Forschungszentrum Jülich ( FZJ ) — немецкий национальный научно-исследовательский институт, который занимается междисциплинарными исследованиями в области энергетики , информации и биоэкономики . Он управляет широким спектром исследовательских инфраструктур, таких как суперкомпьютеры , камера для моделирования атмосферы, электронные микроскопы , ускоритель частиц , чистые помещения для нанотехнологий и т. д. Текущие приоритеты исследований включают структурные изменения в регионе добычи лигнита в Рейнланде , водород и квантовые технологии . [1] Будучи членом Ассоциации Гельмгольца с примерно 6800 сотрудниками в десяти институтах и 80 субинститутах, [2] Юлих является одним из крупнейших научно-исследовательских институтов в Европе. [3]
Штаб-квартира Forschungszentrum Jülich расположена между городами Ахен , Кельн и Дюссельдорф на окраине города Юлих в земле Северный Рейн-Вестфалия . FZJ имеет 15 филиалов в Германии и за рубежом, включая восемь площадок на европейских и международных источниках нейтронного и синхротронного излучения, два совместных института с Мюнстерским университетом , Фридрих-Александровский университет Эрланген-Нюрнберг (FAU) и Гельмгольц-центр Берлин (HZB), а также три офиса Project Management Jülich (PtJ) в городах Бонн , Росток и Берлин . [2] Юлих тесно сотрудничает с Рейнско-Вестфальским техническим университетом Ахена в рамках Исследовательского альянса Юлих-Аахен (JARA). [4]
Учреждение было основано 11 декабря 1956 года землей Северный Рейн-Вестфалия как зарегистрированная ассоциация, прежде чем в 1967 году оно было переименовано в Ядерный исследовательский центр Юлиха. В 1990 году его название было изменено на «Forschungszentrum Jülich GmbH».
11 декабря 1956 года парламент земли Северный Рейн-Вестфалия принял решение о создании «атомного исследовательского центра». Таким образом, Общество содействия ядерно-физическим исследованиям (GFKF) было создано как зарегистрированная ассоциация (e. V.). Его основателем считается государственный секретарь Лео Брандт (Министерство экономики и транспорта федеральной земли Северный Рейн-Вестфалия). Было рассмотрено несколько мест, но решение было принято в пользу леса Штеттерних в тогдашнем районе Юлих. Общество содействия ядерно-физическим исследованиям (GFKF) было переименовано в Ядерный исследовательский центр Юлих (или сокращенно KFA, что произошло от немецкого). Семь лет спустя оно было преобразовано в общество с ограниченной ответственностью (GmbH), а в 1990 году получило название Forschungszentrum Jülich GmbH. Партнерами исследовательского центра Юлих являются Федеративная Республика Германия (90%) и федеральная земля Северный Рейн-Вестфалия (10%). [5]
В 1958 году был заложен фундамент исследовательских реакторов MERLIN (FRJ-1) и DIDO (FRJ-2), которые были введены в эксплуатацию в 1962 году. Исследовательский реактор FRJ-1 был выведен из эксплуатации в 1985 году и полностью демонтирован в период с 2000 по 2008 год. Исследовательский реактор FRJ-2 был реактором класса DIDO и использовался для экспериментов по рассеянию нейтронов. Он эксплуатировался Центральным исследовательским реакторным отделением (ZFR). FRJ-2 был самым мощным источником нейтронов в Германии до тех пор, пока не был введен в эксплуатацию исследовательский источник нейтронов Heinz Maier-Leibnitz в Гархинге (FRM II). FRJ-2 в основном использовался для проведения экспериментов по рассеянию и спектроскопии конденсированных сред. Он работал с 14 ноября 1962 года по 2 мая 2006 года. В 2006 году был основан Центр нейтронной науки в Юлихе (JCNS), отражающий роль Forschungszentrum Jülich как национального центра компетенции по рассеянию нейтронов. Шесть важнейших инструментов были перемещены из FRJ-2 в FRM II; там также были собраны новые инструменты. [6] [7] [8]
В 1956 году была сформирована группа по интересам для подготовки строительства реактора AVR . В 1959 году она стала «Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH» (AVR GmbH) — консорциумом из 15 местных поставщиков электроэнергии во главе с муниципальными коммунальными службами Дюссельдорфа (Stadtwerke Düsseldorf) в качестве владельца и оператора (другими партнерами были муниципальные коммунальные службы в Аахене, Бонне, Бремене, Хагене, Ганновере, Мюнхене и Вуппертале). Целью было продемонстрировать осуществимость и работоспособность графитового замедлителя, охлаждаемого газом высокотемпературного реактора для производства электроэнергии. BBC и Krupp отвечали за строительство реактора AVR, которое началось в августе 1961 года и было завершено в 1966 году, после того как консорциум получил контракт на проектирование в апреле 1957 года и контракт на строительство в феврале 1959 года. Стоимость строительства составила около 100 миллионов немецких марок.
