Forschungszentrum Jülich ( FZJ ) – национальное исследовательское учреждение, которое проводит междисциплинарные исследования в области энергетики , информации и биоэкономики . Он управляет широким спектром исследовательской инфраструктуры, такой как суперкомпьютеры , камера моделирования атмосферы, электронные микроскопы , ускоритель частиц , чистые помещения для нанотехнологий и многое другое. Текущие приоритеты исследований включают структурные изменения в буроугольном регионе Рейнланд , водород и квантовые технологии . [1] Являясь членом Ассоциации Гельмгольца , в которой работает около 6800 сотрудников в десяти институтах и 80 субинститутах, [2] Юлих является одним из крупнейших 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, в том числе восемь площадок на европейских и международных источниках нейтронного и синхротронного излучения, два совместных института с Мюнстерским университетом , Университетом Фридриха-Александра Эрланген-Нюрнберг (FAU) и Центром Гельмгольца в Берлине (HZB). ), а также три офиса Project Management Jülich (PtJ) в городах Бонн , Росток и Берлин . [2] Юлих тесно сотрудничает с RWTH Ахенским университетом в рамках Исследовательского альянса Юлиха Ахена (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 Центр ядерных исследований 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 «центра атомных исследований». Таким образом, было создано Общество содействия ядерно-физическим исследованиям (GFKF) как зарегистрированная ассоциация (e.V.). Его основателем считается статс-секретарь Лео Брандт (Министерство экономики и транспорта федеральной земли Северный Рейн-Вестфалия). Рассматривалось несколько мест, но решение было принято в пользу леса Штеттерних в тогдашнем районе Юлиха. Общество содействия ядерно-физическим исследованиям (GFKF) было переименовано в Центр ядерных исследований Юлиха (или сокращенно KFA, что было взято из немецкого). Семь лет спустя оно было преобразовано в общество с ограниченной ответственностью (GmbH), а в 1990 году оно получило название Forschungszentrum Jülich GmbH. Партнерами Forschungszentrum Jülich 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 вступили в эксплуатацию в 1962 году. Исследовательский реактор FRJ-1 был выведен из эксплуатации в 1985 году и полностью демонтирован в период с 2000 по 2000 гг. 2008. Исследовательский реактор FRJ-2 был реактором класса DIDO и использовался для экспериментов по рассеянию нейтронов. Его эксплуатировало Управление центральных исследовательских реакторов (ZFR). FRJ-2 был самым мощным источником нейтронов в Германии до тех пор, пока не был введен в эксплуатацию исследовательский источник нейтронов Хайнца Майера-Лейбница в Гархинге (FRM II). FRJ-2 в основном использовался для проведения экспериментов по рассеянию и спектроскопии конденсированного состояния. Он действовал с 14 ноября 1962 года по 2 мая 2006 года. В 2006 году был основан Юлихский центр нейтронной науки (JCNS), что отражает роль Forschungszentrum Jülich как национального центра компетенции в области рассеяния нейтронов. Шесть наиболее важных инструментов были перенесены из FRJ-2 в FRM II; Там же собирали новые инструменты. [6] [7] [8]
В 1956 году была сформирована группа интересов по подготовке строительства реактора АВР . В 1959 году она стала Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor GmbH (AVR GmbH) — консорциумом из 15 местных поставщиков электроэнергии, возглавляемым муниципальными коммунальными предприятиями Дюссельдорфа (Stadtwerke Düsseldorf) в качестве владельца и оператора (в число других партнеров входили муниципальные коммунальные предприятия в Ахене, Бонне, Бремен, Хаген, Ганновер, Мюнхен и Вупперталь). Целью было продемонстрировать возможность и работоспособность высокотемпературного реактора с графитовым замедлителем и газовым охлаждением 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 была в районе в размере 100 миллионов немецких марок.
В 1967 году реактор АВР был введен в эксплуатацию и начал подавать электроэнергию в национальную энергосистему. 31 декабря 1988 г. реактор АВР был остановлен; За время своей работы он доказал возможность создания реактора с галечным слоем. В 2016 году Карл Штраус заявил, что «объект в целом работал без проблем». Средняя доступность составила 60,4%. AVR получала научную поддержку и эксплуатационные субсидии от Центра ядерных исследований Юлиха (KFA), но формально была независимой. С середины 1980-х годов тогдашнее KFA сократило свои обязательства по дальнейшему развитию высокотемпературного реактора с газовым охлаждением.
