂utførte Graue MRI eksperimenter ved ConocoPhillips forskningssenter i Oklahoma. Resultatene bekreftet teorien og viste med dynamisk avbildning at utveksling av metan med CO₂ resulterer i en vinn­vinn situasjon hvor en lagrer CO₂ mens metan produseres; uten makro­

skopisk smelting av hydrat med tilhørende eventuell vannproduksjon og uten tilførsel av energi. Dette prosjektet er for tiden i stor framgang. Det finnes mer energi i hydrat­

reservoarer enn alle kjente olje, gass og kull forekomster tilsammen. Potensialet for utvinning av disse store energimengdene i form av metangass, samtidig som CO₂ lagres i hydratreservoarer, er derfor av stor interesse.

Jan R. Lien har i de siste 10 år vært opptatt av bruk av kjernemagnetisk resonans (NMR) i kjerneanalyse og borehullslogging.

Ved Senter for integrert petroleumsforskning (CIPR) er det installert en 12 MHz Maran DRX som er et prototype NMR­instrument med et sterkt gradientfelt. Dette gjør det særlig velegnet til å studere diffusjons eksperiment­drevet forskning i vann­ og oljefylte kjerneplugger ved utvikling av avanserte puls­ sekvenser. NMR­

diffusjonsmålingene omfatter også studier av konnektiviteten mellom porer for å kunne knytte dette sammen med måling av permeabilitet.

Som en del av den tverrfaglige reservoarforskningen ved Det matematisk­

naturvitenskapelige fakultet var Forsknings­

gruppen i reservoarfysikk i 2002 med på å posisjonere UiB innen petroleumsforskningen nasjonalt og internasjonalt, spesielet i forbindelse med utlysningen av Sentre for fremragende forskning (SFF). Senter for integrert petroleumsforskning, CIPR, startet opp i 2003 og er nå inne i sin andre 5­års periode.

Jan R. Lien og Arne Skauge driver nå all sin forskning ved CIPR. Arne Graue avsluttet sin deltagelse i CIPR etter vel ett år, og har siden intensivert reservoarforskningen ved IFT, med spesiell vekt på internasjonalt forskningssamarbeid. Reservoarfyikkgruppen ved IFT ble tilført 6 nye NFR­stipendiater i 2004 og 2005. Forskningsgruppen har nå aktivt forskningssamarbeid med 7 universiteter i Frankrike, Storbritannia, USA og Canada; samt finansiell støtte fra 5 internasjonale olje­

selskaper. Reservoarfysikkgruppen v/Arne Graue, sammen med Bjørn Kvamme, deltar også i myndighetenes satsning innen FME senteret (Forskningssenter for Miljøvennlig Energi) SUCCESS.

Parallelt med forskningsaktivitetene ble det også startet undervisning i en ny teknologisk orientert studieretning: reservoar­

fysikk. Undervisningen bygget på en full emnegruppe i fysikk og emnet FYS223 – Reservoarteknikk på 5 vekttall var en viktig del.

Studiet i petroleumsteknologi ved UiB er rettet mot reservoarstudier og økt oljeutvinning (EOR). UiB satser ikke på boresiden og på undervannsteknologi, slik som f.eks. NTNU og UiS, men er i dag et viktig komplement til den nasjonale utdanningen av reservoaringeniører og petrofysikere.

Aktiviteten i termodynamisk modellering ble opprettet på Kjemisk institutt og kom til instituttet vårt i 1998 med Bjørn Kvamme som et prosjekt innen fangst av CO₂ finansiert av Framo Enginering. Tatiana Kuznetsova fulgte også med til Bergen og fortsatte siden dr. scient. studier innen mole­

kyldynamikk. I forbindelse med en utvidet satsing på prosessteknologi ble Bjørn Kvamme ansatt som professor i prosesstek­

nologi sommeren 2000. Tatyana Kuznetsova gjennomførte dr.scient. graden med avhand­

lingen “Molecular modelling for thermodynamic properties of bulk and in­

terfacial systems” i mai 2001. Hun fortsatte i utdanningsstipender og fra januar 2008 er hun ansatt som førsteamanuensis med opprykk til professor i november 2008.

COSMOS prosjektet ble etablert allerede i 1999 med full finansiering fra Ja­

pan. Truls Johannesen og Peter Haugan var andre partnere fra UiB i dette prosjektet som var knyttet til havlagring av CO₂. Den størs­

te overraskelsen for våre japanske partnere i prosjektet var antagelig situasjonen da da­

værende rektor Kirsti Koch Christensen til­

talte dem på japansk under en audiens i forbindelse med et prosjektmøte i Bergen.

