Аргоннская национальная лаборатория

редактировать
Национальная лаборатория научных и технических исследований в Лемонте, Иллинойс, США
Аргоннская национальная лаборатория
Argonnelablogo.PNG
Создана1946
Тип исследованияИсследования
Бюджет 750 миллионов долларов (2017)
Область исследованийФизические науки. Науки о жизни. Науки об окружающей среде. Энергия наука. Наука о фотонах. Наука о данных. Вычислительные науки
Директор Пол Кернс
Персонал 3,350
Адрес9700 S. Cass Avenue
МестоположениеЛемонт, Даунерс-Гроув Тауншип, округ Дюпейдж, Иллинойс, США
Кампус 1700 акров (6,9 км)
Филиал United Департамент энергетики штата. Чикагский университет. Джейкобс Инжиниринг
Нобелевские лауреаты Энрико Ферми. Мария Гепперт Майер. Алексей Алексеевич Абрикосов
Веб-сайтwww.anl.gov
Аэрофотоснимок Аргоннской национальной лаборатории

Аргоннской национальной лаборатории - научный исследования и инженерные исследования национальная лаборатория, управляемая UChicago Argonne LLC для Министерства энергетики США. Объект расположен в Лемонте, штат Иллинойс, за пределами Чикаго и является крупнейшей национальной лабораторией на Среднем Западе по размеру и охвату.

Argonne изначально был создан для выполнения работы Энрико Ферми над ядерными реакторами в рамках Манхэттенского проекта. 1 июля 1946 года она была признана первой национальной лабораторией в Соединенных Штатах. В послевоенную эпоху лаборатория занималась в первую очередь ядерной физикой, не связанной с оружием, проектированием и строительством первых ядерных реакторов для производства энергии, помогая проектировать реакторы, используемые ядерным флотом США, и множество других подобных проектов. В 1994 году ядерная миссия лаборатории завершилась, и сегодня она поддерживает широкий портфель в области фундаментальных научных исследований, хранения энергии и возобновляемых источников энергии, экологической устойчивости, суперкомпьютеров и национальной безопасности..

UChicago Argonne, LLC, оператор лаборатории, «объединяет опыт Чикагского университета (единственный член LLC) с Jacobs Engineering Group Inc. " Аргонн является частью расширяющегося Иллинойского технологического и исследовательского коридора. Ранее Аргонн управлял небольшим предприятием под названием Аргоннская национальная лаборатория-Запад (или просто Аргонн-Запад) в Айдахо рядом с Национальной инженерной и экологической лабораторией Айдахо. В 2005 году две лаборатории в Айдахо объединились в Национальную лабораторию Айдахо.

Содержание
  • 1 Обзор
  • 2 История
  • 3 Директора
  • 4 Инициативы
  • 5 Пользовательские помещения и центры
  • 6 Образовательная и общественная работа
  • 7 В СМИ
  • 8 Известный персонал
  • 9 См. также
  • 10 Примечания
  • 11 Ссылки
  • 12 Внешние ссылки
Обзор

Аргонн имеет пять основных направлений. Эти цели, как было заявлено в DOE в 2008 году, включают:

  • проведение фундаментальных научных исследований ;
  • управление национальными научными объектами;
  • увеличение энергетических ресурсов страны;
  • Разработка лучших способов решения экологических проблем;
  • Защита национальной безопасности.
История
Альберт Крю (справа), третий директор Аргонна, стоит рядом с Синхротрон с нулевым градиентом генератор Кокрофта-Уолтона.

То, что впоследствии станет Аргонн, началось в 1942 году как Металлургическая лаборатория в Чикагском университете, в которой стать частью Манхэттенского проекта. Met Lab построила Chicago Pile-1, первый в мире ядерный реактор, под трибунами спортивного стадиона Чикагского университета. Считавшийся небезопасным, в 1943 году CP-1 был реконструирован как CP-2, в том месте, которое сегодня известно как Red Gate Woods, но тогда это был Аргоннский лес в лесном заповеднике округа Кук возле Palos Hills.. Лаборатория была названа в честь окружающего леса, который, в свою очередь, был назван в честь Аргоннского леса в Франции, где войска США сражались в Первой мировой войне. Изначально сваю Ферми планировалось построить в аргоннском лесу, и планы строительства были запущены, но трудовой спор остановил проект. Поскольку скорость была превыше всего, проект был перенесен на площадку для игры в сквош под Stagg Field, футбольным полем в кампусе Чикагского университета. Ферми сказал им, что он уверен в своих расчетах, в которых говорилось, что это не приведет к безудержной реакции, которая могла бы привести к заражению города.