В 1967 году реактор AVR был введен в эксплуатацию и начал подавать электроэнергию в национальную энергосистему. 31 декабря 1988 года реактор AVR был остановлен; за время своей работы он доказал осуществимость реактора с шаровыми твэлами. Карл Штраус сказал в 2016 году, что «установка в целом эксплуатировалась без каких-либо проблем». Средняя готовность составила 60,4%. AVR получал научную поддержку и эксплуатационные субсидии от Ядерного исследовательского центра Юлиха (KFA), но формально был независимым. С середины 1980-х годов тогдашний KFA сократил свои обязательства по дальнейшей разработке газоохлаждаемого высокотемпературного реактора.
Реактор с шаровой засыпкой AVR все еще демонтируется сегодня (см. его демонтаж и утилизация ). Сильное загрязнение активной зоны реактора радиоактивными частицами графитовой пыли оказалось особенно сложным. Это загрязнение было вызвано покрытием топливных таблеток из карбида кремния и пористого углерода, которое под воздействием высоких температур в активной зоне реактора дало утечку и выпустило радиоактивные продукты деления. Консорциум BBC и Krupp неверно рассчитал температуру в активной зоне реактора, которая оказалась на 300 К ниже. FZJ решила проблему, заполнив активную зону реактора вспененным легким бетоном, который связывает частицы пыли и стабилизирует активную зону реактора. Исследователь по безопасности Райнер Мурманн , который привлек внимание общественности к загрязнению графитовой пылью, был награжден премией Whistleblower Prize в 2011 году. Сразу после ядерной катастрофы на Фукусиме FZJ и AVR GmbH создали независимую экспертную группу для расследования истории реактора AVR и, в частности, для выпуска официального заявления по поводу публичных разоблачений Мурмана. [9]
Источник: [10]
В дополнение к исследованиям в области ядерной физики и ядерной энергии, вскоре после основания FZJ началась работа над новыми, неядерными темами и проектами, такими как исследования окружающей среды и исследования почв для сельского хозяйства. Одним из первых институтов, который был основан, был Институт биологии (отделение ботаники) 1 мая 1961 года. [11] Осенью 1961 года был создан Центральный институт прикладной математики (ZAM), объединивший математический институт с компьютерным центром, что было необычно в то время. [12] Исследования в области, которая сейчас известна как нейронаука, начались в 1964 году, когда был основан Институт ядерной медицины, и были разработаны радиоактивные индикаторы и использованы в методах визуализации. Другим приоритетом исследований было понимание твердых тел как основы для исследования и изменения свойств материалов, например, для новых материалов в энергетических исследованиях. В 1970 году был создан Институт исследований твердых тел. [13]
В последующие десятилетия Юлих расширил спектр своих исследовательских областей, включив в них науки о жизни, исследования в области энергетики и окружающей среды, материаловедение и информационные технологии. Институт биотехнологии был основан в 1977 году. В 1981 году была введена в эксплуатацию крупномасштабная установка TEXTOR. [14] Это был эксперимент Юлиха по термоядерному синтезу для исследования технологии ядерного термоядерного реактора в области взаимодействия плазмы со стенкой. Установка была выведена из эксплуатации в конце 2013 года. [15] В 1993 году был введен в эксплуатацию ускоритель частиц COSY. В 1984 году в ZAM был введен в эксплуатацию суперкомпьютер CRAY X-MP, один из самых быстрых компьютеров в мире. ZAM сыграл ключевую роль в создании первого национального суперкомпьютерного центра (HLRZ) в 1987 году. В 2007 году ZAM стал Юлихским суперкомпьютерным центром (JSC), который сегодня управляет мощным суперкомпьютером JUWELS и делает его доступным для европейских исследователей. [16]