Реактор с галечным слоем АВР и сегодня демонтируется (см. его демонтаж и утилизация ). Серьезное загрязнение активной зоны реактора частицами радиоактивной графитовой пыли оказалось особенно трудным. Это загрязнение было вызвано покрытием топливных таблеток из карбида кремния и пористого углерода, которые под воздействием высоких температур в активной зоне реактора просачивались и выделяли радиоактивные продукты деления. Строительный консорциум BBC и Krupp ошибочно рассчитал температуру в активной зоне реактора как на 300 К ниже. FZJ решила проблему, заполнив активную зону реактора легким пенобетоном, который связывает частицы пыли и стабилизирует активную зону реактора. Исследователь безопасности Райнер Мурманн , который привлек внимание общественности к загрязнению графитовой пылью, был удостоен Премии информатора в 2011 году. Сразу после ядерной катастрофы на Фукусиме компании FZJ и AVR GmbH создали независимую экспертную группу для расследования истории реактора AVR, а в в частности, выпустить официальное заявление по поводу публичных разоблачений Мурманна. [9]
Источник: [10]
Помимо исследований 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, основанных 1 мая 1961 года, был Институт биологии (отделение ботаники). [11] Осенью 1961 года был создан Центральный институт прикладной математики (ЦАМ), объединивший математический институт с вычислительным центром. что было необычно для того времени. [12] Исследования в области того, что сейчас известно как нейробиология, начались в 1964 году, когда был основан Институт ядерной медицины и были разработаны радиофармпрепараты, которые использовались в методах визуализации. Другим приоритетом исследований было понимание твердого состояния как основы для исследования и модификации свойств материалов, например, для новых материалов в энергетических исследованиях. В 1970 году был создан Институт исследований твердого тела. [13]
В последующие десятилетия Юлих расширил спектр своих исследовательских областей, включив в него науки о жизни, энергетику и экологические исследования, материаловедение и информационные технологии. Институт биотехнологии основан в 1977 году. В 1981 году введена в эксплуатацию крупномасштабная установка «ТЕКСТОР». [14] Это был эксперимент Юлиха по изучению технологии термоядерного реактора в области взаимодействия плазмы со стенкой. Установка была выведена из эксплуатации в конце 2013 года. [15] В 1993 году ускоритель частиц COSY вступил в эксплуатацию. В 1984 году в ZAM был открыт 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 (АО), который сегодня управляет мощным суперкомпьютером JUWELS и предоставляет его европейским исследователям. [16]
Новая научная ориентация привела к смене названия, и в 1990 году возник «Forschungszentrum Jülich GmbH» (FZJ). Forschungszentrum Jülich является одним из основателей тогдашней Ассоциации национальных исследовательских центров (AGF, 1970), которая стала Ассоциацией Гельмгольца Немецкие исследовательские центры в 1995 году. [17] В 2004 году был основан Эрнст Руска-Центр электронной микроскопии. Он оснащен просвечивающими электронными микроскопами . Исследования почвы и окружающей среды были взаимосвязаны с исследованиями климата. В 2001 году была открыта камера моделирования атмосферы SAPHIR, а в 2014 году — экспериментальная установка PhyTec для растений. Сотрудничество с RWTH Ахенским университетом было консолидировано в 2007 году путем создания Исследовательского альянса Юлиха Аахена (JARA). [18] В 2011 году Forschungszentrum Jülich в партнерстве с университетами Ахена, Бонна, Кельна и Дюссельдорфа основал Научный центр биоэкономики (BioSc) как передовой научный центр 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 Форшунгсцентре Юлиха был создан Центр компетенции ESS. Он координирует вклад Германии в Европейский источник расщепления (ESS) в Лунде, Швеция. [21]
