Jump to content

Аргоннская национальная лаборатория

Координаты : 41 ° 42'33 "с.ш. 87 ° 58'55" з.д.  /  41,709166 ° с.ш. 87,981992 ° з.д.  / 41,709166; -87,981992
Аргоннская национальная лаборатория
Вид с воздуха на Аргоннскую национальную лабораторию
Учредил 8 февраля 1946 г .; 78 лет назад ( 1946-02-08 )
Тип исследования Исследовать
Бюджет 1,1 миллиарда долларов (2022 г.) [ 1 ]
Область исследований
Физические науки
Науки о жизни
Наука об окружающей среде
Энергетика
Фотонная наука
Наука о данных
Вычислительная наука
Директор Пол Кернс
Персонал 3400
Адрес 9700 С. Касс Авеню
Расположение Лемонт , Даунерс-Гроув, округ Дюпейдж , Иллинойс, США
Кампус 1700 акров (6,9 км 2 )
Принадлежности Министерство энергетики США
Чикагский университет
Джейкобс Инжиниринг
Операционное агентство
ООО «УЧикаго Аргонн»
Энрико Ферми
Мария Гепперт Майер
Alexei Alexeyevich Abrikosov
Веб-сайт www.anl.gov

Аргоннская национальная лаборатория финансируемый из федерального бюджета центр исследований и разработок в Лемонте , штат Иллинойс , США. Основанная в 1946 году, лаборатория принадлежит Министерству энергетики США и находится в ведении компании UChicago Argonne LLC Чикагского университета . [ 2 ] [ 3 ] Это учреждение является крупнейшей национальной лабораторией на Среднем Западе .

Аргонна возникла в Металлургической лаборатории , Чикагского университета частично созданной для выполнения Энрико Ферми работ по ядерным реакторам для Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны . После войны 1 июля 1946 года она была признана первой национальной лабораторией в США. [ 4 ] В первые десятилетия своего существования лаборатория была центром мирного использования ядерной физики ; почти все действующие коммерческие атомные электростанции во всем мире основаны на исследованиях в Аргонне. [ 5 ] Более 1000 ученых проводят в лаборатории исследования в области хранения энергии и возобновляемых источников энергии ; фундаментальные исследования в области физики , химии и материаловедения ; экологическая устойчивость ; суперкомпьютеры ; и национальная безопасность .

Аргонн раньше управлял меньшим учреждением под названием Аргоннская национальная лаборатория-Запад (или просто Аргонн-Запад) в Айдахо рядом с Национальной инженерно-экологической лабораторией Айдахо. В 2005 году две лаборатории в Айдахо объединились и образовали Национальную лабораторию Айдахо . [ 6 ]

Аргонн является частью расширяющегося Иллинойского технологического и исследовательского коридора .

Как заявила лаборатория в 2022 году, у Аргонны пять направлений деятельности, включая научные открытия в области физических наук и наук о жизни; исследования в области энергетики и климата; глобальные достижения в области безопасности для защиты общества; действующие исследовательские центры, которые поддерживают тысячи ученых и инженеров со всего мира; и развитие научно-технической рабочей силы. [ 7 ]

Происхождение

[ редактировать ]

Аргоннская лаборатория началась в 1942 году как Металлургическая лаборатория , являвшаяся частью Манхэттенского проекта университета Чикагского . Met Lab построила Chicago Pile-1 , первый в мире ядерный реактор , под трибунами спортивного стадиона Чикагского университета. В 1943 году CP-1 был реконструирован как CP-2 в Аргоннском лесу , лесном заповеднике недалеко от Чикаго. Построенные здесь лабораторные установки стали известны как Зона А.

1 июля 1946 года участок А «Металлургической лаборатории» был официально переименован в Аргоннскую национальную лабораторию для «совместных исследований в области нуклеоники». По запросу Комиссии по атомной энергии США он начал разработку ядерных реакторов для национальной программы мирной ядерной энергетики. В конце 1940-х и начале 1950-х годов лаборатория переехала на запад, в более крупное место в некорпоративном округе ДюПейдж , и основала удаленное место в Айдахо , названное «Аргонн-Вест», для проведения дальнейших ядерных исследований.

Ранние исследования

[ редактировать ]

Первые усилия лаборатории были сосредоточены на разработке конструкций и материалов для производства электроэнергии в результате ядерных реакций. Лаборатория спроектировала и построила Чикагскую энергоблок 3 (1944 г.), первый в мире реактор с тяжеловодным замедлителем , а также экспериментальный реактор-размножитель I (Чикагский блок 4) в Айдахо, который зажег цепочку из четырех лампочек первым в мире ядерным реактором. электричество в 1951 году. Реактор электростанции BWR , который сейчас является второй по популярности конструкцией в мире, появился в результате экспериментов BORAX .