Новая научная ориентация привела к смене названия, и в 1990 году появился "Forschungszentrum Jülich GmbH" (FZJ). Forschungszentrum Jülich является одним из основателей тогдашней Ассоциации национальных исследовательских центров (AGF, 1970), которая в 1995 году стала Ассоциацией немецких исследовательских центров имени Гельмгольца. [17] В 2004 году был основан Центр электронной микроскопии имени Эрнста Руски . Он оснащен просвечивающими электронными микроскопами . Исследования почвы и окружающей среды были взаимосвязаны с исследованиями климата. В 2001 году была открыта камера для моделирования атмосферы SAPHIR, а в 2014 году - экспериментальная установка PhyTec для растений. Сотрудничество с Рейнско-Вестфальским техническим университетом Ахена было консолидировано в 2007 году путем создания Исследовательского альянса Юлих-Аахен (JARA). [18] В 2011 году исследовательский центр Юлиха в партнерстве с университетами Аахена, Бонна, Кельна и Дюссельдорфа основал Центр биоэкономических наук (BioSc) как научный центр передового опыта в области устойчивой биоэкономики. [19] FZJ также тесно сотрудничает с университетами Бонна, Кельна и Аахена в рамках Geoverbund ABC/J. [20] В 2011 году в исследовательском центре Юлиха был создан Центр компетенции ESS. Он координирует вклад Германии в European Spallation Source (ESS) в Лунде, Швеция. [21]
Forschungszentrum Jülich — это общество с ограниченной ответственностью (GmbH) со следующими органами компании: собрание партнеров, наблюдательный совет и совет директоров. В собрание партнеров входят представители федерального правительства Германии и правительства земли Северный Рейн-Вестфалия. Председателем совета директоров является Вольфганг Марквардт, который занимает эту должность с 1 июля 2014 года. Другими членами совета директоров являются — по состоянию на октябрь 2021 года — Карстен Бенеке (заместитель председателя с 2011 года), Астрид Ламбрехт (с 2021 года) и Фрауке Мельхиор (с 2021 года). Комитетами FZJ являются Научно-консультативный совет и Научно-технический совет (WTR). [22]
Годовой бюджет Forschungszentrum Jülich в 2022 году составил около €948 млн. Из них 48% было институциональным финансированием от федерального правительства Германии и земли Северный Рейн-Вестфалия, а 52% — внешним финансированием. Внешнее финансирование включает международное (ЕС) и национальное (федеральное и земельное правительство, DFG и другие) проектное финансирование, НИОКР и инфраструктурные услуги (контракты), а также управление проектами от имени Федеративной Республики Германия и федеральной земли Северный Рейн-Вестфалия. [23]
В Forschungszentrum Jülich работает 6796 сотрудников (по состоянию на декабрь 2020 г.). Почти 2700 из них — ученые, а 850 из них — докторанты. Ученые работают в области естественных, биологических и инженерных наук в области информации, энергетики и биоэкономики. Около 867 человек работают в сфере администрации и обслуживания; 1380 человек работают в Project Management Jülich; и 500 сотрудников классифицируются как технические сотрудники. В FZJ также работают более 300 профессиональных стажеров и студентов, проходящих стажировку по 23 различным профессиям. В 2020 г. 672 приглашенных ученых из 62 стран проводили исследования в Юлихе. [24]
10 декабря 2007 года Петер Грюнберг из Исследовательского центра Юлиха был удостоен Нобелевской премии по физике вместе с Альбертом Фертом из Университета Париж-Юг во Франции. Двое ученых были удостоены награды за открытие гигантского магнитосопротивления , которое они сделали независимо друг от друга. [25] Это была первая Нобелевская премия для сотрудника Исследовательского центра Юлиха или Ассоциации Гельмгольца . В 1998 году Петер Грюнберг был награжден Немецкой премией будущего, а в 2007 году он и Альберт Ферт стали совместными лауреатами Японской премии, а также израильской премии Вольфа по физике. [26] Премия Вольфа по физике была также совместно присуждена в 2011 году Кнуту Урбану из Forschungszentrum Jülich, Максимилиану Хайдеру из CEOS GmbH, Гейдельберг, и Харальду Розе из Технического университета Дармштадта за их прорыв в электронной микроскопии. Они также получили японскую премию Honda в 2008 году за то же самое открытие. В 2002 году Мария-Регина Кула и Мартина Поль выиграли немецкую премию Future Prize за разработку биологических катализаторов. [27]