В течение следующих пяти лет в Аргонне были добавлены другие виды деятельности. 1 июля 1946 года «Металлургическая лаборатория» была официально переименована в Аргоннскую национальную лабораторию для «совместных исследований в области нуклеоники». По запросу США Комиссия по атомной энергии приступила к разработке ядерных реакторов для национальной ядерной программы в мирных целях. В конце 1940-х и начале 1950-х лаборатория переехала в более крупное место в некорпоративном округе Дюпейдж, штат Иллинойс и создала удаленное место в Айдахо, названное «Аргонн-Вест», для проведения дальнейшие ядерные исследования.

Лаборатория быстро спроектировала и построила Chicago Pile 3 (1944), первый в мире реактор с тяжеловодным замедлителем и Experimental Breeder Реактор I (Chicago Pile 4), встроенный в Айдахо, который зажег цепочку из четырех лампочек первой в мире ядерной электроэнергией в 1951 году. Полный список реакторов, спроектированных и, в большинстве случаев, построенных и эксплуатируемые Argonne, можно просмотреть на странице "Reactors Designed by Argonne ". Знания, полученные в ходе аргоннских экспериментов, проведенных с этими реакторами: 1) легли в основу конструкций большинства промышленных реакторов, используемых в настоящее время во всем мире для производства электроэнергии, и 2) используются в разрабатываемых конструкциях жидкометаллических реакторов для будущего коммерческого использования. электростанции.

При проведении секретных исследований лаборатория была надежно защищена; всем сотрудникам и посетителям нужны были пропуска для прохождения контрольно-пропускного пункта, многие здания были засекречены, а сама лаборатория была огорожена и охранялась. Такая соблазнительная секретность привлекала посетителей как уполномоченных - включая короля Бельгии Леопольда III и королеву Греции Фредерику - так и неавторизованных. Вскоре после часа ночи 6 февраля 1951 года аргоннские охранники обнаружили репортера Пола Харви около 10-футового (3,0 м) периметра забора, его пальто было запутано в колючей проволоке. Обыскав его машину, охранники обнаружили заранее подготовленную четырехстраничную трансляцию, в которой подробно описывалась сага о его несанкционированном проникновении в секретную «горячую зону». Он предстал перед федеральным большим жюри по обвинению в заговоре с целью получения информации о национальной безопасности и передачи ее общественности, но не получил обвинения.

Однако не все ядерные технологии пошли на разработку реакторов. При разработке сканера топливных элементов реактора в 1957 году аргоннский физик Уильям Нельсон Бек поместил свою руку внутрь сканера и получил одно из первых ультразвуковых изображений человеческого тела. Дистанционные манипуляторы, предназначенные для работы с радиоактивными материалами, заложили основу для более сложных машин, используемых для очистки загрязненных территорий, закрытых лабораторий или пещер. В 1964 г. открылся реактор «Янус» для изучения воздействия нейтронного излучения на биологическую жизнь, что позволило разработать рекомендации по безопасным уровням облучения для рабочих электростанций, лабораторий и больниц. Ученые из Аргонна впервые применили метод анализа поверхности луны с использованием альфа-излучения, который был запущен на борту корабля Surveyor 5 в 1967 году, а затем проанализировали лунные образцы из Аполлон-11 миссия.

Помимо ядерных работ, лаборатория активно участвовала в фундаментальных исследованиях физики и химии. В 1955 году аргонские химики совместно открыли элементы эйнштейний и фермий, элементы 99 и 100 в периодической таблице. В 1962 году лабораторные химики произвели первое соединение инертного благородного газа ксенон, открыв новую область исследований химической связи. В 1963 году они открыли гидратированный электрон.

Физика высоких энергий сделала рывок вперед, когда Аргонн был выбран местом расположения 12,5 ГэВ синхротрона с нулевым градиентом, ускорителя протонов, который открылся в 1963 году. Пузырьковая камера позволила ученым отслеживать движения субатомных частиц, когда они пронеслись через камеру; в 1970 году они впервые наблюдали нейтрино в водородной пузырьковой камере.

