Брукхейвенская национальная лаборатория
 | |
 Вид на кампус Брукхейвенской национальной лаборатории с высокопоточным лучевым реактором на переднем плане | |
| Девиз | «Страсть к открытиям» |
|---|---|
| Учредил | 1947 |
| Тип исследования | Ядерная физика и физика высоких энергий, материаловедение, наноматериалы, химия, энергетика, а также науки об окружающей среде, биологии и климате. |
| Бюджет | Более 550 миллионов долларов США (2015 г.) |
| Директор | Джоэнн Л. Хьюитт |
| Персонал | 2,750 |
| Расположение | Аптон , графство Саффолк , Нью-Йорк , США 40 ° 52'30 "N 72 ° 52'37" W / 40,875 ° N 72,877 ° W |
| Кампус | 21 км 2 (5265 акров) |
Операционное агентство | Брукхейвен Сайенс Ассошиэйтс, ООО |
| Веб-сайт | www.bnl.gov |
| Карта | |
  Расположение в Нью-Йорке | |
Брукхейвенская национальная лаборатория ( BNL ) — национальная лаборатория Министерства энергетики США, расположенная в Аптоне, Лонг-Айленд, деревушке города Брукхейвен . Он был официально создан в 1947 году на месте Кэмп-Аптона , бывшей базы армии США . Расположенный примерно в 60 милях к востоку от Нью-Йорка , он находится в ведении Университета Стоуни-Брук и Мемориального института Баттел .
Исследования в BNL включают ядерную физику и физику высоких энергий, энергетическую науку и технологии, экологию и биологические науки, нанонауку и национальную безопасность. На территории кампуса площадью 5300 акров расположено несколько крупных исследовательских центров, в том числе релятивистский коллайдер тяжелых ионов и Национальный источник синхротронного света II . семь Нобелевских премий . За работы, проведенные в Брукхейвенской лаборатории, было присуждено [1]
Обзор [ править ]
Операции BNL контролируются офисом Министерства энергетики, в нем работают около 2750 ученых, инженеров, техников и вспомогательного персонала, и каждый год он принимает 4000 приглашенных следователей. [2] Лаборатория охраняется Департаментом энергозащиты, имеет полную пожарную часть и собственный почтовый индекс (11973). В общей сложности лаборатория занимает территорию площадью 5265 акров (21 км2). 2 ) район, который в основном совпадает с деревней Аптон, штат Нью-Йорк . BNL обслуживается железнодорожной веткой, обслуживаемой по мере необходимости Нью-Йоркской и Атлантической железной дорогой . Рядом с лабораторией находится прогнозный офис Национальной метеорологической службы в Аптоне, штат Нью-Йорк . [3]
Основные программы [ править ]
Хотя изначально Брукхейвенская лаборатория задумывалась как центр ядерных исследований, ее миссия значительно расширилась. В настоящее время его фокусами являются:
- Ядерная физика и высокие энергии [4]
- Физика и химия материалов [5]
- Относящийся к окружающей среде [6] и исследования климата
- Наноматериалы
- Энергетические исследования
- Нераспространение [7]
- Структурная биология [8]
- Физика ускорителей [9]
Операция [ править ]
Брукхейвенская национальная лаборатория первоначально принадлежала Комиссии по атомной энергии , а теперь принадлежит преемнику этого агентства — Министерству энергетики США (DOE). Министерство энергетики поручает исследования и эксплуатацию университетам и исследовательским организациям по субподряду. В настоящее время им управляет компания Brookhaven Science Associates LLC, которая является равноправным партнерством Университета Стоуни-Брук и Мемориального института Баттел . С 1947 по 1998 год им управляла Associated Universities, Inc. (AUI), но AUI потеряла свой контракт из-за двух инцидентов: пожара в 1994 году на высокопоточном лучевом реакторе объекта, в результате которого несколько рабочих подверглись радиации, и сообщений в 1997 г. - утечка трития в грунтовые воды Центральных сосновых пустошей Лонг-Айленда, на которых расположен объект. [10] [11]
История [ править ]
Фундаменты [ править ]
После Второй мировой войны была создана Комиссия по атомной энергии США для поддержки спонсируемых правительством исследований в области атомной энергии в мирное время. Усилия по строительству ядерного реактора на северо-востоке Америки были в основном поддержаны физиками Исидором Исааком Раби и Норманом Фостером Рэмси-младшим , которые во время войны стали свидетелями того, как многие из их коллег из Колумбийского университета уехали на новые удаленные исследовательские площадки после ухода Манхэттена . Проект из своего кампуса. Их попытка разместить этот реактор недалеко от Нью-Йорка конкурировала с аналогичными усилиями Массачусетского технологического института по созданию объекта недалеко от Бостона . К участию быстро обратились представители северо-восточных университетов к югу и западу от Нью-Йорка, чтобы этот город оказался в их географическом центре. В марте 1946 года была создана некоммерческая корпорация, в которую вошли представители девяти крупнейших исследовательских университетов — Колумбийского , Корнеллского , Гарвардского , Джонса Хопкинса , Массачусетского технологического института , Принстона , Пенсильванского университета. , Рочестерский университет и Йельский университет . [12]
Из 17 рассмотренных объектов в коридоре Бостон-Вашингтон Кэмп Аптон на Лонг-Айленде в конечном итоге был выбран как наиболее подходящий с точки зрения площади, транспорта и доступности. Лагерь был тренировочным центром армии США во время Первой и Второй мировых войн , а также лагерем для интернированных японцев во время последней. [ нужна ссылка ] После войны Кэмп Аптон больше не был нужен, и был разработан план превратить военный лагерь в исследовательский центр.