Знания, полученные в результате Аргоннских экспериментов, легли в основу конструкции большинства коммерческих реакторов, используемых во всем мире для производства электроэнергии, а также послужили основой для разработки текущих конструкций жидкометаллических реакторов для будущих электростанций.

Тем временем лаборатория также помогала проектировать реактор для первой в мире Nautilus , которая атомной подводной лодки USS прошла США более 513 550 морских миль (951 090 км) и послужила основой для ядерного военно-морского флота .

Однако не все ядерные технологии пошли на разработку реакторов. Разрабатывая сканер топливных элементов реактора в 1957 году, аргоннский физик Уильям Нельсон Бек сунул собственную руку внутрь сканера и получил одно из первых ультразвуковых изображений человеческого тела. [ 8 ] Дистанционные манипуляторы, предназначенные для работы с радиоактивными материалами, заложили основу для более сложных машин, используемых для очистки загрязненных территорий, закрытых лабораторий или пещер. [ 9 ]

Помимо ядерных работ, лаборатория выполняла фундаментальные исследования в области физики и химии . В 1955 году химики из Аргонна совместно открыли элементы эйнштейний и фермий , элементы 99 и 100 в таблице Менделеева . [ 10 ]

Альберт Крю (справа), третий директор Аргонны, стоит рядом с с нулевым градиентом синхротрона генератором Кокрофта-Уолтона .

В 1962 году химики из Аргонны произвели первое соединение инертного благородного газа ксенона , открыв новую область исследований химической связи. [ 11 ] В 1963 году они открыли гидратированный электрон . [ 12 ]

Аргонн был выбран местом расположения синхротрона с нулевым градиентом на 12,5 ГэВ , ускорителя протонов , который открылся в 1963 году. Пузырьковая камера позволяла ученым отслеживать движения субатомных частиц , когда они проносились через камеру; позже они наблюдали нейтрино в водородной пузырьковой камере. впервые [ 13 ]

В 1964 году был открыт реактор «Янус» для изучения воздействия нейтронного излучения на биологическую жизнь, что позволило разработать рекомендации по безопасным уровням воздействия для рабочих электростанций, лабораторий и больниц. [ 14 ] Ученые из Аргонны впервые разработали метод анализа альфа поверхности Луны с помощью -излучения , который был запущен на борту корабля Surveyor 5. [ 15 ] в 1967 году, а затем проанализировал лунные образцы миссии «Аполлон-11» .

В 1978 году была открыта Аргоннская тандемная ускорительная система (ATLAS) как первый в мире сверхпроводящий ускоритель для снарядов тяжелее электрона. [ 16 ]

Эксперименты в области ядерной инженерии в это время включали Экспериментальный реактор с кипящей водой , предшественник многих современных атомных электростанций, и Экспериментальный реактор-размножитель II (EBR-II), который имел натриевое охлаждение и включал установку по переработке топлива. Позднее EBR-II был модифицирован для испытаний других конструкций реакторов, в том числе реактора на быстрых нейтронах , а в 1982 году — концепции Интегрального быстрого реактора — революционной конструкции, которая перерабатывала собственное топливо, сокращала количество атомных отходов и выдерживала испытания на безопасность при таких же неудачах. Это спровоцировало катастрофы в Чернобыле и на Три-Майл-Айленде . [ 17 ] Однако в 1994 году Конгресс США прекратил финансирование большей части ядерных программ Аргонны.

Аргонн перешел к специализации в других областях, одновременно используя свой опыт в области физики, химии и металлургии . В 1987 году лаборатория первой успешно продемонстрировала новаторский метод, называемый плазменным ускорением кильватерного поля , который ускоряет частицы на гораздо более короткие расстояния, чем обычные ускорители. [ 18 ] Компания также разработала мощную программу исследований аккумуляторов .

После серьезного настояния тогдашнего директора Алана Шрисхайма лаборатория была выбрана в качестве места для размещения Усовершенствованного источника фотонов , крупной рентгеновской установки, строительство которой было завершено в 1995 году и производило самые яркие рентгеновские лучи в мире на момент своего открытия. строительство.

Duration: 56 seconds.
Видео Министерства энергетики о IVN-Тандеме в Аргоннской национальной лаборатории.

С 1995 года

[ редактировать ]

Лаборатория продолжала развиваться как центр энергетических исследований, а также как площадка для научных учреждений, слишком больших для размещения в университетах.