Termodynamisk modellering Bjørn Kvamme (leder)

Tatyana Kuznetsova Pawel Kosinski Postdok Edesio Miranda­

Barbosa Norbert Lümmen PhD­studenter Jordan Bauman Khaled Ben Latief

Jemai Pilva­Helina

Kivela Shunping Liu Åge Oterhals

Termodynamisk modellering

Siden havlagring av CO₂ etter hvert fikk liten støtte internasjonalt var det en na­

turlig forlengelse å satse på fundamentale aspekter knyttet til lagring av CO₂ i re­

servoarer. I 2002 ble det fra

NFR/KLIMATEK bevilget to prosjekter til disse aktivitetene. ”Safe long term storage of CO₂ in aquifers” ble etablert som et samarbeidsprosjekt med Matematisk insti­

tutt. Dette prosjektet ble tildelt 9 millioner kr. fra NFR og ytterligere 2 millioner i et til­

leggsprosjekt fra Norsk Hydro. Sentralt i dette arbeidet var utvikling av en simulator for reaktiv numerisk transport som en basis for implementering av matematiske mo­

deller for reaksjoner mellom CO₂ og mineraler samt effekter av hydratdannelse.

Fundamental forskning på hydrat var fra før en aktivitet i Kvammes gruppe og en grunnleggende basis for etablering av det andre KLIMATEK­prosjektet der det ble etablert et samarbeid med Arne Graue i gruppen for reservoarfysikk for den eks­

perimentelle delen av prosjektet. Dette pro­

sjektet ble tildelt 4 millioner kr. og dessuten industri­ finansiering fra ConocoPhillips (CoP) USA. Det er i forbindelse med dette prosjektet utviklet et internasjonalt patent for lagring av CO₂ i naturgasshydrater. CoP har senere støttet dette prosjektet med be­

tydelige midler.

Videre finansiering fra CLIMIT har bidratt til videre utvikling av samarbeid mot ulike miljøer i USA. Samarbeidet mot University of Hawaii innen hydratforsegling, og samarbeid mot Los Alamos National La­

boratory (LANL) innen effekter av CO₂ på langtidsstabilitet av leire og andre bergarter er av de to viktigste. Edesio Miranda­Barbo­

sa ble ansatt som post.doc. på det siste av disse. Samarbeidet med Professor Per Aagaard ved Gologisk institutt, UiO, ble etablert under de første KLIMATEK pro­

sjektene og er ytterligere befestet med et nytt prosjekt innen reservoarlagring av CO₂, som også omfatter IFE og NGI som partnere.

Norbert Lümmen kom til gruppen i 2006 som en post.doc. finansiert av Deut­

sche Forschungsgemeinschaft (DFG) på et prosjekt innen nukleasjon og vekst av salter fra superkritisk vann. Kimen til dette pro­

sjektet var noen mindre prosjekter finansiert av STATOIL knyttet til hydrotermiske ven­

tilasjonskanaler drevet av vulkanske kilder.

Han fortsetter her ved UiB for ytterligere 2 år tilknyttet Forskningsgruppen i nanotek­

nologi.

Prosess og prosess­sikkerhetsteknologi Pawel Kosinski ble ansatt som post.doc. i 2002 og har sammen med Alex C. Hoff­

mann drevet med forskning hvor CFD (’Computational Fluid Dynamics’) var det viktigste verktøyet. Deres hovedaktiviteter omfattet transport av partikler, brenselceller, støveksplosjoner og også hvordan strømning påvirker dannelse av hydrater i rørledninger med olje. Gruppen inneholdt også ca. fem stipendiater. I 2008 ble Pawel Kosinski an­

satt som førsteamanuensis og begynte å samarbeide med prosessikkerhetsgruppen som også skiftet navn til ’Prosess og sik­

kerhet’. Han er fortsatt aktiv i CFD også med anvendelser i modellering av for­

brenning.

Bjørn Kvamme

Prosessteknologi

Fagområdet «prosess­sikkerhetsteknologi» ble opprettet ved IFT (daværende Fysisk institutt) i 1992 ved ansettelsen av Rolf Eckhoff (CMR) som professor II. Forut for dette hadde et plan­

leggingsutvalg, på initiativ fra professor Erling Hammer, utarbeidet en innstilling som vektla at

«et studieopplegg i prosess­sikkerhetsteknologi må gi en god balanse mellom grunnleggende fag (matematikk, fysikk, kjemi), prosessrelater­

te fag (kjemiteknikk, anvendt fluiddynamikk, prosess­instrumentering) og spesifikke sik­

kerhetsfag (eksplosjoner, branner, ”run­away”­

prosesser, og utslipp av giftige, etsende prosess­

instrumentering og korroderende stoffer».

Etter dette fulgte et initiativ til å etablere prosessindustri­orienterte studieveier ved UiB i 1994. Det viste seg etter hvert at det også var andre faggrupper ved Mat.nat.fak., bl.a. på Kjemisk institutt, som kunne tenke seg å delta i et felles opplegg for prosessrelaterte studier. Et

"interimsutvalg" ble etablert med mandat å utarbeide forslag til faglig innhold og organise­

ring av aktuelle studieveier. De foreslo 5 nye studieveier:

* Prosessinstrumentering (Fys.inst.)