Forschungszentrum Jülich является обществом с ограниченной ответственностью (GmbH) со следующими органами общества: собрание партнеров, наблюдательный совет и совет директоров. В состав собрания партнеров входят представители федерального правительства Германии и правительства земли Северный Рейн-Вестфалия. Председателем совета директоров является Вольфганг Марквардт, занимающий 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 октября 2011 года). 2021 г.) и Фрауке Мельхиор (с 2021 г.). Комитетами FZJ являются Научно-консультативный совет и Научно-технический совет (WTR). [22]
Годовой бюджет Forschungszentrum Jülich в 2022 году составлял примерно 948 миллионов евро. Из них 48% составляло институциональное финансирование со стороны федерального правительства Германии и земли Северный Рейн-Вестфалия, а 52% - внешнее финансирование. Внешнее финансирование включает международное (ЕС) и национальное (федеральное правительство и правительство земель, DFG и др.) финансирование проектов, НИОКР и инфраструктурные услуги (контракты), а также управление проектами от имени Федеративной Республики Германия и федеральной земли Север. Рейн-Вестфалия. [23]
В Forschungszentrum Jülich работает 6796 сотрудников (по состоянию на декабрь 2020 г.). Почти 2700 из этих сотрудников — ученые, из них 850 — доктора наук. Ученые работают в области естественных, биологических и инженерных наук в области информации, энергетики и биоэкономики. В сфере управления и обслуживания работает около 867 человек; В Project Management Jülich работают 1380 человек; и 500 сотрудников относятся к техническим работникам. В FZJ также обучаются более 300 профессиональных стажеров и студентов по 23 различным профессиям. В 2020 году в Юлихе исследования проводили 672 приглашенных ученых из 62 стран. [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 учёных были удостоены чести за открытие гигантского магнитосопротивления , которое они сделали независимо друг от друга. [25] Это была первая Нобелевская премия для сотрудника Forschungszentrum Jülich или Ассоциации Гельмгольца . В 1998 году Петер Грюнберг был награжден Германской 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 присуждена в 2011 году Кнуту Урбану из исследовательского центра Юлиха, Максимилиану Хайдеру из CEOS GmbH, Гейдельберг, и Харальду Роузу из Технического университета Дармштадта за прорыв в электронной микроскопии. За то же открытие они также получили японскую премию Honda Prize в 2008 году. В 2002 году Мария-Регина Кула и Мартина Пол выиграли Германскую премию будущего за разработку биологических катализаторов. [27]
В 2020 году в Forschungszentrum Jülich прошли обучение более 300 человек по 23 различным профессиям. В сотрудничестве с RWTH Ахенским университетом и Ахенским университетом прикладных наук FZJ также предлагает двойные профессиональные и академические курсы. После успешной сдачи выпускных экзаменов стажерам предлагается шестимесячный трудовой договор по выбранной профессии. С момента основания Forschungszentrum Jülich более 5000 слушателей прошли обучение по более чем 25 различным профессиям. [28] [29]
В рамках совместной процедуры с федеральной землей Северный Рейн-Вестфалия директора институтов Forschungszentrum Jülich назначаются профессорами одного из соседних университетов (например, в Аахене, Бонне, Кельне, Дюссельдорфе, Бохуме, Дуйсбург-Эссене, Мюнстере) в соответствии с с «моделью Юлиха». В сотрудничестве с университетами создаются аспирантура и исследовательские школы (например, Международная исследовательская школа биофизики и мягкого вещества имени Гельмгольца при университетах Кёльна и Дюссельдорфа). Идея, лежащая в основе этого, заключается в поддержке и поощрении междисциплинарного научного образования докторантов. [30] [31]
Forschungszentrum Jülich группирует свою исследовательскую деятельность в три междисциплинарные стратегические области исследований: энергетика, информация и биоэкономика.