В 2020 году более 300 человек прошли обучение по 23 различным профессиям в Forschungszentrum Jülich. В сотрудничестве с RWTH Aachen University и Aachen University of Applied Sciences FZJ также предлагает двойные профессиональные и академические курсы. После успешной сдачи выпускных экзаменов стажерам предлагается шестимесячный трудовой договор по выбранной ими профессии. С момента основания Forschungszentrum Jülich более 5000 стажеров прошли обучение по более чем 25 различным профессиям. [28] [29]
В рамках совместной процедуры с федеральной землей Северный Рейн-Вестфалия директора институтов в Forschungszentrum Jülich назначаются профессорами в одном из соседних университетов (например, в Аахене, Бонне, Кельне, Дюссельдорфе, Бохуме, Дуйсбурге-Эссене, Мюнстере) в соответствии с «моделью Юлиха». В сотрудничестве с университетами создаются аспирантуры и исследовательские школы (например, Международная исследовательская школа Гельмгольца по биофизике и мягким веществам с университетами Кельна-Дюссельдорфа). Идея заключается в поддержке и поощрении междисциплинарного научного образования докторантов. [30] [31]
Научно-исследовательский центр Юлиха объединяет свою исследовательскую деятельность в трех междисциплинарных стратегических областях исследований: энергетика, информация и биоэкономика.
Ученые в области исследований информации изучают, как информация обрабатывается в биологических и технических системах. Они работают над моделированием и науками о данных в рамках высокопроизводительных вычислений (HPC) или суперкомпьютеров , исследованиями мозга и исследованиями в области информационных технологий на основе биоэлектроники и наноэлектроники с целью переноса результатов обработки биологической информации в технические системы. В области суперкомпьютеров Юлих разрабатывает и эксплуатирует собственные суперкомпьютеры (см. раздел об исследовательских инфраструктурах), которые могут использоваться для расчетов моделирования. Исследования мозга также опираются на эти возможности. Исследования мозга в Юлихе направлены на то, чтобы пролить свет на молекулярную и структурную организацию мозга, чтобы лучше понять такие заболевания, как болезнь Альцгеймера . Исследования проводятся в сотрудничестве с соседними университетскими больницами в Бонне, Кельне, Аахене и Дюссельдорфе. [32] [33]
Исследования в области квантовых технологий связаны с областью исследований информации. Это включает в себя работу над квантовыми компьютерами , компоненты, концепции и прототипы которых разрабатываются в Юлихе. [34] Forschungszentrum Jülich сотрудничал с Google в разработке квантового компьютера Sycamore , и он станет домом для первого универсального квантового компьютера, разработанного в Европе в рамках проекта OpenSuperQ. [35] [36] [37]
Исследования в Юлихе направлены на энергетическую систему, основанную на возобновляемых источниках энергии. Этой областью исследований в первую очередь занимается Институт исследований энергетики и климата (IEK). В IEK есть 14 субинститутов, которые сосредоточены на различных задачах в сотрудничестве с другими институтами. [38] Его исследовательские приоритеты включают фотоэлектричество , топливные элементы и водород в качестве энергоносителя, [39] исследования батарей и новых методов хранения энергии, а также процессов повышения эффективности ископаемой энергии . В контексте осуществимости энергетического перехода Forschungszentrum Jülich исследует и моделирует энергетические системы. [40] Благодаря своим материальным исследованиям институт также участвует в разработке ядерных термоядерных реакторов (таких как ITER и Wendelstein 7-X). [41] В области производства энергии путем ядерного деления (атомной энергии) FZJ в настоящее время проводит только исследования по утилизации ядерных отходов. [42] Два субинститута IEK занимаются атмосферными и климатическими исследованиями, уделяя особое внимание взаимодействию между деятельностью человека, качеством воздуха и климатом, а также совершенствованию климатических и атмосферных моделей в сотрудничестве с Юлихским суперкомпьютерным центром. [43] [44]
