橡树岭国家实验室怎么样?好不好
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发布时间：2022-05-05 01:00
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时间：2022-06-28 01:14
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实验室鸟瞰图
第二次世界大战期间，为了赶在德国之前造出原子弹，美国启动了“曼哈顿工程”。作为曼哈顿工程的一部分，1943年2月，在田纳西州诺克斯维尔以西30公里处的克林顿小镇，从事核武试验研究的克林顿实验室破土动工（后改称为橡树岭国家实验室ORNL）。
一年之内，在一片荒无人烟的不毛之地建成了一座秘密城市“橡树岭”以及用于核武试验研究的国家实验室。很长一段时间，在公开出版的地图上是找不到橡树岭的。即使在2013年，用GPS也只能查出该实验室所在的街道，但找不到它具体的门牌号码位置。
历史沿革
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实验室入口标志
20世纪50、60年代，ORNL是从事核能和物理及生命科学相关研究的国际中心。70年代成立美国能源部后，ORNL的研究计划扩展到能源产生、传输和保存领域。
到21世纪初，该实验室用和平时期同样重要但与曼哈顿计划时期不同的任务支持着美国。
科研实力
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ORNL拥有众多的重要科学研究设施，向更高层次发展，建设了新的纳米材料科学中心、基因科学中心、每秒进行40*1012次计算的世界上最大的超级计算机中心等，负责由6个美国实验室共同合作建设的美国最大的民用科学研究项目——价值14亿美元的散裂中子源，设有多个核科学实验室如高通量同位素反应推等，逐渐发展成为大型综合性研究基地，对美国的发展做出了巨大贡献。
ORNL现有雇员4600人，包括科学家和工程师3000人。ORNL每年接待客座研究人员3000名，为期2周或更长的时间，其中约有25%的客座人员来自工业部门。每年接待参观者30000人，另外加上进大学前的10000名学生。
ORNL每年的经费超过16.5亿美元，其中80%来自能源部，20%来自联邦*和私营部门的客户。其2003财政年度的经费首次超过10亿美元。田纳西大学 - Battelle纪念研究所已经提供数百万美元，用于支持大橡树岭地区的数学和科学教育、经济发展和其他项目。
ORNL正计划投资3亿美元，为下一代大科学研究提供现代化的场所。经费由联邦*、州*和私营部门提供，用于建造11个新的装置，包括功能性基因组中心、纳米材料科学、先进材料表征实验室和计算科*合研究所。
投资16亿美元的散裂中子源SNS是世界上最大的民用科学项目，ORNL从而成为世界上首屈一指的中子科学研究中心。[1]
研究领域
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ITER示意图
ORNL的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学知识和技术上解决复杂问题的创新方法，增强美国在主要科学领域里的领先地位；提高洁净能源的利用率；恢复和保护环境以及为*作贡献。
随着现代设施的建设使前沿研究成为可能，ORNL正在对未来的大科学任务进行重新定位，涉及先进的计算、先进材料、生物系统、能源科学、纳米技术、*、中子科学、研究设施和其他有关的研究领域。
ORNL从事跨越广泛领域科学学科的研发活动，ORNL在许多科学领域处于国际领先地位。它主要从事以下科学领域的研究，包括中子科学、复杂生物系统、能源、先进材料、*和高性能计算等。
1、中子科学