В начале 2000-х годов был основан Argonne Leadership Computing Facility, в котором размещалось несколько суперкомпьютеров , некоторые из которых на момент постройки входили в десятку самых мощных в мире. Лаборатория также построила Центр наноразмерных материалов для проведения исследований материалов на атомном уровне; и значительно расширила свои программы исследований аккумуляторов и квантовых технологий. [ 19 ]

В марте 2019 года Chicago Tribune сообщила, что в лаборатории создается самый мощный суперкомпьютер в мире. Его стоимость составит 500 миллионов долларов, а вычислительная мощность составит 1 квинтиллион FLOPS . Приложения будут включать в себя анализ звезд и улучшение электросети. [ 20 ]

Инициативы

[ редактировать ]
в Аргонне IBM Blue Gene/Q Суперкомпьютер .

Пользовательские возможности

[ редактировать ]
Аргоннский центр наноразмерных материалов
Аргоннский центр наноразмерных материалов .

Аргонн строит и обслуживает научные объекты, строительство и эксплуатация которых было бы слишком дорого для одной компании или университета. Эти объекты используются учеными из Аргонны, частными предприятиями, научными кругами, другими национальными лабораториями и международными научными организациями.

  • Передовые материалы для систем энергетики и воды [ 44 ] (AMEWS) Center — это центр энергетических передовых исследований, спонсируемый Министерством энергетики США. Под руководством Аргоннской национальной лаборатории и при участии Чикагского университета и Северо-Западного университета в качестве партнеров компания AMEWS работает над решением проблем, которые существуют на границе раздела воды и материалов, составляющих системы, которые обрабатывают, обрабатывают и очищают воду.
  • Центр электронной микроскопии (EMC): один из трех научных пользовательских центров, поддерживаемых Министерством энергетики США, для микрохарактеризации электронным лучом. EMC проводит in situ исследования преобразований и дефектных процессов, модификации ионным пучком и эффектов облучения, сверхпроводников, сегнетоэлектриков и интерфейсов. Его электронный микроскоп среднего напряжения, соединенный с ускорителем, представляет собой единственную подобную систему в Соединенных Штатах. [ 45 ]
  • Биологический центр (SBC): SBC — это пользовательский центр, расположенный рядом с рентгеновским центром Advanced Photon Source, который специализируется на макромолекулярной кристаллографии . Пользователи имеют доступ к устройству для введения, изгибающему магниту и биохимической лаборатории. Лучи SBC часто используются для картирования кристаллических структур белков ; В прошлом пользователи получали изображения белков сибирской язвы , менингит бактерий, вызывающих , сальмонеллы и других патогенных бактерий . [ 46 ]
  • Сервер сетевой системы оптимизации (NEOS) — это первая сетевая среда решения проблем для широкого класса приложений в бизнесе, науке и технике. Включены современные решатели в области целочисленного программирования, нелинейной оптимизации, линейного программирования , стохастического программирования и задач дополнительности. Большинство решателей NEOS принимают входные данные на языке моделирования AMPL .
  • Объединенный центр исследований в области хранения энергии (JCESR) — это консорциум нескольких национальных лабораторий, академических учреждений и промышленных партнеров, базирующийся в Аргоннской национальной лаборатории. Миссия JCESR — проектировать и создавать преобразующие материалы, позволяющие создавать батареи следующего поколения , удовлетворяющие всем показателям производительности для конкретного применения. [ 47 ] [ 48 ]
  • В лаборатории находится штаб-квартира Интегрированного центра вычислительных материалов Среднего Запада (MICCoM). MICCoM разрабатывает и распространяет совместимое программное обеспечение с открытым исходным кодом , данные и процедуры проверки для моделирования и прогнозирования свойств функциональных материалов для процессов преобразования энергии . [ 49 ] [ 50 ]
  • Центр ReCell — это национальное сотрудничество промышленности, научных кругов и национальных лабораторий под руководством Аргоннской национальной лаборатории, работающее над развитием технологий переработки на протяжении всего жизненного цикла аккумуляторов. Центр стремится развивать устойчивую передовую индустрию переработки аккумуляторов путем разработки экономичных и экологически безопасных процессов переработки, которые могут быть приняты промышленностью для производства литий-ионных и будущих аккумуляторов.

Образовательная и общественная работа

[ редактировать ]
Студент осматривает гироскопическое колесо Аргонны на Дне открытых дверей.
Студент осматривает гироскопическое колесо Аргонны на Дне открытых дверей.