Ученые в области исследования информации исследуют, как информация обрабатывается в биологических и технических системах. Они работают над моделированием и наукой о данных в рамках высокопроизводительных вычислений (HPC) или суперкомпьютеров , исследованиями мозга и исследованиями информационных технологий на основе биоэлектроники и наноэлектроники с целью передачи результатов обработки биологической информации в технические системы. В области суперкомпьютеров Юлих разрабатывает и эксплуатирует собственные суперкомпьютеры (см. раздел об исследовательских инфраструктурах), которые можно использовать для имитационных расчетов. 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 Бонна, Кельна, Аахена и Дюссельдорфа. [32] [33]
Исследования квантовых технологий связаны с областью исследований информации. Сюда входит работа над квантовыми компьютерами , компоненты, концепции и прототипы которых разрабатываются в Юлихе. [34] Forschungszentrum Jülich сотрудничал с Google в разработке квантового компьютера Sycamore , и здесь будет находиться первый универсальный квантовый компьютер, разработанный в Европе в рамках проекта OpenSuperQ. [35] [36] [37]
Исследования Юлиха направлены на создание энергетической системы, основанной на возобновляемых источниках энергии. Эта область исследований в основном охватывается Институтом энергетических и климатических исследований (IEK). В состав ИЭК входят 14 субинститутов, которые решают различные задачи в сотрудничестве с другими институтами. [38] Его исследовательские приоритеты включают фотоэлектрическую энергетику , топливные элементы и водород в качестве энергоносителя, [39] исследования в области батарей и новых методов хранения энергии, а также процессов повышения эффективности ископаемой энергии . В контексте возможности энергетического перехода Forschungszentrum Jülich исследует и моделирует энергетические системы. [40] Помимо исследований материалов, институт также участвует в разработке термоядерных реакторов (таких как ИТЭР и Вендельштейн 7-X). [41] В области производства энергии посредством ядерного деления (атомной энергии) FZJ сейчас проводит только исследования по утилизации ядерных отходов. [42] Два субинститута IEK участвуют в исследованиях атмосферы и климата, уделяя особое внимание взаимодействию между деятельностью человека, качеством воздуха и климатом, а также совершенствованию моделей климата и атмосферы в сотрудничестве с Юлихским суперкомпьютерным центром. [43] [44]
FZJ, имеющий 265 штатных должностей (по состоянию на 2019 год), может похвастаться крупнейшей площадкой по исследованию водородных технологий в рамках Ассоциации Гельмгольца. Проводятся исследования в области производства, переработки и хранения (например, в жидких средах, жидких органических носителях водорода) водорода, а также 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 ограниченности запасов нефти, на которых базируются многие промышленные и бытовые 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 с целью использования возобновляемого сырья для биотехнологического производства промышленно или фармацевтически значимых базовых материалов. Исследования растений направлены на оптимизацию урожайности сельскохозяйственных культур и возможности использования растений в качестве топлива. Третье направление исследований FZJ сосредоточено на химических и физических процессах в почве. [48]
В регионе добычи бурого угля Рейнланд, где расположен FZJ, происходят важные структурные изменения в связи с поэтапным отказом от угля. Правительство земли Северный Рейн-Вестфалия стремится превратить регион в европейский модельный регион энергоснабжения и ресурсной безопасности. [49] Посредством своих исследовательских проектов FZJ будет поддерживать успешную трансформацию Рейнской области. Эти проекты включают выращивание новых растений, устойчивое сельское хозяйство и водородную экономику, а также сотрудничество между сферой информации и промышленностью, например, в области искусственного интеллекта или анализа данных. Целью является создание географических преимуществ 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 рамках Дорожной карты ESFRI, которая определяет стратегически важные объекты и платформы в ЕС. Примеры включают нейробиологическую цифровую платформу EBRAINS, [53] [54] проект EMPHASIS по фенотипированию растений, [55] координацию европейской суперкомпьютерной сети PRACE, [56] и сотрудничество IAGOS по исследованию атмосферы Земли с использованием коммерческих инструментов. самолет. [57] Центр Эрнста Руска 2.0 для электронной микроскопии сверхвысокого разрешения и вклад Германии в Европейскую инфраструктуру исследования аэрозолей, облаков и газовых примесей (ACTRIS-D) [58] являются частью Национальной дорожной карты Германии с 2019 года. «Дорожная карта» Федерального министерства образования и исследований Германии (BMBF) отдает приоритет инфраструктурным проектам, важным с точки зрения стратегии и исследовательской политики.
