Брукхейвенская национальная лаборатория ( BNL ) — национальная лаборатория Министерства энергетики США, расположенная в Аптоне, штат Нью-Йорк , деревушке города Брукхейвен . Она была официально основана в 1947 году на месте Кэмп-Аптон , бывшей военной базы США на Лонг-Айленде . Расположенная примерно в 60 милях к востоку от Нью-Йорка , она управляется Университетом Стоуни-Брук и Институтом Battelle Memorial .
Исследования в BNL включают ядерную и физику высоких энергий, энергетическую науку и технологию, экологию и бионауки, нанонауки и национальную безопасность. Кампус площадью 5300 акров содержит несколько крупных исследовательских установок, включая релятивистский коллайдер тяжелых ионов и национальный источник синхротронного света II . Семь Нобелевских премий были присуждены за работу, проведенную в Brookhaven Lab. [1]
Операции BNL контролируются офисом Министерства энергетики, в нем работают около 2750 ученых, инженеров, техников и вспомогательного персонала, и ежегодно он принимает 4000 приглашенных исследователей. [2] Лаборатория охраняется силами защиты Министерства энергетики, имеет полную пожарную службу и собственный почтовый индекс (11973). В общей сложности лаборатория занимает площадь в 5265 акров (21 км 2 ), которая в основном граничит с деревней Аптон, штат Нью-Йорк . BNL обслуживается железнодорожной веткой, которая по мере необходимости эксплуатируется New York and Atlantic Railway . Совместно с лабораторией находится офис прогноза погоды Национальной метеорологической службы в Нью-Йорке, штат Нью-Йорк . [3]
Хотя изначально Brookhaven Lab задумывалась как ядерный исследовательский центр, ее миссия значительно расширилась. Теперь ее фокусы:
Brookhaven National Lab изначально принадлежала Комиссии по атомной энергии , а теперь принадлежит преемнику этого агентства, Министерству энергетики США (DOE). DOE передает исследования и эксплуатацию на субподряд университетам и исследовательским организациям. В настоящее время ею управляет Brookhaven Science Associates LLC, которая является равноправным партнерством Stony Brook University и Battelle Memorial Institute . С 1947 по 1998 год ею управляла Associated Universities, Inc. (AUI), но AUI потеряла свой контракт после двух инцидентов: пожара в 1994 году на высокопоточном реакторе объекта, в результате которого несколько рабочих подверглись воздействию радиации, и сообщений в 1997 году об утечке трития в грунтовые воды Long Island Central Pine Barrens , на которых расположен объект. [10] [11]
После Второй мировой войны была создана Комиссия по атомной энергии США для поддержки спонсируемых правительством исследований атомной энергии в мирное время. Усилия по строительству ядерного реактора на северо-востоке Америки в значительной степени поддерживались физиками Исидором Айзеком Раби и Норманом Фостером Рэмси-младшим , которые во время войны были свидетелями того, как многие их коллеги из Колумбийского университета уезжали на новые удаленные исследовательские объекты после ухода Манхэттенского проекта из его кампуса. Их усилия по размещению этого реактора недалеко от Нью-Йорка соперничали с аналогичными усилиями Массачусетского технологического института по размещению объекта недалеко от Бостона . Участие было быстро запрошено у представителей северо-восточных университетов к югу и западу от Нью-Йорка, так что этот город был бы их географическим центром. В марте 1946 года была создана некоммерческая корпорация, состоящая из представителей девяти крупных исследовательских университетов — Колумбийского , Корнеллского , Гарвардского , Университета Джонса Хопкинса , Массачусетского технологического института , Принстона , Университета Пенсильвании , Университета Рочестера и Йельского университета . [12]
Из 17 рассмотренных мест в коридоре Бостон-Вашингтон, лагерь Аптон на Лонг-Айленде в конечном итоге был выбран как наиболее подходящий с точки зрения пространства, транспорта и доступности. Лагерь был учебным центром для армии США во время Первой и Второй мировых войн , а также лагерем для интернированных японцев во время последней. [ необходима цитата ] После войны лагерь Аптон больше не был нужен, и был задуман план по превращению военного лагеря в исследовательский центр.