Тем временем лаборатория также помогала спроектировать реактор для первого в мире ядерного реактора. подводная лодка, USS Nautilus, проплывший более 513 550 морских миль (951 090 км). Следующей моделью ядерного реактора был экспериментальный реактор с кипящей водой, предшественник многих современных атомных станций, и экспериментальный реактор-размножитель II (EBR-II) с натриевым охлаждением, включая предприятие по переработке топлива. Позднее EBR-II был модифицирован для тестирования других конструкций реакторов, включая реактор на быстрых нейтронах и, в 1982 году, концепцию интегрального быстрого реактора - революционную конструкцию, в которой переработано собственное топливо. уменьшил объем атомных отходов и выдержал испытания на безопасность, в ходе которых были обнаружены те же отказы, которые привели к бедствиям Чернобыль и Три-Майл-Айленд. Однако в 1994 году Конгресс США прекратил финансирование основной части ядерных программ Аргонны.

Аргонн перешел на специализацию в других областях, используя свой опыт в физике, химических науках и металлургии. В 1987 году лаборатория первой успешно продемонстрировала новаторский метод под названием ускорение плазменного кильватерного поля, который ускоряет частицы на гораздо более короткие расстояния, чем обычные ускорители. Он также разработал сильную исследовательскую программу батареи.

После серьезного толчка тогдашнего директора Алана Шрисхайма лаборатория была выбрана местом расположения усовершенствованного источника фотонов, крупного рентгеновского оборудования, строительство которого было завершено в 1995 г. самые яркие рентгеновские лучи в мире на момент его постройки.

19 марта 2019 года в Chicago Tribune сообщалось, что лаборатория создает самый мощный суперкомпьютер в мире. При стоимости 500 миллионов долларов он будет иметь вычислительную мощность в 1 квинтиллион флопов. Приложения будут включать в себя анализ звезд и улучшения в электросети.

Директора

На протяжении всей своей истории в Аргонне директором служили 13 человек:

Инициативы
Аргонн IBM Blue Gene / Q суперкомпьютер.
  • Науки о жестких рентгеновских лучах : В Аргонне находится один из крупнейших в мире источников света высокой энергии: усовершенствованный источник фотонов (APS). Каждый год ученые делают тысячи открытий, используя APS для определения характеристик как органических и неорганических материалов, так и даже процессов, например, как автомобильные топливные форсунки распыляют бензин в двигатели.
  • Leadership Computing : Аргонн поддерживает один из самых быстрых компьютеров для открытой науки и разработал системное программное обеспечение для этих огромных машин. Argonne работает над тем, чтобы стимулировать эволюцию лидерских вычислений от петафакции до экзаференции, разрабатывать новые коды и вычислительные среды, а также расширять вычислительные возможности для решения научных задач. Например, в октябре 2009 года лаборатория объявила, что приступит к совместному проекту по изучению облачных вычислений в научных целях. В 1970-х годах Аргонн перевел программы числовой линейной алгебры Numerische Mathematik с ALGOL на Fortran, и эта библиотека была расширена до LINPACK и EISPACK, Клив Молер и др.
  • Материалы для энергетики : ученые Аргонна работают над предсказанием, пониманием и контролем, где и как размещать отдельные атомы и молекулы для достижения желаемые свойства материала. Среди других инноваций ученые Аргонна помогли разработать ледяную суспензию для охлаждения органов жертв сердечного приступа, описали, что делает алмазы скользкими на уровне наноразмеров, и обнаружили суперизолирующий материал, устойчивый к воздействию протекание электрического тока более полно, чем любой другой предыдущий материал.
  • Хранение электрической энергии : Argonne разрабатывает аккумуляторы для электротранспортной техники и хранение в сети для периодических источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, а также для производственных процессов, необходимых для этих материалоемких систем. Лаборатория работает над передовыми исследованиями и разработками аккумуляторных материалов более 50 лет. В последние 10 лет лаборатория сосредоточилась на литий-ионных батареях, а в сентябре 2009 года она объявила об инициативе по изучению и улучшению их возможностей. Argonne также имеет независимую лабораторию для тестирования аккумуляторов, которая тестирует образцы аккумуляторов как государственных, так и частных предприятий, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают с течением времени и в условиях высоких и низких температур.
  • Альтернативная энергия и эффективность : Argonne разрабатывает и то, и другое химическое и биологическое топливо, адаптированное для современных двигателей, а также улучшенные схемы сгорания для будущих технологий двигателей. Лаборатория также рекомендовала передовые методы экономии топлива; например, исследование, в котором рекомендовалось установить дополнительные обогреватели кабины для грузовиков вместо холостого хода двигателя. Между тем, программа исследований солнечной энергии фокусируется на солнечных топливных и солнечно-электрических устройствах и системах, которые являются масштабируемыми и экономически конкурентоспособными с ископаемыми источниками энергии. Ученые Аргонны также изучают передовой опыт интеллектуальной сети, моделируя поток энергии между коммунальными предприятиями и домами, и исследуя технологию интерфейсов.
  • Ядерная энергия : Аргонн создает усовершенствованный реактор и технологии топливного цикла, обеспечивающие безопасное и устойчивое производство ядерной энергии. Ученые Аргонны разрабатывают и проверяют компьютерные модели и моделирование реакторов будущего поколения ядерных реакторов. В другом проекте изучается, как переработать отработавшее ядерное топливо, чтобы уменьшить количество отходов до 90%.
  • Биологические и экологические системы : понимание локального воздействия изменения климата требует интеграции взаимодействий между окружающая среда и деятельность человека. Ученые Аргонны изучают эти отношения от молекулы к организму и экосистеме. Программы включают биоремедиацию с использованием деревьев для извлечения загрязнителей из подземных вод ; биочипы для более раннего выявления рака; проект, направленный на раковые клетки с использованием наночастиц ; почва метагеномика ; и крупный исследовательский проект изменения климата, ARM.
  • Национальная безопасность : Аргонн разрабатывает технологии безопасности, которые будут предотвращать и смягчать события, которые могут привести к массовым нарушениям или разрушению. К ним относятся датчики, которые могут обнаруживать химические, биологические, ядерные и взрывчатые материалы; портативные устройства терагерцевого излучения («Т-лучи»), которые обнаруживают опасные материалы легче, чем рентгеновские лучи в аэропортах; и отслеживание и моделирование возможных путей попадания химических веществ в метро.
Пользовательские объекты и центры
Argonne's Center for Nanoscale Materials Аргоннский Центр наноразмерных материалов.