FZJ, с 265 штатными должностями (по состоянию на 2019 год), может похвастаться крупнейшим местом для исследования водородных технологий в рамках Ассоциации Гельмгольца. Исследования проводятся в области производства, преобразования и хранения (например, в жидких средах, жидких органических носителях водорода) водорода, а также в области инфраструктуры водородной экономики . [45] [46]
Биоэкономика — это экономическая система, основанная на устойчивом использовании биологических ресурсов, включая растения , животных и микроорганизмы . Утверждается, что биоэкономика станет необходимой из-за конечной природы запасов нефти, на которых основаны многие промышленные и повседневные продукты, антропогенного изменения климата и продолжающегося роста населения мира. В области устойчивой биоэкономики FZJ концентрируется на переходе от экономики, основанной на нефти, к биоэкономике. [47] Это исследование проводится в области биотехнологии в попытке использовать возобновляемое сырье для биотехнологического производства промышленно или фармацевтически значимых базовых материалов. Исследования растений сосредоточены на оптимизации урожайности и возможности использования растений в качестве топлива. Третье направление исследований в FZJ сосредоточено на химических и физических процессах в почве. [48]
Регион добычи лигнита Рейнланд, где находится FZJ, претерпевает важные структурные изменения из-за поэтапного отказа от угля. Правительство земли Северный Рейн-Вестфалия стремится превратить регион в европейский образцовый регион по энергоснабжению и ресурсной безопасности. [49] С помощью своих исследовательских проектов FZJ будет поддерживать успешную трансформацию региона Рейнланд. Эти проекты включают выращивание новых растений, устойчивое сельское хозяйство и водородную экономику, а также сотрудничество между областью информации и промышленностью, например, в области искусственного интеллекта или анализа данных. Цель состоит в том, чтобы создать преимущество местоположения для инновационных предприятий. [50] [51]
Forschungszentrum Jülich управляет многочисленными исследовательскими инфраструктурами, [52] которые доступны внутренним и внешним пользователям. FZJ координирует и участвует в нескольких исследовательских инфраструктурах в дорожной карте ESFRI, которая определяет стратегически важные объекты и платформы в ЕС. Примерами являются нейробиологическая цифровая платформа EBRAINS, [53] [54] проект EMPHASIS по фенотипированию растений, [55] координация европейской суперкомпьютерной сети PRACE, [56] и сотрудничество IAGOS по исследованию атмосферы Земли с использованием приборов на коммерческих самолетах. [57] Центр Эрнста Руска 2.0 для сверхвысокоразрешающей электронной микроскопии и немецкий вклад в Европейскую инфраструктуру исследований аэрозолей, облаков и следовых газов (ACTRIS-D) [58] являются частью Национальной дорожной карты Германии с 2019 года. В этой дорожной карте Федеральное министерство образования и исследований Германии (BMBF) отдает приоритет инфраструктурным проектам, которые важны с точки зрения стратегии и исследовательской политики.
Helmholtz Nano Facility (HNF) — это предприятие с большой (1100 м2 ) чистой комнатой, классифицированной по ISO 1–3. HNF — это центральная технологическая платформа для производства наноструктур и схем в рамках Helmholtz Association. Работа в HNF сосредоточена на зеленых микрочипах/вычислениях, квантовых вычислениях, нейроморфных вычислениях, биоэлектронике и микрофлюидике. [59]
Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons (ER-C) был выбран Федеральным министерством образования и исследований Германии (BMBF) в качестве национальной исследовательской инфраструктуры для сверхвысокоразрешающей электронной микроскопии. Электронно-оптические приборы в ER-C также могут использоваться внешними учеными и предприятиями. Они позволяют исследовать структуры на атомном и молекулярном уровне. Электронный микроскоп PICO может быть использован для этой работы, поскольку он может корректировать ошибки линз сферической и хроматической аберрации. [60]
В 20-метровой камере SAPHIR (Моделирование атмосферной фотохимии в большой реакционной камере) Института энергетики и климатических исследований – тропосферы (ИЭК-8) изучаются фотохимические реакции в атмосфере Земли .