21 марта 1947 года территория Кэмп-Аптон была официально передана от Военного министерства США новой Комиссии по атомной энергии США (AEC), предшественнику Министерства энергетики США (DOE). [ необходима цитата ]
В 1947 году началось строительство первого ядерного реактора в Брукхейвене, Brookhaven Graphite Research Reactor . Этот реактор, открытый в 1950 году, был первым реактором, построенным в Соединенных Штатах после Второй мировой войны. High Flux Beam Reactor работал с 1965 по 1999 год. В 1959 году в Брукхейвене был построен первый американский реактор, специально предназначенный для медицинских исследований, Brookhaven Medical Research Reactor , который работал до 2000 года. [ необходима цитата ]
В 1952 году в Брукхейвене начали использовать свой первый ускоритель частиц — космотрон . В то время космотрон был самым мощным ускорителем в мире, первым, кто передал частице энергию более 1 ГэВ . Космотрон был выведен из эксплуатации в 1966 году, после того как в 1960 году его заменил новый синхротрон с переменным градиентом (AGS). AGS использовался в исследованиях, которые привели к 3 Нобелевским премиям , включая открытие мюонного нейтрино , очарованного кварка и нарушения CP-симметрии . [ требуется ссылка ]
В 1970 году в BNL стартовал проект ISABELLE по разработке и созданию двух пересекающихся накопительных колец протонов. Начало проекта было положено в октябре 1978 года. В 1981 году, когда туннель для ускорителя уже был вырыт, проблемы со сверхпроводящими магнитами, необходимыми для ускорителя ISABELLE, 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 связан с двумя открытиями, удостоенными Нобелевской премии. С тех пор он был заменен Национальным источником синхротронного света II . [ необходима цитата ]
После отмены проекта ISABELLE физик из BNL предложил использовать вырытый туннель и части магнитной сборки в другом ускорителе. В 1984 году было выдвинуто первое предложение по ускорителю, который теперь известен как релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC). Строительство было профинансировано в 1991 году, а RHIC начал работать с 2000 года. Один из двух действующих в мире коллайдеров тяжелых ионов, RHIC по состоянию на 2010 год является вторым по величине коллайдером энергии после Большого адронного коллайдера . RHIC размещен в туннеле длиной 2,4 мили (3,9 км) и виден из космоса. [ требуется ссылка ]
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 электронно-ионного коллайдера (EIC) в Соединенных Штатах. В дополнение к выбору площадки было объявлено, что BNL EIC приобрел CD-0 (необходимость миссии) у Министерства энергетики. [14] Проект eRHIC BNL предлагает модернизацию существующего релятивистского тяжелоионного коллайдера, который сталкивается пучками легких и тяжелых ионов, включая поляризованные протоны, с поляризованной электронной установкой, которая будет размещена в том же туннеле. [15]
В 1958 году учёные из Брукхейвена создали одну из первых в мире видеоигр — «Теннис для двоих» . [16] [17]
В 1968 году ученые из Брукхейвена запатентовали Maglev — транспортную технологию, использующую магнитную левитацию . [ необходима ссылка ]
Он является партнером эксперимента ATLAS , одного из четырех детекторов, расположенных на Большом адронном коллайдере (БАК). В настоящее время он работает в ЦЕРНе недалеко от Женевы , Швейцария. [29]
Брукхейвен также отвечал за проектирование накопительного кольца SNS в партнерстве с компанией Spallation Neutron Source в Оук-Ридже, штат Теннесси .