* Prosess­sikkerhetsteknologi (Fys.inst.)

* Prosessrelatert overflate­ og kolloidkjemi (Kjem.inst.)

* Prosessrelatert kjemometri (Kjem.inst.)

* Prosess­simulering (Mat.inst. og Inst. for informatikk)

Det ble lagt til grunn at de eksisterende emne­

gruppene ved de enkelte institutter skulle ligge fast. En viktig forutsetning var at det måtte fin­

nes plass til to nye grunnleggende prosesstekno­

logifag (kjemiteknikk). Alle de 5 studieret­

ningene greide på forskjellig vis å integrere dis­

se i sine respektive planer. For alle de 5 studie­

veiene hadde de respektive institutter ekspertise på professornivå (Eckhoff ble tilsatt som profes­

sor i full stilling ved Fysisk institutt fra 1.1.1996). Men det fantes ingen ekspertise på naturgass­relatert prosessteknologi, samtidig som en av hovedkonklusjonene i interimsutval­

gets innstilling var at "naturgass etter Interims­

styrets mening vil bli så viktig for Vestlandsregionen i de kommende årtier at Universitetet i Bergen må gi naturgass­relatert undervisning og forskning status som satsings­

område for årene fremover.”

Gassteknologi var ikke tatt med i denne første fase av utvalgets arbeid, fordi det da ennå ikke fantes noen aktivitet på dette området ved Mat.nat.fak. Det ble i stedet foreslått at fase 2 av utvalgets arbeid, som startet primo 1996 i sin helhet skulle vies etablering av gassteknologi som en ny prosessindustri­orientert studievei, som et tillegg til de fem som alt var foreslått. En hovedforutsetning for å få noe til ville være at en kunne skaffe ekstern finansiering for ett fulltids­

professorat i 5 år og ett professorat II i 3 år, i gassprosessering. Det var da forutsatt at UiB ville overta finansieringen av fulltidsprofessora­

tet etter 5­årsperioden. Det ble etter hvert klart at Statoil ville være villig til å bidra under forut­

setning av at også Norsk Hydro gjorde dette.

Det lyktes å få lederen av Norsk Hydros ut­

danningssenter interessert i prosjektet, og hun fant også plass for de nødvendige midler i sine budsjetter.

I 1998 ble interimsutvalget erstattet av en

styringskomite. På sitt første møte opprettet den to arbeidsgrupper. Gruppe A skulle utarbeide forslag til et egnet kursopplegg, mens gruppe B skulle identifisere egnede forskningsområder.

Graham Davies (ved UMIST, UK) ble ganske umiddelbart engasjert som prof. II for en tre­

årsperiode. Den absolutt viktigste sak for både styringskomite og arbeidsgrupper var å få tilsatt en professor i full stilling. Blant søkerne utmer­

ket Bjørn Kvamme og Alex Hoffmann seg.

Begge kunne dokumentere solid, relevant fag­

kompetanse, og valget mellom dem var vans­

kelig. Begge ble tilsatt. Dermed var styringskomiteens arbeid gjort, og den ble er­

stattet av "Programstyret for prosessteknologi”

som ble opprettet av fakultetet i 1999. Program­

styret fikk følgende mandat:

1. Ivareta de tverrfaglige oppgavene som er knyttet til utviklingen av et utdanningstilbud in­

nenfor gass­ og måleteknologi, og samordne forskningsaktiviteten innen disse disiplinene ved Mat.nat.fak.

2. Utvikle en strategi for satsing på forskning og utdanning innenfor gass­ og måleteknologi.

3. Planlegge og organisere flerfaglige

forskningsprosjekter og forsknings­loci innenfor området.

4. Knytte nærmere kontakt med næringslivet med tanke på de behov de måtte ha for forskning og kompetanse.

5. Utarbeide planer og budsjetter for virk­

somheten og være Det matematisk­naturviten­

skapelige fakultets strategiske organ i spørsmål som gjelder fremtidig satsing på gass­ og måleteknologi.

Resultatet var da blitt nye, selvstendige studie­

programmer i prosessteknologi på så vel bachelor­ som masternivå, med så stor pågang at studiet pr. 2008 i realiteten er lukket.

Staben av fast tilsatt vitenskapelig perso­

nell fikk en verdifull tilvekst da førsteamanuen­

sis Bjørn Arntzen tiltrådte våren 2002. I 2007 ble ytterligere to førsteamanuenser tilsatt, nem­

lig Tatiana Kuznetsova og Pawel Kosinski, mens Rolf K. Eckhoff gikk over i pensjoniste­

nes rekker. Tatiana Kuznetsova fikk opprykk til professor i 2008.

Rolf Eckhoff

Prosessteknologi Bjørn Arntzen (leder) Emeritus Rolf K. Eckhoff PhD­studenter Leiv Anfin Drange Per Bertil Johnsson Trygve Skjold Jef Snoeys