Центр фенотипирования растений в Юлихе (JPPC) является ведущим международным институтом по разработке и применению неинвазивных методов количественной оценки структуры и функций растений. В JPPC разрабатываются технологии и анализируются признаки растений на механистическом уровне в условиях высокой пропускной способности и в полевых условиях. [62]
Центр суперкомпьютеров в Юлихе в исследовательском центре Юлиха управляет суперкомпьютерами высочайшего класса производительности и возник из первого немецкого центра высокопроизводительных вычислений (HLRZ), который был основан в Юлихе в 1987 году. В 2003 году для суперкомпьютеров был построен машинный зал площадью 1000 м2 рядом с центром суперкомпьютеров в Юлихе. JSC объединил усилия с центром высокопроизводительных вычислений в Штутгарте (HLRS) и центром суперкомпьютеров Лейбница (LRZ) в Гархинге недалеко от Мюнхена, чтобы сформировать центр суперкомпьютеров Gauss (GCS), который объединяет три самых мощных вычислительных центра под одной крышей. [63] Кроме того, JSC координирует развитие европейской сети суперкомпьютеров PRACE. JSC возглавляет физик и ученый-компьютерщик Томас Липперт. [64] [65]
Суперкомпьютер JURECA заменил JUROPA в 2015 году и был расширен за счет включения модуля-ускорителя на базе GPU в 2017 году. Это сделало JURECA первым в мире суперкомпьютером с модульной архитектурой, введенным в продуктивную эксплуатацию. С производительностью компьютера 3,78 петафлоп/с система заняла 29-е место в списке TOP500 по состоянию на ноябрь 2017 года. В период с осени 2020 года по начало 2021 года кластерный модуль JURECA был заменен модулем JURECA-DC, который предназначен для обработки больших объемов данных и увеличил пиковую производительность системы до 23,5 петафлоп/с. [66]
.jpg/1280px-J%C3%BClich_Wizard_for_European_Leadership_Science_(JUWELS).jpg)
Суперкомпьютер JUWELS (Jülich Wizard for European Leadership Science) был введен в эксплуатацию в 2018 году и был расширен в 2020 году за счет включения модуля-ускорителя на базе графического процессора. Объединенные модули кластера и ускорителя имеют теоретическую пиковую производительность 85 квадриллионов операций с плавающей точкой в секунду (85 петафлоп/с), что сделало JUWELS самым мощным суперкомпьютером в Европе и 7-м по мощности в мире, когда ускоритель дебютировал в списке TOP500 в ноябре 2000 года . [67] Кроме того, модуль-ускоритель JUWELS был самой энергоэффективной системой из десяти самых мощных компьютеров в мире, когда он был представлен.
В рамках EuroHPC JU в суперкомпьютерном центре Юлиха будет размещен суперкомпьютер JUPITER (Joint Undertaking Pioneer for Innovative and Transformative Exascale Research), который должен стать первым суперкомпьютером exascale в Европе. Установка машины запланирована на 2024 год, и она должна превзойти порог в один квинтиллион («1» с 18 нулями) вычислений в секунду. [68]
Институт нейронаук и медицины (INM) разрабатывает и применяет методы медицинской визуализации с использованием МРТ и ПЭТ для клинических приложений и для исследования неврологических, нейропсихологических и психологических проблем. Оборудование в INM включает комбинированный томограф МРТ ПЭТ на 3 Тесла и 9,4 Тесла, а также системы МРТ на 7 Тесла, 4 Тесла и 3 Тесла. [69]
Forschungszentrum Jülich является национальным центром компетенции по рассеянию нейтронов . [70] Центр нейтронной науки в Юлихе (JCNS), который управляет приборами на различных источниках нейтронов по всему миру, был основан в 2006 году — за несколько месяцев до вывода из эксплуатации первоначального источника нейтронов (исследовательский реактор FRJ-2 в Юлихе). Шесть важнейших приборов были перемещены из FRJ-2 в FRM II; там же были собраны новые приборы. Кроме того, JCNS имеет филиалы в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL) в Гренобле и в источнике нейтронов Spallation (SNS) в Ок-Ридже . [2] JCNS также планирует управлять приборами на европейском источнике нейтронов Spallation (ESS), который в настоящее время строится в Лунде, Швеция, а также на будущих источниках нейтронов с высокой яркостью, управляемых ускорителем. Инструменты будут доступны широкому кругу пользователей, например, для проведения исследований энергетических материалов и активных ингредиентов для лекарств или для анализа белковых структур и магнитных материалов. [71]
Синхротрон COSY Cooler представляет собой ускоритель частиц ( синхротрон ) и накопительное кольцо (окружность: 184 м) для ускорения протонов и дейтронов, эксплуатируемый Институтом ядерной физики (IKP) в FZJ. [72]
COSY характеризуется охлаждением пучка, которое уменьшает отклонение частиц от их заданного пути (также может пониматься как тепловое движение частиц) с помощью электронного или стохастического охлаждения. В COSY имеется ряд экспериментальных установок для исследований в области физики адронов . В настоящее время исследования сосредоточены на изучении электрического дипольного момента протонов, тестировании компонентов и методов для планируемого объекта исследований антипротонов и ионов , а также на подготовительных экспериментах по созданию источника нейтронов на основе ускорителя. Предыдущие основные эксперименты, такие как магнитный спектрометр ANKE, времяпролетный масс-спектрометр TOF и универсальный детектор WASA , который был перемещен в COSY из накопительного кольца CELSIUS лаборатории Сведберга (TSL) в Уппсале, были выведены из эксплуатации и в основном демонтированы. [73] Синхротрон используется учеными из немецких и международных исследовательских институтов на внутренних и внешних целевых станциях. Это один из исследовательских центров, используемых для совместных исследований, финансируемых Федеральным министерством образования и исследований Германии .