Аргонн приглашает всех представителей общественности в возрасте от 16 лет и старше на экскурсии по научным и инженерным объектам и территориям. Для детей до 16 лет Аргонн предлагает практические занятия, подходящие для экскурсий от K до 12 лет. Лаборатория также проводит образовательную и инженерную работу для школ в окрестностях.

Аргоннские ученые и инженеры ежегодно принимают участие в обучении около 1000 аспирантов колледжей и постдокторантов в рамках своей научно-исследовательской деятельности. [ нужна ссылка ]

Директора

[ редактировать ]

За всю историю Аргоннского директора на посту директора занимали 13 человек:

Значительные части фильма о погоне 1996 года « Цепная реакция» были сняты в кольцевой комнате синхротрона с нулевым градиентом и в бывшей лаборатории демонстратора непрерывного действия дейтерия. [ 52 ]

Известный персонал

[ редактировать ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ «Аргонна: в цифрах» . Аргоннская национальная лаборатория. 2020 . Проверено 1 июня 2023 г.
  2. ^ «Главный государственный список научно-исследовательских центров, финансируемых из федерального бюджета | NCSES | NSF» . www.nsf.gov . Проверено 8 марта 2023 г.
  3. ^ «О компании | UChicago Argonne LLC» . www.uchicagoargonnellc.org . Проверено 8 марта 2023 г.
  4. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис, страница xx (Введение).
  5. ^ «Реакторы, разработанные Аргоннской национальной лабораторией» . Отдел ядерной инженерии Аргоннской национальной лаборатории . Проверено 22 мая 2023 г.
  6. ^ Менсер, Пол. «Наведение порядка и планирование будущего в INL» . Почтовая регистрация . Айдахо-Фолс, штат Айдахо. Архивировано из оригинала 13 ноября 2013 г.
  7. ^ «Наш путь вперед» . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 22 мая 2023 г.
  8. ^ «Уильям Нельсон «Нельс» Бек: работа физика Джолиета изменила мир медицины» . CityofJoliet.com. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 г. Проверено 4 февраля 2010 г.
  9. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис, стр. 126.
  10. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис, стр. 179.
  11. ^ Холл, Хьюлетт и Харрис, стр. 226.
  12. ^ «История Аргонны: инновации и интуиция» . Аргоннская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г. Проверено 4 февраля 2010 г.
  13. ^ Патель, стр. 23.
  14. ^ «Исследования помогают защитить работников атомной отрасли во всем мире» . Аргоннская национальная лаборатория.
  15. ^ Якобсен, Салли (декабрь 1971 г.). «Попадание на борт «Викинга: на марсианском корабле нет места» .
  16. ^ «Об АТЛАСЕ» . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 22 мая 2023 г.
  17. ^ «Линия фронта: ядерная реакция: интервью с доктором Чарльзом Тиллем» . ПБС.
  18. ^ «История Аргонны: понимание физической Вселенной» . Аргоннская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 9 сентября 2004 года.
  19. ^ «Наша история» . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 22 мая 2023 г.
  20. ^ Маротти, Элли (18 марта 2019 г.). «Самый быстрый компьютер в мире строится в 25 милях от Чикаго. Его зовут Аврора» . Чикаго Трибьюн .
  21. ^ «Новая рентгеновская техника может привести к созданию более качественных и экологически чистых топливных форсунок для автомобилей» . Аргоннская национальная лаборатория. 19 февраля 2008 г.
  22. ^ «Министерство энергетики намерено изучить научные облачные вычисления в национальных лабораториях Аргонна и Лоуренса Беркли» . Аргоннская национальная лаборатория. 14 октября 2009 г.
  23. ^ Гупта, Маня (10 ноября 2009 г.). «Медицинская помощь на льду» . Отчеты Медилла. Архивировано из оригинала 30 сентября 2011 г.
  24. ^ Пенсильванский университет (25 июня 2008 г.). «Инженеры раскрывают, что делает алмазы скользкими на наноуровне» . ScienceDaily .
  25. ^ «Недавно открытые «суперизоляторы» обещают изменить исследования материалов и дизайн электроники» . Аргоннская национальная лаборатория. 04 апреля 2008 г. Архивировано из оригинала 26 августа 2009 г.
  26. ^ «Создание лучших батарей» . Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г. Проверено 13 декабря 2009 г.