21 марта 1947 года объект Кэмп-Аптон был официально передан от военного министерства США новой Комиссии по атомной энергии США (AEC), предшественнику Министерства энергетики США (DOE).
Исследования и объекты [ править ]
История реактора [ править ]
В 1947 году началось строительство первого ядерного реактора в Брукхейвене — Брукхейвенского графитового исследовательского реактора . Этот реактор, открытый в 1950 году, был первым реактором, построенным в Соединенных Штатах после Второй мировой войны. Пучковый реактор с высоким потоком работал с 1965 по 1999 год. В 1959 году в Брукхейвене был построен первый в США реактор, специально предназначенный для медицинских исследований, — Брукхейвенский медицинский исследовательский реактор , который работал до 2000 года.
История акселератора [ править ]
В 1952 году Брукхейвен начал использовать свой первый ускоритель частиц « Космотрон» . В то время Космотрон был ускорителем с самой высокой энергией в мире, первым сообщившим более 1 ГэВ частице энергию . Космотрон был снят с эксплуатации в 1966 году, после того как в 1960 году его заменил новый синхротрон переменного градиента (AGS). AGS использовался в исследованиях, которые привели к получению трех Нобелевских премий , включая открытие мюонного нейтрино , очарованного кварка и CP-нарушение .
В 1970 году в BNL стартовал проект ISABELLE по разработке и созданию двух протонно-пересекающихся накопительных колец. Начало реализации проекта было положено в октябре 1978 года. В 1981 году, когда туннель для ускорителя уже был выкопан, проблемы со сверхпроводящими магнитами, необходимыми для ускорителя ИЗАБЕЛЬ, привели к остановке проекта, и в конечном итоге проект был отменен в 1983 году. [13]
Национальный источник синхротронного света работал с 1982 по 2014 год и был причастен к двум открытиям, удостоенным Нобелевской премии. С тех пор он был заменен Национальным источником синхротронного света II .
После отмены проекта ИЗАБЕЛЬ физик из BNL предложил использовать выкопанный туннель и части магнитного узла в другом ускорителе. первое предложение об ускорителе, ныне известном как релятивистский коллайдер тяжелых ионов В 1984 году было выдвинуто (RHIC). Строительство было профинансировано в 1991 году, а RHIC работает с 2000 года. Один из двух действующих коллайдеров тяжелых ионов в мире, RHIC по состоянию на 2010 год является вторым по величине коллайдером по энергии после Большого адронного коллайдера . RHIC расположен в туннеле длиной 2,4 мили (3,9 км) и виден из космоса.
9 января 2020 года Пол Даббар, заместитель министра науки Министерства энергетики США, объявил, что проект BNL eRHIC был выбран вместо концептуального проекта, предложенного Национальным ускорительным комплексом Томаса Джефферсона в качестве будущего электрон-ионного проекта. коллайдер (EIC) в США. Помимо выбора места, было объявлено, что BNL EIC приобрела CD-0 (необходимость миссии) у Министерства энергетики. [14] Проект eRHIC компании BNL предлагает модернизировать существующий релятивистский коллайдер тяжелых ионов, который сталкивает пучки света с тяжелыми ионами, включая поляризованные протоны, с установкой для поляризованных электронов, которая будет размещена в том же туннеле. [15]
Другие открытия [ править ]
В 1958 году учёные из Брукхейвена создали одну из первых в мире видеоигр — Tennis for Two . [16] [17]
В 1968 году ученые из Брукхейвена запатентовали Maglev , транспортную технологию, использующую магнитную левитацию .