EBRAINS — это цифровая европейская исследовательская инфраструктура, созданная в рамках финансируемого ЕС проекта Human Brain Project (HBP). Forschungszentrum Jülich поддерживает инфраструктуру, предоставляя вычислительные мощности для моделирования и анализа больших данных. Целью является дальнейшее исследование мозга и применение научных открытий в этой области к инновациям, вдохновленным мозгом в вычислительной технике, медицине и промышленности. [53]
Европейская инфраструктура для многомасштабной феномики растений и моделирования для обеспечения продовольственной безопасности в условиях изменяющегося климата (EMPHASIS) — это общеевропейская распределенная инфраструктура для фенотипирования растений. Целью этой платформы ЕС, которую координирует исследовательский центр Jülich, является анализ и количественная оценка внешних характеристик растений («фенотип»), таких как архитектура корней или количество листьев. EMPHASIS объединяет информационные системы с получением данных с использованием математических моделей и помогает ученым анализировать растения для устойчивого европейского сельского хозяйства в различных средах с целью обеспечения более эффективного производства растений в условиях изменяющегося климата. ЕС выделил 4 миллиона евро на финансирование создания платформы. [55]
Биомолекулярный ЯМР-центр является результатом сотрудничества Института биологической обработки информации – структурной биохимии в исследовательском центре Юлиха и Института физической биологии в HHU Дюссельдорфа. Он использует различные высокопольные ЯМР-спектрометры для жидкостной и твердотельной ЯМР-спектроскопии для исследования биологически и медицински значимых белков с целью определения, например, трехмерной структуры с высоким разрешением. Эта технология также используется для исследования структурной основы сродства и специфичности этих макромолекул во взаимодействиях белок-лиганд. [74]
Биомолекулярный ЯМР-центр имеет один ЯМР-спектрометр 900 МГц для ЯМР-спектроскопии жидкого состояния, один ЯМР-спектрометр 800 МГц для ЯМР-спектроскопии жидкого и твердого состояния, устройство 700 МГц для ЯМР-спектроскопии жидкого состояния, два устройства 600 МГц для ЯМР-спектроскопии жидкого состояния и еще один ЯМР-спектрометр 600 МГц для ЯМР-спектроскопии твердого состояния. Новое устройство ЯМР 600 МГц с DNP-усилением было установлено в 2014 году.
Мембранный центр в исследовательском центре Юлих (около 1550 м 2 ) предоставляет исследовательскую инфраструктуру для разработки мембранных систем, охватывающую весь спектр услуг от производства необходимых материалов и характеризации с использованием аналитических приборов до тестирования модулей и компонентов. Приоритетом является разработка новых мембранных систем для энергетических технологий с целью отделения парниковых газов от выхлопных газов и обеспечения основы для новых топливных элементов и твердотельных батарей. [75]
Forschungszentrum Jülich имеет решетчатую стальную мачту (высотой 124 метра) для метеорологических измерений. Она оборудована платформами на высоте 10 м, 20 м, 30 м, 50 м, 80 м, 100 м и 120 м, на которых размещены измерительные приборы. Измерительная мачта была возведена в 1963/4 и представляет собой треугольную стальную каркасную конструкцию.