Брукхейвен играет роль в ряде проектов по исследованию нейтрино по всему миру, включая эксперимент по исследованию нейтрино на реакторе Daya Bay в Китае и эксперимент по исследованию нейтрино в глубине под землей в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми . [30]
Для других, кроме утвержденных публичных мероприятий, лаборатория закрыта для широкой публики. Лаборатория открыта для публики несколько воскресений летом для экскурсий и специальных программ. Программа общественного доступа называется «Летние воскресенья» и проходит в июле, и включает в себя научное шоу и экскурсию по основным объектам лаборатории. [31] Лаборатория также проводит научные ярмарки, научные кубки и соревнования по робототехнике для местных школ, а также лекции, концерты и научные беседы для местного сообщества. Лаборатория оценивает, что каждый год она улучшает научное образование примерно 35 000 учащихся K-12 на Лонг-Айленде, более 200 студентов и 550 преподавателей со всех концов Соединенных Штатов.
В январе 1997 года пробы грунтовых вод, взятые сотрудниками BNL, показали концентрацию трития, которая в два раза превышала допустимые федеральные стандарты питьевой воды — некоторые образцы, взятые позже, превышали стандарт в 32 раза. Было обнаружено, что тритий просачивается из бассейна отработанного топлива реактора High Flux Beam в водоносный горизонт, который обеспечивает питьевой водой жителей близлежащего округа Саффолк.
Расследование этого инцидента DOE и BNL пришло к выводу, что утечка трития продолжалась в течение 12 лет без ведома DOE или BNL. Установка скважин, которые могли бы обнаружить утечку, впервые обсуждалась инженерами BNL в 1993 году, но скважины не были завершены до 1996 года. Возникшие в результате разногласия относительно того, как BNL справилась с утечкой трития, и предполагаемых упущений в надзоре DOE привели к прекращению деятельности AUI как подрядчика BNL в мае 1997 года.
Ответственность за необнаружение утечки трития в Брукхейвене была признана руководителями лабораторий, и DOE признает, что не смогло должным образом контролировать работу лаборатории. Чиновники Брукхейвена неоднократно относились к необходимости установки контрольных скважин, которые могли бы обнаружить утечку трития, как к низкоприоритетной задаче, несмотря на обеспокоенность общественности и согласие лаборатории соблюдать местные экологические нормы. Надзорный офис DOE на месте, Brookhaven Group, нес прямую ответственность за работу Брукхейвена, но не смог привлечь лабораторию к ответственности за выполнение всех ее нормативных обязательств, особенно ее соглашения об установке контрольных скважин. Высшее руководство DOE также разделило ответственность, поскольку они не смогли внедрить эффективную систему, которая поощряет все части DOE к совместной работе для обеспечения того, чтобы подрядчики выполняли свои обязанности по вопросам охраны окружающей среды, безопасности и здоровья. Неясные обязанности по вопросам охраны окружающей среды, безопасности и здоровья были постоянной проблемой для руководства DOE.
С 1993 года DOE потратило более 580 миллионов долларов США на очистку почвы и грунтовых вод на территории лаборатории и завершило несколько громких проектов. К ним относятся вывод из эксплуатации и дезактивация исследовательского реактора Brookhaven Graphite, [32] удаление загрязненных ртутью осадков из реки Пеконик, а также установка и эксплуатация 16 систем очистки грунтовых вод на территории и за ее пределами, которые очистили более 25 миллиардов галлонов грунтовых вод с 1996 года. [33]
Вскоре после получения контракта на эксплуатацию лаборатории в 1997 году BSA сформировала Общественный консультативный совет (CAC) для консультирования директора лаборатории по проектам очистки и другим вопросам, представляющим интерес для сообщества. CAC представляет широкий спектр интересов и ценностей отдельных лиц и групп, заинтересованных в деятельности Лаборатории или затронутых ею. Он состоит из представителей 26 местных деловых, гражданских, образовательных, экологических, служащих, правительственных и медицинских организаций. CAC устанавливает собственную повестку дня, поднимает вопросы, важные для сообщества, и работает над предоставлением согласованных рекомендаций руководству Лаборатории. [34]