Основные объекты [ править ]
- Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC), предназначенный для исследования кварк-глюонной плазмы. [18] и источники спина протона. [19] До 2009 года это был самый мощный в мире коллайдер тяжелых ионов. Это единственный коллайдер спин-поляризованных протонов.
- Центр функциональных наноматериалов (CFN), используемый для изучения наноразмерных материалов. [20]
- Национальный источник синхротронного света II (NSLS-II), новейший пользовательский объект в Брукхейвене, открылся в 2015 году для замены Национального источника синхротронного света (NSLS), который проработал 30 лет. [21] NSLS принимал участие в работе, которая получила Нобелевскую премию по химии в 2003 и 2009 годах . [22]
- Синхротрон переменного градиента , ускоритель частиц лаборатории , который использовался в трех Нобелевских премиях . [23]
- Ускорительный испытательный стенд генерирует, ускоряет и контролирует пучки частиц . [24]
- Тандем Ван де Граафа , когда-то крупнейший в мире электростатический ускоритель . [25]
- Ресурсы в области вычислительной науки, включая доступ к массово-параллельному суперкомпьютеру серии Blue Gene , который является одним из самых быстрых в мире для научных исследований, управляемый совместно Брукхейвенской национальной лабораторией и Университетом Стоуни-Брук . [26]
- Междисциплинарный научный корпус с уникальными лабораториями для изучения высокотемпературных сверхпроводников и других материалов, важных для решения энергетических проблем. [27]
- Лаборатория космической радиации НАСА , где ученые используют пучки ионов для моделирования космических лучей и оценки рисков космической радиации для космических путешественников и оборудования. [28]
Внешние вклады [ править ]
Он участвует в эксперименте ATLAS , одном из четырех детекторов, расположенных на Большом адронном коллайдере (LHC). В настоящее время он работает в ЦЕРН недалеко от Женевы , Швейцария. [29]
Брукхейвен также отвечал за разработку аккумуляторного кольца SNS в сотрудничестве с Spallation Neutron Source в Ок-Ридже, штат Теннесси .
Брукхейвен участвует в ряде исследовательских проектов нейтрино по всему миру, в том числе в эксперименте с нейтрино на реакторе Дайя Бэй в Китае и в глубоко подземном эксперименте с нейтрино в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми . [30]
Публичный доступ [ править ]
Лаборатория закрыта для широкой публики, за исключением утвержденных публичных мероприятий. Летом лаборатория открыта для публики несколько воскресений для экскурсий и специальных программ. Программа публичного доступа называется «Летние воскресенья» и проводится в июле и включает в себя научное шоу и экскурсию по основным объектам лаборатории. [31] В лаборатории также проводятся научные ярмарки, научные кубки и соревнования по робототехнике для местных школ, а также лекции, концерты и научные беседы для местного сообщества. По оценкам лаборатории, каждый год она улучшает научное образование примерно 35 000 учащихся K-12 на Лонг-Айленде, более 200 студентов и 550 учителей со всех концов Соединенных Штатов.
Очистка окружающей среды [ править ]
В январе 1997 года пробы грунтовых вод, взятые сотрудниками BNL, показали концентрацию трития, которая вдвое превышала допустимые федеральные стандарты питьевой воды, а некоторые пробы, взятые позже, превышали стандарт в 32 раза. Было обнаружено, что тритий просачивается из бассейна отработанного топлива лабораторного высокопоточного лучевого реактора в водоносный горизонт, который обеспечивает питьевой водой жителей близлежащего округа Саффолк.
Расследование этого инцидента, проведенное Министерством энергетики и BNL, пришло к выводу, что утечка трития происходила в течение целых 12 лет без ведома Министерства энергетики и BNL. Установка скважин, которые могли бы обнаружить утечку, впервые обсуждалась инженерами BNL в 1993 году, но строительство скважин не было завершено до 1996 года. Возникшие разногласия по поводу действий BNL по поводу утечки трития и предполагаемые упущения в надзоре со стороны Министерства энергетики привели к прекращению деятельности AUI, поскольку подрядчиком BNL в мае 1997 года.