Наноустановка имени Гельмгольца (HNF) представляет собой объект с большой (1100 м 2 ) чистой комнатой, соответствующей классу ISO 1–3. HNF — это центральная технологическая платформа для производства наноструктур и схем в рамках Ассоциации Гельмгольца. Работа в HNF сосредоточена на экологических микрочипах/вычислениях, квантовых вычислениях, нейроморфных вычислениях, биоэлектронике и микрофлюидике. [59]
Центр микроскопии и электронной спектроскопии Эрнста Руски ( ER-C) был выбран Федеральным министерством образования и исследований Германии (BMBF) в качестве национальной исследовательской инфраструктуры для электронной микроскопии сверхвысокого разрешения. Электронно-оптические приборы ER-C могут также использовать сторонние ученые и предприятия. Они позволяют исследовать структуры на атомном и молекулярном уровне. Для этой работы можно использовать электронный микроскоп PICO, поскольку он позволяет корректировать ошибки объектива, связанные со сферической и хроматической аберрацией. [60]
В 20-метровой камере SAPHIR (Моделирование атмосферной фотохимии в большой реакционной камере) Институт энергетических и климатических исследований – Тропосфера (ИЭК-8) исследует фотохимические реакции в атмосфере Земли .
Юлихский центр фенотипирования растений (JPPC) — ведущее международное учреждение по разработке и применению неинвазивных методов количественной оценки структуры и функций растений. В JPPC разрабатываются технологии и анализируются свойства растений на механистическом уровне в условиях высокой производительности и полевых условиях. [62]
Суперкомпьютерный центр Юлиха в Forschungszentrum Jülich управляет суперкомпьютерами высочайшего класса производительности и возник на базе первого немецкого высокопроизводительного вычислительного центра (HLRZ), основанного в Юлихе в 1987 году. В 2003 году для него был построен машинный зал площадью 1000 м 2 . суперкомпьютеры рядом с Юлихским суперкомпьютерным центром. АО объединило усилия с Центром высокопроизводительных вычислений Штутгарта (HLRS) и Суперкомпьютерным центром Лейбница (LRZ) в Гархинге под Мюнхеном, чтобы сформировать Центр суперкомпьютеров Гаусса (GCS), объединяющий под одной крышей три самых мощных вычислительных центра. [63] Кроме того, АО координирует развитие европейской суперкомпьютерной сети PRACE. АО возглавляет физик и ученый-компьютерщик Томас Липперт. [64] [65]
Суперкомпьютер JURECA заменил JUROPA в 2015 году и был расширен за счет включения бустерного модуля на базе графического процессора в 2017 году. Это сделало JURECA первым в мире суперкомпьютером с модульной архитектурой, введенным в продуктивную эксплуатацию. При производительности компьютера 3,78 петафлопс/с система заняла 29-е место в списке TOP500 за ноябрь 2017 года. С осени 2020 года по начало 2021 года кластерный модуль JURECA был заменен модулем JURECA-DC, который предназначен для обработки больших объемов данных. объемов данных и увеличил пиковую производительность системы до 23,5 петафлопс/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, а в 2020 году был расширен за счет включения бустерного модуля на базе графического процессора. Комбинированные модули кластера и усилителя имеют теоретическую пиковую производительность 85 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду (85 петафлопс/с), что сделало JUWELS самым мощным суперкомпьютером в Европе и седьмым по мощности в мире на момент дебюта усилителя в ноябре. Список ТОП500 2000 года . [67] Кроме того, на момент своего появления бустерный модуль JUWELS был самой энергоэффективной системой из десяти самых мощных компьютеров в мире.