  27. ^ «Аргонн открывает новую главу в исследованиях аккумуляторов: Li-Air» . Аргоннская национальная лаборатория. 15 сентября 2009 г.
  28. ^ «Центр испытаний аккумуляторов» . Аргоннская национальная лаборатория, Транспортный центр. Архивировано из оригинала 26 августа 2011 г. Проверено 13 декабря 2009 г.
  29. ^ Ливитт, Венди (1 августа 1998 г.). «Не просто пустословие» . Владелец флота.
  30. ^ «Аргонна и Северо-Западный регион ищут ANSER для решения проблем солнечной энергетики» . Аргоннская национальная лаборатория. 08 мая 2007 г.
  31. ^ «Исследование сетей: сделать сети умнее» . Аргоннский национальный лабораторный транспортный центр. 01 августа 2009 г. Архивировано из оригинала 12 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2009 г.
  32. ^ «Внедрение нового в атомную энергетику» . Журнал Аргоннской национальной лаборатории. Осень 2009 года.
  33. ^ «Делаем невозможное: переработка ядерных отходов» . Научный канал. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Проверено 10 июня 2013 г.
  34. ^ «Аргонн очищает заброшенные территории [видео]» . Сеть CleanSkies. 10 ноября 2009 г. Архивировано из оригинала 21 декабря 2009 г.
  35. ^ «Биочипы могут обнаружить рак до того, как появятся симптомы» . Аргоннская национальная лаборатория. 09.05.2008.
  36. ^ Ван, Энн (2 декабря 2009 г.). «Магнитные микродиски нацелены и инициируют гибель клеток в опухолях» . Информационный бюллетень Джонса Хопкинса.
  37. ^ «Финансирование ARRA поможет ученым лучше понять изменение климата» . Аргоннская национальная лаборатория. 08.12.2009.
  38. ^ «Новая сенсорная технология обнаруживает химические, биологические, ядерные и взрывчатые материалы» . Аргоннская национальная лаборатория. 21 марта 2006 г.
  39. ^ «Новый источник Т-лучей может улучшить безопасность в аэропортах и ​​выявить рак» . Аргоннская национальная лаборатория. 23 ноября 2007 г.
  40. ^ Санисло, Мари (6 декабря 2009 г.). «MBTA готовится к биологическому теракту» . Бостон Геральд .
  41. ^ «Аргонн об АПС» . Архивировано из оригинала 26 сентября 2009 года.
  42. ^ Центры наномасштабных научных исследований Министерства энергетики. Архивировано 8 декабря 2009 г. в Wayback Machine.
  43. ^ «Аргоннский физический отдел – АТЛАС» . www.phy.anl.gov . Проверено 20 июня 2018 г.
  44. ^ «Центр перспективных материалов для энергетических и водных систем» . www.anl.gov . Аргоннская национальная лаборатория . Проверено 10 ноября 2021 г.
  45. ^ «О ЭМС» . Архивировано из оригинала 6 сентября 2017 года . Проверено 20 июня 2018 г.
  46. ^ «MCSG вносит свою 1000-ю белковую структуру в банк данных белков» . AZoNano.com . 27 июля 2009 года . Проверено 20 июня 2018 г.
  47. ^ «Список публикаций Объединенного центра исследований в области хранения энергии» . www.jcesr.org/publications/published-papers .
  48. ^ «Объединенный центр исследований в области хранения энергии» . www.jcesr.org . Проверено 20 июня 2018 г.
  49. ^ «Министерство энергетики создает новый Центр вычислительных материалов в Аргонне» . 2 октября 2015 г. Проверено 28 января 2019 г.
  50. ^ «Миссия МИККом» . Проверено 28 января 2019 г.
  51. ^ «Пол К. Кернс | Аргоннская национальная лаборатория» . www.anl.gov . Проверено 26 февраля 2019 г.
  52. ^ «Аргонна купается во внимании юбилея, фильм» . 17 сентября 1996 года . Проверено 20 июня 2018 г.
  • Аргоннская национальная лаборатория, 1946–96 . Джек М. Холл, Ричард Г. Хьюлетт, Рут Р. Харрис. Издательство Университета Иллинойса , 1997. ISBN   978-0-252-02341-5 .
  • Ядерная физика: введение . С.Б. Патель. Нью Эйдж Интернэшнл Лтд., 1991. ISBN   81-224-0125-2 .
  • Краткое изложение работ по ядерной химии в Аргонне , Мартин Х. Стьюдьер, Отчет Аргоннской национальной лаборатории, рассекреченный 13 июня 1949 года.
[ редактировать ]

41 ° 42'33 "с.ш. 87 ° 58'55" з.д.  /  41,709166 ° с.ш. 87,981992 ° з.д.  / 41,709166; -87,981992

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 8c298674a2886d2fa34050dfea4b04d7__1717678680
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/8c/d7/8c298674a2886d2fa34050dfea4b04d7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Argonne National Laboratory - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)