Ответственность за неспособность обнаружить утечку трития в Брукхейвене была признана руководителями лаборатории, а Министерство энергетики признает, что не смогло должным образом контролировать работу лаборатории. Чиновники Брукхейвена неоднократно рассматривали необходимость установки наблюдательных скважин, которые могли бы обнаружить утечку трития, как низкую приоритетную задачу, несмотря на обеспокоенность общественности и согласие лаборатории соблюдать местные экологические нормы. Местный надзорный офис Министерства энергетики, Brookhaven Group, нес прямую ответственность за работу Брукхейвена, но он не смог привлечь лабораторию к ответственности за выполнение всех своих нормативных обязательств, особенно за согласие на установку контрольных скважин. Высшее руководство Министерства энергетики также разделило ответственность, поскольку им не удалось создать эффективную систему, которая поощряла бы все подразделения Министерства энергетики работать вместе, чтобы гарантировать, что подрядчики выполняют свои обязанности по вопросам окружающей среды, безопасности и здоровья. Нечеткая ответственность за вопросы окружающей среды, безопасности и здоровья была постоянной проблемой для руководства Министерства энергетики.
С 1993 года Министерство энергетики потратило более 580 миллионов долларов США на устранение загрязнения почвы и грунтовых вод на территории лаборатории и завершило несколько громких проектов. К ним относятся вывод из эксплуатации и дезактивация Брукхейвенского графитового исследовательского реактора, [32] удаление загрязненных ртутью отложений из реки Пеконик, а также установка и эксплуатация 16 систем очистки подземных вод на территории и за ее пределами, которые с 1996 года очистили более 25 миллиардов галлонов подземных вод. [33]
Вскоре после победы в контракте на эксплуатацию лаборатории в 1997 году BSA сформировала Общественный консультативный совет (CAC), чтобы консультировать директора лаборатории по проектам очистки и другим вопросам, представляющим интерес для сообщества. CAC представляет широкий спектр интересов и ценностей отдельных лиц и групп, которые заинтересованы в действиях Лаборатории или затронуты ею. В его состав входят представители 26 местных деловых, гражданских, образовательных, экологических, служащих, государственных и медицинских организаций. CAC устанавливает свою собственную повестку дня, поднимает вопросы, важные для сообщества, и работает над предоставлением согласованных рекомендаций руководству Лаборатории. [34]
Нобелевские премии [ править ]
Нобелевская премия по физике [ править ]
- 1957 – Чэнь Нин Ян и Цунг-Дао Ли – законы о паритете [35]
- 1976 – Сэмюэл СиСи Тинг – частица J/Psi [36]
- 1980 – Джеймс Кронин и Вэл Логсдон Фитч – нарушение CP [37]
- 1988 — Леон М. Ледерман , Мелвин Шварц , Джек Стейнбергер — Мюонное нейтрино [38]
- 2002 — Рэймонд Дэвис-младший — Солнечное нейтрино [39]
Нобелевская премия по химии [ править ]
- 2003 — Родерик Маккиннон — Ионный канал [22]
- 2009 – Венкатраман Рамакришнан и Томас А. Стейц – Рибосома [40]
См. также [ править ]
- Центр развития науки в космосе — управляет Национальной лабораторией США на МКС.
- Гольдхаберские стипендиаты
Ссылки [ править ]
- ^ «Нобелевские премии в БНЛ» . Bnl.gov . Проверено 25 июля 2012 г.
- ^ «О БНЛ» . BNL.gov . Проверено 21 июня 2016 г.
- ^ «Офис прогнозов NWS в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк» . 5 сентября 2017 г.
- ^ «Физический факультет» . Bnl.gov. 12 мая 2008 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Домашняя страница, Управление фундаментальных энергетических наук» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Отдел экологических наук» . Bnl.gov. 4 февраля 2009 года. Архивировано из оригинала 8 марта 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Программы нераспространения ядерного оружия и национальной безопасности Брукхейвенской национальной лаборатории» . Bnl.gov. 2 февраля 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Отдел биологии – Брукхейвенская национальная лаборатория» . Biology.bnl.gov. Архивировано из оригинала 13 марта 2009 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «БНЛ | Наука, основанная на ускорителях» . www.bnl.gov .
- ^ «Атомная лаборатория на Лонг-Айленде станет могущественным исследовательским центром - New York Times - 1 марта 1947 года» .