В рамках EuroHPC JU в Юлихском суперкомпьютерном центре будет размещен суперкомпьютер JUPITER (совместное предприятие по инновационным и преобразующим экзафлопсным исследованиям), который должен стать первым экзафлопсным суперкомпьютером в Европе. Машина будет установлена в 2024 году и должна превзойти порог в один квинтиллион («1» с последующими 18 нулями) вычислений в секунду. [68]
Институт нейронаук и медицины (INM) разрабатывает и применяет методы медицинской визуализации с использованием МРТ и ПЭТ для клинических применений, а также для исследования неврологических, нейропсихологических и психологических проблем. Оборудование в INM включает в себя комбинированный томограф MRI PET с напряженностью 3 тесла и 9,4 тесла, а также систему МРТ 7 тесла, 4 тесла и 3 тесла. [69]
Forschungszentrum Jülich — национальный центр компетенции в области рассеяния нейтронов . [70] Центр нейтронной науки Юлиха (JCNS), который эксплуатирует приборы на различных источниках нейтронов по всему миру, был создан в 2006 году – за несколько месяцев до вывода из эксплуатации первоначального источника нейтронов (исследовательского реактора Юлиха FRJ-2). Шесть наиболее важных инструментов были перенесены из FRJ-2 в FRM II; Там же собирали новые инструменты. Кроме того, JCNS имеет филиалы в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL) в Гренобле и в Источнике расщепленных нейтронов (SNS) в Ок-Ридже . [2] JCNS также планирует использовать приборы на Европейском источнике расщепления (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 лекарств или для анализа белковых структур и магнитных материалов. [71]
Синхротрон-холодильник COSY — это ускоритель частиц ( синхротрон ) и накопительное кольцо (окружность: 184 м) для ускорения протонов и дейтронов, управляемый Институтом ядерной физики (IKP) в FZJ. [72]
COSY характеризуется лучевым охлаждением, которое уменьшает отклонение частиц от заданного пути (также можно понимать 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 планируемой установки для исследования антипротонов и ионов , а также на подготовительных экспериментах по созданию источника нейтронов на базе ускорителя. Предыдущие основные эксперименты, такие как магнитный спектрометр ANKE, времяпролетный масс-спектрометр TOF и универсальный детектор WASA , который был перенесен в COSY из накопителя CELSIUS компании Svedberg Labores (TSL) в Уппсале, были выведены из эксплуатации и в основном демонтированы. [73] Синхротрон используется учеными 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 «Человеческий мозг» (HBP). Forschungszentrum Jülich поддерживает инфраструктуру, предоставляя вычислительные мощности для моделирования и анализа больших данных. Целью является дальнейшее исследование мозга и применение научных результатов в этой области к инновациям, вдохновленным мозгом, в компьютерных технологиях, медицине и промышленности. [53]
Европейская инфраструктура многомасштабной феномики растений и моделирования продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата (EMPHASIS) — это общеевропейская распределенная инфраструктура для фенотипирования растений. Целью этой платформы ЕС, которую координирует Forschungszentrum Jülich, является анализ и количественная оценка внешних характеристик растений («фенотипа»), таких как архитектура корней или количество листьев. EMPHASIS интегрирует информационные системы со сбором данных с использованием математических моделей и помогает ученым анализировать растения для устойчивого европейского сельского хозяйства в различных средах с целью обеспечения более эффективного растениеводства в меняющемся климате. ЕС выделил 4 миллиона евро на создание платформы. [55]
Биомолекулярный ЯМР-центр является результатом сотрудничества Института обработки биологической информации – структурной биохимии в Центре исследований в Юлихе и Института физической биологии в HHU в Дюссельдорфе. Он использует различные ЯМР-спектрометры высокого поля для ЯМР-спектроскопии жидкостей и твердых тел для исследования биологически и медицински важных белков с целью определения, например, трехмерной структуры с высоким разрешением. Эта технология также используется для исследования структурных основ сродства и специфичности этих макромолекул во взаимодействиях белок-лиганд. [74]
Биомолекулярный ЯМР-центр располагает одним ЯМР-спектрометром 900 МГц для ЯМР-спектроскопии в жидком состоянии, одним ЯМР-спектрометром 800 МГц для ЯМР-спектроскопии в жидком и твердом состоянии, устройством 700 МГц для ЯМР в жидком состоянии, двумя приборами по 600 МГц для ЯМР в жидком состоянии. ЯМР и еще один ЯМР-спектрометр 600 МГц для ЯМР-спектроскопии твердого тела. В 2014 году было установлено новое твердотельное ЯМР-устройство с усилением DNP на 600 МГц.