Массово-параллельный суперкомпьютер IBM p690 кластер Jump был введен в эксплуатацию в начале 2004 года. С 1312 процессорами Power4+ 2C 1,7 ГГц (41 узел, каждый с 32 процессорами) и внутренней памятью 5 терабайт (128 гигабайт на узел) компьютер имел максимальную производительность 5,6 терафлоп/с. Он занимал 30-е место в списке самых мощных компьютеров мира на момент своего открытия. Узлы были соединены друг с другом высокопроизводительным коммутатором (HPS). Через глобально параллельную систему данных приложения имели доступ к более чем 60 терабайтам дискового пространства и интегрированному ленточному накопителю емкостью один петабайт. Кластер IBM p690 Jump работал на операционной системе AIX 5.1. В 2008 году система была временно заменена на IBM Power6 p6 575 до начала работы JuRoPA.
JUBL был представлен в 2006 году и считается предшественником JUGENE. Он был выведен из эксплуатации после успешной установки JUGENE в середине 2008 года.
22 февраля 2008 года был введен в эксплуатацию массивно-параллельный суперкомпьютер JUGENE, основанный на архитектуре BlueGene /P компании IBM. Временами он был самым быстрым компьютером в Европе и самым быстрым гражданским компьютером в мире. В 2012 году его заменил JUQUEEN .
26 мая 2009 года два компьютера HPC-FF и JuRoPA были введены в эксплуатацию. Два компьютера могли быть подключены для выполнения определенных задач, и вместе они достигли производительности 274,8 терафлоп/с с Linpack, что поставило их на десятое место в мире. Операционная система — SUSE Linux Enterprise Server . Это означало, что в 2009 году фактически работали три компьютера. Оба компьютера были выведены из эксплуатации в июне 2015 года и заменены на JURECA.
Суперкомпьютер, известный как JUQUEEN, был введен в эксплуатацию в 2012 году. Его пиковая производительность составляет 5,9 петафлоп/с, и на момент его запуска он был самым быстрым суперкомпьютером в Европе.
Эрнст-Руска-Центр микроскопии и спектроскопии с электронами (ER-C): [76]
Институт перспективного моделирования (IAS): [79]
Институт Био- и Геонаук (ИБГ): [80]
Институт обработки биологической информации (IBI): [81]
Институт исследований энергетики и климата (IEK): [82]
Институт нейронауки и медицины (ИНМ): [83]
Институт устойчивой водородной экономики (INW) [84]
Юлихский центр нейтронной науки (JCNS): [85]
Институт ядерной физики (ИКП): [86]
Институт Петера Грюнберга (PGI): [87]
Центральный институт инженерии, электроники и аналитики (ZEA): [88]
Forschungszentrum Jülich расположен в центре леса Штеттерних в Юлихе ( округ Дюрен , Северный Рейн-Вестфалия) и занимает площадь 2,2 квадратных километра. Он расположен примерно в 4 км к юго-востоку от Юлиха, примерно в 30 км к северо-востоку от Аахена и в 45 км к западу от Кельна . Некоторые из объектов Forschungszentrum Jülich находятся не на территории кампуса, а примерно в 1 км к западу от кампуса на территории бывшей федеральной железнодорожной ремонтной мастерской (BAW).
В дополнение к научным институтам и крупным объектам, Forschungszentrum Jülich имеет несколько инфраструктурных подразделений и центральных институтов, включая, например, заводскую пожарную бригаду, которая работает круглосуточно и готова защищать людей, имущество, животных и природу в Forschungszentrum Jülich и вокруг него. Цель работы медицинской службы — обеспечить здоровые условия труда в Forschungszentrum Jülich. Предлагаемые услуги варьируются от охраны труда и техники безопасности до неотложной медицинской помощи и психосоциального консультирования. [89]
На территории кампуса Государственный институт охраны труда (LAfA) для Северного Рейна-Вестфалии управляет государственным центром сбора радиоактивных отходов для Северного Рейна-Вестфалии и Нижней Саксонии. Этот центр сбора принимает радиоактивные отходы из исследовательского центра Юлиха, а также другие (низкоактивные) радиоактивные отходы из двух вышеупомянутых федеральных земель.
С 1979 года в исследовательском центре Юлиха имеется собственная железнодорожная ветка для грузовых перевозок, которая представляет собой тупиковую ветку на территории кампуса.
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )50°54′18″с.ш. 6°24′43″в.д. / 50,90500°с.ш. 6,41194°в.д. / 50,90500; 6,41194