2、生物系统
3、能源
·生物能项目
·电力传输技术技术
·能源效益和电力技术
·能源效率和可再生能源（EERE）
·工业技术项目
·美国参与国际热核聚变实验堆项目
4、先进材料
·催化作用基础和应用研究中心
·结构材料缺陷物理中心
·纳米材料科学中心
·高温材料实验室
·工业技术项目
5、*
6、高性能计算
7、纳米技术
·生物和纳米尺度系统组
· 纳米应用中心
— 超导线（Superconcting Wires）
ORNL通过绝缘纳米点的三维自组装研制出高温超导线。分布在厚膜超导第二代线的整个厚度上的纳米点阵列作为有效磁通钉扎中心，满足了最实际的功率应用的要求。2006年，该项成就作为“最佳之最佳”被《纳米技术摘要》专业杂志授予国际纳米技术50强奖。2008年，该实验室的Amit Goyal博士因开发区出此项技术获得发明者奖。
— 诊断(Diagnostics)
ORNL正在开发和实施直接操纵转录过程的纳米结构器件 – 凭借转录过程，细胞内的基因可通过电子控制被诱导或压抑。该方法是利用细胞渗透纳米电极作为细胞界面的纳米功能，使拴系的遗传物质可被引入到一个细胞和通过多尺度设备平台应用的外部刺激进行监管。该研究平台是一个包括了解在一个单细胞内单个基因功能广泛应用的有力工具。
— 纳米发酵(Nanofermentation)
纳米发酵采用自然金属还原菌株创造定制的各种重要工程材料的单晶纳米颗粒。细菌可以在工业生物加工中用于制造混合金属氧化物的发现，取得了大规模纳米粉体合成的突破。颗粒的大小和形态可由集中方法加以控制，包括温度、孵化时间和选择电子供体或某些化学添加剂。
采用熟悉、成熟的工业设备和简单的发酵做法，纳米发酵在室温或接近室温进行。该菌株是完全自然的，并不危险。操作过程可在使产品符合特殊需要的广泛条件下进行，并可容易地按比例增加。纳米发酵产生广泛成分的极其细微，控制良好并具有很强的结晶产品。
— 纳米强化合金(Nano-Strengthened Alleys)
ORNL的*性的快速红外线加热过程控制在纳米级晶粒细化到生产具有优越的抗拉强度和抗疲劳性能的高性能锻件。ORNL正与锻造业协会一起使这个研发100大奖获奖技术实现商业化。
— 超疏水材料(Superhydrophobic Materials)
ORNL开发了具有通过减少摩擦和减少腐蚀，以减少能量损耗潜力的超疏水（防水）纳米结构材料。ORNL正致力于将超疏水氧化物为基础的粉末商业化。这种粉末具有精确重复和每个粒子表面有高度统一尺寸的纳米特性。
这些功能都涂有一个含氟化合物处理单层。这些超防水材料有许多一般的和高级的用途，包括针对减阻和强化传热的节能应用、新型传感器和生物医学的应用。ORNL目前正在努力提高粉末的质量和开发粘结剂系统。
— 实时表征(Real–Time Characterization)
ORNL开发了一种技术，利用商用微分迁移率分析仪实时抽样气相工艺生产的纳米颗粒。已对金属氧化物颗粒和碳纳米材料的生产工艺进行了演示。该系统在Luna nanoWorks公司的等离子体电弧反应器上进行了试验。
·纳米尺度科学和设备组
纳米尺度科学和设备组是ORNL生物科学部的一部分。其研究领域包括：吸收引起的应力、纳米电子机械系统和微电子机械系统传感器、纳米尺度分子力学、接口的物理和化学、扫描探针显微镜和分子梳。
通过开展这些领域的研究，建立一个许多传统上单独的科学领域令人兴奋的融合基础，分子生物学，流体力学，量子力学和光子学之间一度明显的边界划线被跨越。所取得的技术进展有可能造福人类，从对癌症的改进检查和治疗，地雷的探测，人工恢复视觉和听觉受损的视力和听力，到保护平民和部队防止常规武器以及核武器和生化武器的袭击。
·生物和纳米尺度组
橡树岭国家实验室
生物和纳米尺度组的纳米技术研究包括以下几个项目：利用纳米类似物的纳米传感和驱动；生物功能表面分子尺度通过扫描探针光刻；和生物分子接口纳米尺度设备图案化。这些项目针对设计，建造和实施对接口、模仿或表征生物系统有用的纳米结构。
8、其他研究领域
除主要的重点领域之外，ORNL还在以下科学领域开展世界一流水平的研究：
·化学科学领域
ORNL采用实验、理论和计算的方法开展化学的基础和应用研究，包括：化学生物科学、流体界面反应、结构和运输、地球化学与水溶液化学、多种多样催化作用、 激光光谱学、质谱测定法、材料化学、分子变换和燃料化学、 中子科学、聚合物，合成与表征、 放射性材料表征、分离化学、表面科学与界面化学、以及理论、建模和模拟。
·核物理领域
研究的重点领域是，在实验方面，重点放在重离子和原子物理；在理论研究上，重点放在核物理、天体物理和核 - 粒子界面的物理。[1]
大事记
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1939年 发现核裂变
1942年 橡树岭被选为二战曼哈顿计划的场地
1943年 世界上第一台连续运转造价1200万美元的石墨反应堆经过9个月的建造达到临界
1944年 石墨反应堆生产出钚，为生产结束二战的原子弹所需钚的Hanford反应堆做好准备
1945年 在石墨反应堆上发现元素61（钷）；在反应堆上首次开展中子散射研究（实验者为Ernie Wollan和Cliff Shull（右图）; 后者因在石墨反应堆上所做的开拓性工作荣获1994年诺贝尔物理奖）
1946年 首次将反应堆生产的放射性同位素送到癌症医院；提出压水反应堆的设想 (后用于核电和潜水推力)；设计出放射探测器和剂量仪
1947年 老鼠用来研究辐射对哺乳动物的遗传影响；原子委员会成立
1948年 设计用于研究反应堆的燃料成分；材料实验反应堆在ORNL设计，建在爱达荷州
1949年 在ORNL开发出普雷克斯过程，后来在世界范围内成为从用过的反应堆燃料中回收铀和钚的方法
1950年 橡树岭反应堆技术学校成立；低流强测试反应堆首次运行
1951年 整体屏蔽反应堆开始运行；测量中子半寿命；安装5 MW静电加速器
1952年 建造ORNL第一台重离子回旋加速器；根据对被辐照老鼠胚胎的研究，ORNL告戒不要对可能怀孕的妇女进行X光检查；均匀反应堆实验首次运行
1953年 在ORNL安装当时世界上功率最大的橡树岭自动计算机和逻辑机；ORNL为军队在遥远场地使用所设计的可移动反应堆
1954年 ORNL生态计划开始；测试ORNL实验飞机反应堆；塔式屏蔽设施首次运行，为倒运的核飞机计划提供数据和利用两种不同反应物对撞分子束流首次详细研究化学反应
1955年 在联合国和平利用原子大会上ORNL小的“游泳池”式反应堆展示给艾森豪威尔总统；Alvin Weinberg 被任命为ORNL所长，在此职位历时18年
1956年 核糖核酸（RNA）被发现；展示首例骨髓移植。国家科学院委员会根据ORNL老鼠数据就辐射对人类遗传效应进行预测
1957年 在ORNL领导的影响下，对可允许的医用辐射水平和工作地点的放射性核素作出决定；ORNL第一台聚变研究装置建成
1958年 橡树岭研究反应堆开始运行；美国首次寻找高水平核废料储存地的努力由ORNL开始
1959年 发现老鼠的雄性取决于Y染色体的存在；ORNL研究人员对用于美国第一台核动力民用船只的掩映队屏蔽进行了鉴定
1960年 制作出用作个人辐射监视器的袖珍啸声器；测量化学制品对老鼠的遗传影响的实验计划启动
1961年 开始开发放射性同位素加热源，为空间卫星提供动力；在ORNL反应堆上开发出嬗变搀杂法；后用于制造电子学部件
1962年 开展辐射防护物理研究；研究反应堆竣工；借助计算机模拟发现离子沟道效应；军民研究计划启动；木实验台用放射性同位素铯-137作标记；分析表明核武器实验产生的放射性微粒具有危害性
1963年 辐射屏蔽信息中心成立；橡树岭等时性回旋加速器首次运行
1964年 成为第一个雇佣社会科学家（开始时进行军民研究）的国家实验室；在联合国大会上介绍ORNL核脱盐概念
1965年 高通亮同位素反应堆(HFIR)和熔盐反应堆运行(MSR)
1966年 石墨反应堆被命名为国家历史性里程碑；开发出评价核临界安全的KENO蒙特卡洛代码
1967年 Walker Branch Watershed研究设施对生态系统研究开放；ORNL被选为领导国际生物计划下美国的生态系统研究；在ORNL高速离心机中分离出病毒；开发出评估辐射屏蔽保护能力的模拟代码
1968年 使用铀233，第二个熔盐反应堆运行（这是第一台使用这种燃料的反应堆）；发明医疗诊断用的快速离心分析仪；用ORNL开发的区域离心机产生出超纯疫苗；设计出能更好抗中子诱导膨胀的不锈钢合金
1969年 利用新的橡树岭电子直线加速器首次进行了中子截面测量；ORNL成为与遥感结合在一起的地理信息系统的领导者；设计出Apollo 11月亮岩石收集器
1970年 提出SCALE标准，帮助确保用过核燃料的安全储存和运输；ORNL第一台用于等离子体物理实验的托卡马克聚变研究装置运行
1971年 水生态实验室成立；获得环境影响说明所需的鱼最喜欢水温的数据；在加速器研究中确定了变形的铀234原子核的可能形状
1972年 能量守恒研究计划启动；老鼠胚胎冷冻、解冻和移植到母性老鼠中，生出健康的幼鼠；在生物反应堆中，发现花园土壤的细菌去掉来自工业废水的*盐和稀有金属；发现四极磁铁大共振；广泛研究出现这些原子核大振荡的模式
1973年 对月球岩石的组成进行分析；制作出超声波鱼标记，用来测量和传送鱼最喜欢的水温
1974年 Herman Postma被任命为ORNL所长，历时14年；开发出铬钼钢；在世界范围内，用于电力事业锅炉和炼油锅炉
1975年 开发出生态系统的计算机模型，使ORNL成为系统生态学方面的领先者；开发出将核燃料密封在空间探测器用的结实铱合金
1976年 试验性的ANFLOW生物反应堆安装在橡树岭市污水处理厂；改进从煤生产液态和气体燃料并确定它们生物效应的计划启动
1978年 吉米.卡特总统访问ORNL；开发出为裂变能源研究设备添加燃料的芯块注入法，在世界范围内被广泛采用
1979年 ORNL的中性注入器帮助普林斯顿等离子体物理实验室使聚变等离子体温度创造记录；ORNL帮助核控制委员会确定三里岛核电厂事故的起因和后果；发现乙亚硝基脲是诱发老鼠变异最有效的化学制品；在研究老鼠中，发现食品防腐剂中的亚*盐与食品和药物胺发生反应，形成引起癌症的硝基胺
1980年 Holifield重离子研究装置（HHIRF）作为核物理用户装置对外开放;国家小角度散射研究中心开放后，HHIRF成为用户设施；国家环境研究园(12400英亩) 开放；发现新的离子注入技术能改进物质表面的性能；ORNL用氮离子注入钛合金后，制造出寿命更长的人造关节；建立计算机模型，预测电站对哈得孙河鱼的影响；ORNL研究人员启动遥控技术研究，成为世界上制造承担危险任务机器人的领先者
1981年 开发出晶须韧化、抗断裂陶瓷，用于工厂的切削工具
1982年 为提高冷冻机和加热泵的效率，制定了标准，拟订了设计；制定了绝缘标准，后被联邦*部门采用；开发出改进的镍铝化物合金，用于钢材和汽车部件的商业化生产；在大线圈测试设备上由聚变能研究人员对超导磁铁成功地进行了测试；二氧化碳信息分析中心成立，该中心是世界上有名的全球变化数据存储中心
1984年 利用菠菜和藻类中的光和作用，开始进行从水产生含有巨大能量氢的实验
1985年 开发出用碘123示踪的脂肪酸，用于医疗扫描诊断心脏病；田那西大学和橡树岭国家实验室建立科*盟；开发出胶铸，现商业上用于形成微涡论的陶瓷部件
1986年 ORNL确定切诺尔贝力核电站事故何时发生和为什么释放出那么多的放射
1987年 高温材料实验室作为用户装置对谋求制造能效高发动机的工业界研究人员开放；激光器用来制造高温超导材料；鉴于能源部对实验室反应堆安全管理的担忧，ORNL所有反应堆关闭
1988年 为开展聚变能源研究，利用仿星器，启动先进环形装置；Alvin Trivelpiece被任命为ORNL所长，历时12年
1989年 为核控制委员会重新颁发核电厂运行许可证，提供了“一般环境影响报告”第一草案
1990年 ORNL的酸雨研究导致控制工业上的硫和氧化氮的排放 ；原子序数对比电子显微镜看到一列一列的原子；计算机代码帮助部队更好地在战场部署兵力和装备；确认中子内存在夸克
1991年 在HHFIR上进行的中子活化分析否定了美国一位总统死于砷中毒的说法；写出软件，通过将到处分散的PC机连起来的办法解决问题
1992年 乔治.布什总统参观ORNL；发明铼188同位素产生器，在世界范围内治疗癌症和心脏病患者；发明薄膜微型锂电池；发现和克隆老鼠刺豚鼠基因；发现变异基因引起肥胖症、糖尿病和癌症；开发出图形输入语言（GRAIL），用于在计算机上识别DNA序列中的基因
1993年 发明光学活组织切片检查技术，不动手术就能发现食道中的癌症肿瘤；UT-ORNL名列前500台超级计算机
1994年 发明“芯片实验室”，现商业上用于蛋白质分析和*发现实验；发明质谱测定技术，用于探测污染物、爆炸物和蛋白质；开发出ALLIANCE软件，使一组一组的机器人配合工作；为在新的并行超级计算机上运行未来气候模型准备了代码
1995年 启动当时世界上最快的超级计算机Intel Paragon XP/S 150；发明了制造高温超导线的RABiTSTM方法；开发出超级计算机数据存储和检索超高速系统；ORNL的DNA蛋白质晶体搭载哥伦比亚号宇宙航天飞机在宇宙中生长；为海军开发出探测过往潜水艇的信号分析系统
1996年 修改了大众冷冻机模型，将能耗降低一半；发现石墨泡沫导热异乎寻常的好；设计出心跳探测器，发现藏在车内的*和罪犯；可查找的电子簿式视窗帮助合作者通过国际网络运行实验
1997年 开发出检验俄罗斯武器等级的铀转换为反应堆等级燃料的设备；初步设计质谱仪，帮助海军发现生化威胁；第一次被批准公布在遗传上设计的微生物制造出增强受损录象带信号的VITALE，帮助*解决犯罪问题；世界上最大的集水区实验说明干旱和大雨对森林的影响；首次被批准公布经过遗传工程处理得到的微生物
1998年 发明MicroCAT扫描仪；绘制出变异老鼠内部变化图；户外FACE实验表明胶皮糖香树在浓化CO2大气中长得更快；ORNL的技术帮助半导体公司发现引起计算机芯片中缺陷的问题
1999年 副总统戈尔在散裂中子源破土动工仪式上讲话；发明迅速探测人体疾病的多功能生物芯片；开展合金研究导致造纸厂的锅炉更新改进或新的锅炉，使其更加安全
2000年 Bill Madia 被任命为ORNL所长；两台新的超级计算机投入运行；ORNL在国际蛋白质结构预测竞争中，位于前100名的第四名；田那西大学-橡树岭国家实验室开放国家运输研究中心；开发出节能加热泵水加热器；ORNL帮助将3个人类染色体排序；聚变能理论学家开始设计准-磁场极向仿星器
2001年 HHFIR在更换锫反射器和增加研究建筑后重新运行；为半导体公司设计出检查三维缺陷直接到数字的全息照相术；GRAIL用于《科学》和《自然》关于人类基因组排序方面具有里程碑性的论文；能源部* Spencer Abraham访问ORNL，将DOE的土地转给ORNL用于新的建设；与工业伙伴开发出超导变压器和高温超导电缆
2002年 ORNL-Cray伙伴最快的超级计算机目标；UT-ORNL计算机科*合研究所破土动工；3亿美元现代化计划开始动工兴建；能源部批准在ORNL建立那米阶段材料科学中心；人类生活家园橱窗中展示的ORNL能源技术；锕-225从ORNL运到医院治疗白血病
2003年8月1日起，Jeff Wadsworth担任橡树岭国家实验室所长
2003年 私人资助的设施：在能源部立契约转让的土地上建造300，000平方英尺的设施中，将有最先进的能源和计算科学实验室。