- ^ «Лаборатория теряет федеральный контракт - Новости - The Harvard Crimson» . www.thecrimson.com .
- ^ Криз, Роберт П. (1999). Создание физики: биография Брукхейвенской национальной лаборатории .
- ^ «БНЛ — Наша история: Акселераторы» . www.bnl.gov .
- ^ «Министерство энергетики США выбирает Брукхейвенскую национальную лабораторию для размещения новой крупной установки ядерной физики». Архивировано 14 января 2020 года на Wayback Machine 2020.
- ^ Ашенауэр, ЕС; и др. (2014). «Исследование дизайна eRHIC: электрон-ионный коллайдер в BNL». arXiv : 1409.1633 [ physical.acc-ph ].
- ^ «Анатомия первой видеоигры — На уровне» . Новости Эн-Би-Си . 23 октября 2008 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ " '+альт+' " . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 12 сентября 2009 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «RHIC | Релятивистский коллайдер тяжелых ионов» . Bnl.gov . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «RHIC | Спиновая физика» . www.bnl.gov . Архивировано из оригинала 26 июля 2009 года . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «Центр функциональных наноматериалов, Брукхейвенская национальная лаборатория» . Bnl.gov . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Национальный источник синхротронного света» . Nsls.bnl.gov. Архивировано из оригинала 15 марта 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Нобелевская премия | Премия по химии 2003 года, Родерик Маккиннон» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Синхротрон переменного градиента» . Bnl.gov. 31 января 2008. Архивировано из оригинала 13 января 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Ускорительный испытательный стенд» . Bnl.gov. 31 января 2008. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Тандем Ван де Грааф» . Bnl.gov. 28 февраля 2008. Архивировано из оригинала 19 февраля 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «New York Blue, Blue Gene/L, параллельный суперкомпьютер, Брукхейвенская национальная лаборатория, (BNL)» . www.bnl.gov . Архивировано из оригинала 26 апреля 2015 года . Проверено 13 мая 2019 г.
- ^ «Отдел новостей BNL | Двери открыты в новом междисциплинарном научном корпусе энергетических исследований в Брукхейвенской лаборатории» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «BNL | Лаборатория космической радиации НАСА (NSRL)» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «БНЛ | Брукхейвен и Большой адронный коллайдер» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «БНЛ | История исследования нейтрино» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «БНЛ | Летние воскресенья» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «Лабораторный реактор полностью выведен из эксплуатации» . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «Очистка окружающей среды, Брукхейвенская национальная лаборатория» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «БНЛ | Консультативный совет сообщества» . www.bnl.gov . Проверено 23 августа 2016 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия по физике 1957 года, Ли и Ян» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия по физике 1976 года, Сэмюэл Тинг» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия по физике 1980 года, Кронин и Fitch» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия 1988 года по физике Ледермана, Шварца и Стейнбергера» . Bnl.gov . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия по физике 2002 года, Рэймонд Дэвис-младший» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 17 марта 2010 г.
- ^ «Нобелевская премия | Премия по химии 2009 года, Венкатраман Рамакришнан и Томас А. Стейц» . Bnl.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 20 мая 2010 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный сайт Брукхейвенской национальной лаборатории
- Физика сегодня: Министерство энергетики закрывает HFBR Брукхейвенской лаборатории, что является триумфом политики над наукой 404
- Летние воскресенья в Брукхейвенской национальной лаборатории
- Аннотированная библиография для Брукхейвенской лаборатории из цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсос.
- Заголовки
- Оцифрованные отчеты Брукхейвенской национальной лаборатории по проекту TRAIL , размещенные в библиотеках Университета Северного Техаса и TRAIL.
Исследовательские реакторы США |
|---|
- Брукхейвенская национальная лаборатория
- Университет Стоуни-Брук
- Национальные лаборатории Министерства энергетики США
- Центры исследований и разработок, финансируемые из федерального бюджета
- Ядерные исследовательские институты
- Объекты физики элементарных частиц
- Брукхейвен, Нью-Йорк
- Туристические достопримечательности округа Саффолк, Нью-Йорк
- Мемориальный институт Баттель
- Сайты суперфондов в Нью-Йорке (штат)
- 1947 заведений в Нью-Йорке (штат)
- Физические научно-исследовательские институты
- Институты теоретической физики
- Институты, связанные с ЦЕРН
- Энергетическая инфраструктура на Лонг-Айленде, Нью-Йорк
- Исследовательские институты в Нью-Йорке (штат)