Мембранный центр в Forschungszentrum Jülich (около 1550 м 2 ) предоставляет исследовательскую инфраструктуру для разработки мембранных систем, охватывающую весь спектр услуг, от производства необходимых материалов и определения характеристик с использованием аналитических инструментов до тестирования модулей. и компоненты. Приоритетом является разработка новых мембранных систем для энергетических технологий с целью отделения парниковых газов от выхлопных газов и создания основы для новых топливных элементов и твердотельных батарей. [75]
Forschungszentrum Jülich имеет решетчатую стальную мачту (высотой 124 метра) для метеорологических измерений. Он оборудован платформами высотой 10, 20, 30, 50, 80, 100 и 120 м, на которых размещаются измерительные приборы. Измерительная мачта была установлена в 1963/4 году и представляет собой треугольную стальную каркасную конструкцию.
Массивно-параллельный суперкомпьютер IBM p690 с кластером Jump был введен в эксплуатацию в начале 2004 года. Имея 1312 процессоров Power4+ 2C 1,7 ГГц (41 узел, по 32 процессора в каждом) и внутренней памяти объемом 5 терабайт (128 гигабайт на узел), компьютер имел максимальную производительность 5,6 терафлопс/с. На момент открытия он занимал 30-е место в списке самых мощных компьютеров мира. 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 встроенному ленточному накопителю емкостью один петабайт. Кластер IBM p690 Jump работал в операционной системе AIX 5.1. В 2008 году система была временно заменена на IBM Power6 p6 575, пока не начала работу 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 суперкомпьютер JUGENE с массовым параллелизмом, основанный на архитектуре IBM BlueGene /P. Временами это был самый быстрый компьютер в Европе и самый быстрый гражданский компьютер в мире. В 2012 году его сменил JUQUEEN.
26 мая 2009 года были введены в эксплуатацию два компьютера HPC-FF и JuRoPA. Два компьютера можно было соединить для решения конкретных задач, и вместе они достигли производительности 274,8 терафлопс/с с помощью Linpack, что поставило их на десятое место в мире. Операционной системой была SUSE Linux Enterprise Server . Это означало, что в 2009 году три компьютера эффективно работали. Оба компьютера были выведены из эксплуатации в июне 2015 года и заменены компанией JURECA.
Суперкомпьютер, известный как JUQUEEN, был введен в эксплуатацию в 2012 году. Его пиковая производительность составляла 5,9 петафлопс/с, и на момент открытия он был самым быстрым суперкомпьютером в Европе.
Эрнст-Руска-Центр микроскопии и спектроскопии электронов (ER-C): [76]
Институт перспективного моделирования (IAS): [79]
Институт био- и геонаук (IBG): [80]
Институт обработки биологической информации (ИБИ): [81]
Институт энергетических и климатических исследований (ИЭК): [82]
Институт нейронауки и медицины (INM): [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 посреди леса Штеттерних в Юлихе ( район Дюрен , Северный Рейн-Вестфалия) и занимает площадь 2,2 квадратных километра. Он расположен примерно в 4 км к юго-востоку от Юлиха, ок. В 30 км к северо-востоку от Аахена и в 45 км к западу от Кёльна . Некоторые объекты Forschungszentrum Jülich расположены не на территории кампуса, а примерно в 1 км к западу от кампуса, на территории бывшей ремонтной мастерской федеральных железных дорог (BAW).
В дополнение к научным институтам и крупным объектам Forschungszentrum Jülich имеет несколько инфраструктурных подразделений и центральных институтов, в том числе, например, заводскую пожарную команду, которая работает круглосуточно и без выходных и готова защитить людей, имущество, животных и природу в и вокруг Forschungszentrum Jülich.
На территории кампуса Государственный институт охраны труда (LAfA) земли Северный Рейн-Вестфалия управляет государственным центром сбора радиоактивных отходов земли Северный Рейн-Вестфалия и Нижней Саксонии. Этот центр сбора принимает радиоактивные отходы из Forschungszentrum Jülich, а также другие (низкоактивные) радиоактивные отходы из двух вышеупомянутых федеральных земель.
С 1979 года Forschungszentrum Jülich также имеет собственный железнодорожный путь для грузовых перевозок, который представляет собой тупиковый путь на территории кампуса.
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )50 ° 54'18 "N 6 ° 24'43" E / 50,90500 ° N 6,41194 ° E / 50,90500; 6.41194