Na de verwoestingen van de Tweede Wereldoorlog slaagde Nederlandse wetenschap er op succesvolle wijze in om weer uit haar as te verrijzen. Een wat vreemd ogend, loodzwaar en bolvormig messing apparaat, met de naam “BOL”, uit de collectie van Rijksmuseum Boerhaave staat hiervoor symbool.
De eerste naoorlogse regeringen tuigden een aantal nationale projecten op om wetenschappelijk weer op niveau te komen. Eén ervan betrof kernfysica, een jong vakgebied waarvan hoge verwachtingen bestonden.
Foto: Cyclotron BOL-strooikamer IKO (Nikhef) (collectie Rijksmuseum Boerhaave V34790 en V34791)
Figuur 1: Binnendeel van de deeltjes detector “BOL”. In het centrum zat het te bemonsteren trefplaatje, er omheen 64 detectoren van de splijtingsproducten.
Sinds de jaren twintig van vorige eeuw maakte de kennis van atoomkernen grote sprongen voorwaarts. Fysici zagen al snel de enorme krachten die zich daarin samenbalden, en die vrijkwamen bij het uiteenvallen van atoomkernen, bij radioactieve processen met andere woorden. Voor vreedzame doelen zagen de natuurkundigen in (radioactief) uranium en plutonium een toekomstige, onuitputtelijke energiebron. De kracht van het atoomwapen toonde zich tijdens de Tweede Wereldoorlog op dramatische wijze.
West-Europa was op dit gebied door de oorlog wetenschappelijk achterop geraakt. Voor de industrie was de nucleaire energieopwekking een veelbelovende markt. Het was echter duidelijk dat voor zoiets nieuws ondersteunende wetenschappelijke kennis onontbeerlijk was. Al in 1946 werd daarom het ”Instituut voor Kernphysisch Onderzoek” (I.K.O., later opgegaan in het Nikhef) opgericht te Amsterdam. Voor een klein land als Nederland was daarbij het eerste oogmerk wetenschappelijk en industrieel, en niet militair. De investeerders waren de overheidsorganisatie voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), N.V. Philips en de Gemeente Amsterdam. Of de laatste dat nu nog zou doen is de vraag.
Atomen bestaan uit de kern en een ‘wolk’ van elektronen. Deze laatste kunnen met chemische reacties of elektromagnetische interacties vrij eenvoudig worden bestudeerd. Het onderzoek naar de aard van atoomkernen is hiermee vergeleken een weinig subtiele, tamelijk gewelddadige, aangelegenheid: beschiet de kernen zo hard mogelijk met eenvoudige elementaire deeltjes zoals protonen en kijk wat er los komt. De kernkrachten zijn zó enorm dat er geen andere techniek is om deze te verbreken.
Het I.K.O. was heel succesvol in deze tak van sport. In korte tijd bouwde het in samenwerking met Philips een versneller van het type cyclotron. Een cyclotron is een soort cirkelvormige tunnel waarin elementaire deeltjes rondgaan. Deze worden elektromagnetisch versneld en komen in steeds grotere cirkelbanen; een sterk magneetveld houdt ze gevangen. Vervolgens worden ze in botsing gebracht.
De brokstukken die na de botsing alle kanten op vlogen, konden met de toenmalige stand van de techniek maar op één plaats worden gedetecteerd en gemeten. Dat maakte meetseries tijdrovend. In 1964 werd echter een nieuw detectorsysteem ontwikkeld waarvan de BOL het centrale deel was. De naam BOL is geen afkorting, maar simpelweg afgeleid van de bolvorm van de detector. Vanuit de cyclotron werd een deeltjesbundel tegen een testplaatje midden in de BOL aangeschoten. De vervalproducten werden nu niet langer op één plaats, maar met 64 rondom opgestelde detectoren, met hoge precisie, gemeten. Zodoende bleef er niets meer onopgemerkt. Van de technici werd veel vereist: behalve innovatieve deeltjesdetectoren, moesten ze ook elektronische meetapparatuur ontwikkelen, die niet op de markt beschikbaar was.
Figuur 2: De “BOL” volledig opgesteld in Amsterdam.
Het besturen van de versneller en het verwerken van de metingen was onmogelijk zonder computers. Computers waren in die jaren nog geheel nieuw en pas kort commercieel verkrijgbaar. Nederland had een eigen fabriek, het in Rijswijk en Amsterdam gevestigde Electrologica. Deze bracht tussen 1965 en 1968 als topmodel de “X8” op de markt. Ons museum heeft een (bruikleen) exemplaar daarvan in de vaste collectie op zaal staan.
Wetenschappelijke (en technische) huzarenstukjes als het ontwerpen van de BOL leverde de Nederlandse wetenschap iets op wat moeilijk meetbaar is, maar niet minder belangrijk: internationaal vertrouwen in onze wetenschappers en in hun bestuurlijke capaciteiten. Zo benoemde in 1955 het multinationale kernfysisch onderzoekscentrum CERN in Genève Cornelis Bakker als directeur. Bakker was de eerste directeur van het I.K.O. geweest.
De cyclotron waarin de BOL dienst deed, wordt in Nederland niet meer gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek, maar het is wel een belangrijk instrument geworden voor medische behandelingen. Het combineert natuurkundige en medische wetenschap: beiden ruim aanwezig in ons museum.
J. v. Kuilenburg