Аргонн строит и поддерживает научные объекты, которые были бы слишком дороги для одной компании или университет для строительства и эксплуатации. Эти средства используются учеными из Аргонны, частной промышленности, академическими кругами, другими национальными лабораториями и международными научными организациями.

Образовательные и общественные мероприятия
A student examines Argonne's Gyro Wheel at the Open House. Студент осматривает гироскопическое колесо Аргонны на Дне открытых дверей.

Аргонн приглашает всех людей в возрасте от 16 лет и старше совершить экскурсии по научным и инженерным объектам и территориям. Для детей до 16 лет Аргонн предлагает практические занятия, подходящие для экскурсий и скаутских экскурсий от K – 12. В лаборатории также проводятся образовательные и инженерные мероприятия для школ в окрестностях.

Аргоннские ученые и инженеры ежегодно участвуют в обучении почти 1000 аспирантов и докторантов в рамках своих исследований и разработок.

В СМИ

Значительные части фильма «Погоня» 1996 года Цепная реакция были сняты в конференц-зале синхротрона с нулевым градиентом и в бывшем здании с непрерывной волной дейтерия. Демонстрационная лаборатория.

Известные сотрудники
См. Также
Примечания
Источники
  • Аргоннская национальная лаборатория, 1946–96. Джек М. Холл, Ричард Г. Хьюлетт, Рут Р. Харрис. University of Illinois Press, 1997. ISBN 978-0-252-02341-5.
  • Ядерная физика: введение. С.Б. Патель. New Age International Ltd., 1991. ISBN 81-224-0125-2.
  • Краткое изложение работ в области ядерной химии в Аргонне, Мартин Х. Студье, Отчет Аргоннской национальной лаборатории, рассекреченный 13 июня 1949 г.
Внешние ссылки
На Викискладе есть материалы, связанные с Аргоннской национальной лабораторией.

Координаты : 41 ° 42′33 ″ с.ш. 87 ° 58'55 ″ Вт / 41,709166 ° N, 87,981992 ° Вт / 41,709166; -87.981992

Последняя правка сделана 2021-06-12 02:35:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте