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Laboratorio Nacional de Argonne

El Laboratorio Nacional Argonne es un centro de investigación y desarrollo financiado con fondos federales en Lemont , Illinois , Estados Unidos. Fundado en 1946, el laboratorio es propiedad del Departamento de Energía de los Estados Unidos y está administrado por UChicago Argonne LLC de la Universidad de Chicago . [2] [3] La instalación es el laboratorio nacional más grande del Medio Oeste .

Argonne tuvo sus inicios en el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago , formado en parte para realizar los trabajos de Enrico Fermi sobre reactores nucleares para el Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial . Después de la guerra, fue designado como el primer laboratorio nacional de los Estados Unidos el 1 de julio de 1946. [4] En sus primeras décadas, el laboratorio fue un centro para el uso pacífico de la física nuclear ; Casi todas las centrales nucleares comerciales en funcionamiento en todo el mundo tienen sus raíces en la investigación de Argonne. [5] Más de 1.000 científicos realizan investigaciones en el laboratorio, en los campos del almacenamiento de energía y de las energías renovables ; investigación fundamental en física , química y ciencia de materiales ; sostenibilidad del medio ambiente ; supercomputación ; y seguridad nacional .

Argonne anteriormente dirigió una instalación más pequeña llamada Argonne National Laboratory-West (o simplemente Argonne-West) en Idaho junto al Laboratorio Nacional de Ingeniería y Medio Ambiente de Idaho. En 2005, los dos laboratorios con sede en Idaho se fusionaron para convertirse en el Laboratorio Nacional de Idaho . [6]

Argonne es parte del Corredor de Investigación y Tecnología de Illinois en expansión .

Descripción general

Argonne tiene cinco áreas de enfoque, según afirmó el laboratorio en 2022, incluidos los descubrimientos científicos en ciencias físicas y biológicas; investigación sobre energía y clima; avances en la seguridad global para proteger a la sociedad; operar instalaciones de investigación que apoyan a miles de científicos e ingenieros de todo el mundo; y desarrollar la fuerza laboral científica y tecnológica. [7]

Historia

Orígenes

Argonne comenzó en 1942 como el Laboratorio Metalúrgico , parte del Proyecto Manhattan de la Universidad de Chicago . El Met Lab construyó el Chicago Pile-1 , el primer reactor nuclear del mundo , bajo las gradas del estadio deportivo de la Universidad de Chicago. En 1943, la CP-1 fue reconstruida como CP-2, en Argonne Forest , una reserva forestal en las afueras de Chicago. Las instalaciones de laboratorio construidas aquí se conocieron como Sitio A.

El 1 de julio de 1946, el "Laboratorio Metalúrgico" fue oficialmente reestructurado como Laboratorio Nacional Argonne para la "investigación cooperativa en nucleónica". A petición de la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos , comenzó a desarrollar reactores nucleares para el programa pacífico de energía nuclear del país. A finales de la década de 1940 y principios de la de 1950, el laboratorio se trasladó al oeste, a una ubicación más grande en el condado no incorporado de DuPage y estableció una ubicación remota en Idaho , llamada "Argonne-West", para realizar más investigaciones nucleares.

Investigación temprana

Los primeros esfuerzos del laboratorio se centraron en desarrollar diseños y materiales para producir electricidad a partir de reacciones nucleares. El laboratorio diseñó y construyó el Chicago Pile 3 (1944), el primer reactor moderado por agua pesada del mundo , y el Reactor Reproductor Experimental I (Chicago Pile 4) en Idaho, que encendió una ristra de cuatro bombillas con la primera energía nuclear del mundo. electricidad en 1951. El reactor de la central eléctrica BWR , ahora el segundo diseño más popular en todo el mundo, surgió de los experimentos BORAX .

El conocimiento obtenido de los experimentos de Argonne fue la base para los diseños de la mayoría de los reactores comerciales utilizados en todo el mundo para la generación de energía eléctrica, y sirvió de base para los diseños actuales en evolución de reactores de metal líquido para futuras centrales eléctricas.

Mientras tanto, el laboratorio también ayudaba a diseñar el reactor del primer submarino de propulsión nuclear del mundo , el USS Nautilus , que navegó durante más de 513.550 millas náuticas (951.090 km) y sirvió de base para la armada nuclear de los Estados Unidos .

Sin embargo, no toda la tecnología nuclear se destinó al desarrollo de reactores. Mientras diseñaba un escáner para elementos combustibles de reactores en 1957, el físico de Argonne William Nelson Beck introdujo su propio brazo dentro del escáner y obtuvo una de las primeras imágenes ultrasónicas del cuerpo humano. [8] Los manipuladores remotos diseñados para manipular materiales radiactivos sentaron las bases para máquinas más complejas utilizadas para limpiar áreas contaminadas, laboratorios sellados o cuevas. [9]

Además del trabajo nuclear, el laboratorio realizó investigaciones básicas en física y química . En 1955, los químicos de Argonne co-descubrieron los elementos einstenio y fermio , elementos 99 y 100 de la tabla periódica . [10]

1960-1995

Albert Crewe (derecha), el tercer director de Argonne, se encuentra junto al generador Cockcroft-Walton del sincrotrón de gradiente cero .

En 1962, los químicos de Argonne produjeron el primer compuesto del gas noble inerte xenón , abriendo un nuevo campo de investigación de enlaces químicos. [11] En 1963, descubrieron el electrón hidratado . [12]

Argonne fue elegida como sede del sincrotrón de gradiente cero de 12,5 GeV , un acelerador de protones inaugurado en 1963. Una cámara de burbujas permitió a los científicos seguir los movimientos de las partículas subatómicas a medida que atravesaban la cámara; Posteriormente observaron por primera vez el neutrino en una cámara de burbujas de hidrógeno. [13]

En 1964, el reactor "Janus" se inauguró para estudiar los efectos de la radiación de neutrones en la vida biológica, proporcionando investigaciones para directrices sobre niveles de exposición seguros para los trabajadores de centrales eléctricas, laboratorios y hospitales. [14] Los científicos de Argonne fueron pioneros en una técnica para analizar la superficie de la luna utilizando radiación alfa , que se lanzó a bordo del Surveyor 5 [15] en 1967 y luego analizó muestras lunares de la misión Apolo 11 .

En 1978, se inauguró el Sistema Acelerador Argonne Tandem Linac (ATLAS) como el primer acelerador superconductor del mundo para proyectiles más pesados ​​que un electrón. [dieciséis]

Los experimentos de ingeniería nuclear durante este tiempo incluyeron el Reactor Experimental de Agua en Ebullición , el precursor de muchas plantas nucleares modernas, y el Reactor Reproductor Experimental II (EBR-II), que estaba refrigerado por sodio e incluía una instalación de reciclaje de combustible. Posteriormente, el EBR-II se modificó para probar otros diseños de reactores, incluido un reactor de neutrones rápidos y, en 1982, el concepto de Reactor Rápido Integral , un diseño revolucionario que reprocesó su propio combustible, redujo sus desechos atómicos y resistió pruebas de seguridad de las mismas fallas. que desencadenó los desastres de Chernobyl y Three Mile Island . [17] En 1994, sin embargo, el Congreso de Estados Unidos puso fin a la financiación de la mayor parte de los programas nucleares de Argonne.

Argonne pasó a especializarse en otras áreas, al tiempo que capitalizaba su experiencia en física, ciencias químicas y metalurgia . En 1987, el laboratorio fue el primero en demostrar con éxito una técnica pionera llamada aceleración de estela de plasma , que acelera partículas en distancias mucho más cortas que los aceleradores convencionales. [18] También cultivó un sólido programa de investigación de baterías .

Tras un importante impulso del entonces director Alan Schriesheim, el laboratorio fue elegido como sede de Advanced Photon Source , una importante instalación de rayos X que se completó en 1995 y produjo los rayos X más brillantes del mundo en el momento de su construcción. construcción.

Un vídeo del Departamento de Energía sobre el IVN-Tandem en el Laboratorio Nacional Argonne.

Desde 1995

El laboratorio continuó desarrollándose como un centro de investigación energética, así como un sitio para instalaciones científicas demasiado grandes para albergarlas en universidades.

A principios de la década de 2000, se fundó Argonne Leadership Computing Facility y albergó múltiples supercomputadoras , varias de las cuales se encontraban entre las 10 más potentes del mundo en el momento de su construcción. El laboratorio también construyó el Centro de Materiales a Nanoescala para realizar investigaciones de materiales a nivel atómico; y amplió enormemente sus programas de investigación de baterías y tecnología cuántica. [19]

El Chicago Tribune informó en marzo de 2019 que el laboratorio estaba construyendo la supercomputadora más poderosa del mundo. Costará 500 millones de dólares y tendrá una potencia de procesamiento de 1 trillón de FLOPS . Las aplicaciones incluirán el análisis de estrellas y mejoras en la red eléctrica. [20]

Iniciativas

Supercomputadora IBM Blue Gene/Q de Argonne .

Instalaciones de usuario

Centro de Argonne para materiales a nanoescala
Centro de Argonne para materiales a nanoescala .

Argonne construye y mantiene instalaciones científicas que serían demasiado costosas para que una sola empresa o universidad las construyera y operara. Estas instalaciones son utilizadas por científicos de Argonne, la industria privada, el mundo académico, otros laboratorios nacionales y organizaciones científicas internacionales.

Centros

Divulgación educativa y comunitaria

Un estudiante examina la rueda giroscópica de Argonne en la jornada de puertas abiertas.
Un estudiante examina la rueda giroscópica de Argonne en la jornada de puertas abiertas.

Argonne da la bienvenida a todos los miembros del público mayor de 16 años para realizar visitas guiadas a las instalaciones y terrenos científicos y de ingeniería. Para niños menores de 16 años, Argonne ofrece actividades de aprendizaje prácticas adecuadas para excursiones y excursiones de exploración desde jardín de infantes a 12.º grado. El laboratorio también alberga actividades de divulgación en ciencias de la educación e ingeniería para escuelas de los alrededores.

Los científicos e ingenieros de Argonne participan cada año en la formación de casi 1.000 estudiantes universitarios e investigadores postdoctorales como parte de sus actividades de investigación y desarrollo.

Directores

A lo largo de su historia, 13 personas han ocupado el cargo de Director de Argonne:

En el medio

Partes importantes de la película de persecución Chain Reaction de 1996 se rodaron en la sala del anillo del sincrotrón de gradiente cero y en el antiguo laboratorio del demostrador de deuterio de onda continua. [52]

Personal notable

Ver también

Notas

  1. ^ "Argonne: en cifras". Laboratorio Nacional Argonne. 2020 . Consultado el 1 de junio de 2023 .
  2. ^ "Lista maestra gubernamental de centros de investigación y desarrollo financiados con fondos federales | NCSES | NSF". www.nsf.gov . Consultado el 8 de marzo de 2023 .
  3. ^ "Acerca de | UChicago Argonne LLC". www.uchicagoargonnellc.org . Consultado el 8 de marzo de 2023 .
  4. ^ Holl, Hewlett y Harris, página xx (Introducción).
  5. ^ "Reactores diseñados por el Laboratorio Nacional Argonne". División de Ingeniería Nuclear del Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 22 de mayo de 2023 .
  6. ^ Menser, Paul. "Limpiar la casa y trazar un futuro en INL". Registro de publicaciones . Cataratas de Idaho, identificación. Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2013.
  7. ^ "Nuestro camino a seguir". Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 22 de mayo de 2023 .
  8. ^ "William Nelson" Nels "Beck: el trabajo del físico de Joliet cambió el mundo médico". CityofJoliet.com. Archivado desde el original el 21 de julio de 2011 . Consultado el 4 de febrero de 2010 .
  9. ^ Holl, Hewlett y Harris, página 126
  10. ^ Holl, Hewlett y Harris, página 179.
  11. ^ Holl, Hewlett y Harris, página 226.
  12. ^ "Historia de Argonne: innovación y serendipia". Laboratorio Nacional Argonne. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2010 . Consultado el 4 de febrero de 2010 .
  13. ^ Patel, página 23
  14. ^ "La investigación ayuda a proteger a los trabajadores nucleares en todo el mundo". Laboratorio Nacional Argonne.
  15. ^ Jacobsen, Sally (diciembre de 1971). "Subir a bordo del Viking: no hay espacio en el módulo de aterrizaje en Marte".
  16. ^ "Acerca de ATLAS". Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 22 de mayo de 2023 .
  17. ^ "Primera línea: reacción nuclear: entrevista con el Dr. Charles Till". PBS.
  18. ^ "Historia de Argonne: comprensión del universo físico". Laboratorio Nacional Argonne. Archivado desde el original el 9 de septiembre de 2004.
  19. ^ "Nuestra Historia". Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 22 de mayo de 2023 .
  20. ^ Marotti, aliado (18 de marzo de 2019). "La computadora más rápida del mundo se está construyendo a 40 kilómetros de Chicago. Su nombre es Aurora". Tribuna de Chicago .
  21. ^ "La nueva técnica de rayos X puede conducir a inyectores de combustible mejores y más limpios para los automóviles". Laboratorio Nacional Argonne. 2008-02-19.
  22. ^ "DOE explorará la computación científica en la nube en Argonne, laboratorios nacionales Lawrence Berkeley". Laboratorio Nacional Argonne. 2009-10-14.
  23. ^ Gupta, Manya (10 de noviembre de 2009). "Atención médica sobre hielo". Informes Medill. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2011.
  24. ^ Universidad de Pennsylvania (25 de junio de 2008). "Los ingenieros revelan qué hace que los diamantes sean resbaladizos a nanoescala". Ciencia diaria .
  25. ^ "Los 'superaisladores' recién descubiertos prometen transformar la investigación de materiales y el diseño electrónico". Laboratorio Nacional Argonne. 2008-04-04. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2009.
  26. ^ "Construyendo mejores baterías". Departamento de Energía de EE. UU. Archivado desde el original el 27 de mayo de 2010 . Consultado el 13 de diciembre de 2009 .
  27. ^ "Argonne abre un nuevo capítulo en la investigación de baterías: Li-Air". Laboratorio Nacional Argonne. 2009-09-15.
  28. ^ "Instalación de prueba de baterías". Laboratorio Nacional Argonne, Centro de Transporte. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2011 . Consultado el 13 de diciembre de 2009 .
  29. ^ Leavitt, Wendy (1 de agosto de 1998). "No sólo charlas ociosas". Propietario de flota.
  30. ^ "Argonne y Northwestern buscan ANSER para los desafíos de la energía solar". Laboratorio Nacional Argonne. 2007-05-08.
  31. ^ "Investigación de la red: hacer la red más inteligente". Centro de transporte del laboratorio nacional Argonne. 2009-08-01. Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2015 . Consultado el 14 de diciembre de 2009 .
  32. ^ "Poniendo lo nuevo en lo nuclear". Revista del Laboratorio Nacional Argonne. Otoño de 2009.
  33. ^ "Hacer lo imposible: reciclar residuos nucleares". Canal de la ciencia. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021 . Consultado el 10 de junio de 2013 .
  34. ^ "Argonne limpia sitios abandonados [vídeo]". Red Cielos Limpios. 2009-11-10. Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2009.
  35. ^ "Los biochips pueden detectar cánceres antes de que se desarrollen los síntomas". Laboratorio Nacional Argonne. 2008-05-09.
  36. ^ Wang, Ann (2 de diciembre de 2009). "Los microdiscos magnéticos apuntan e inician la muerte celular en los tumores". Boletín de Johns Hopkins.
  37. ^ "Financiamiento ARRA para ayudar a los científicos a comprender mejor el cambio climático". Laboratorio Nacional Argonne. 2009-12-08.
  38. ^ "La nueva tecnología de sensores detecta materiales químicos, biológicos, nucleares y explosivos". Laboratorio Nacional Argonne. 2006-03-21.
  39. ^ "Una nueva fuente de rayos T podría mejorar la seguridad de los aeropuertos y la detección del cáncer". Laboratorio Nacional Argonne. 2007-11-23.
  40. ^ Szaniszlo, Marie (6 de diciembre de 2009). "MBTA se prepara para un ataque terrorista biológico". Heraldo de Boston .
  41. ^ "Argonne sobre la APS". Archivado desde el original el 26 de septiembre de 2009.
  42. ^ Centros de investigación científica a nanoescala del Departamento de Energía Archivado el 8 de diciembre de 2009 en la Wayback Machine.
  43. ^ "División de Física de Argonne - ATLAS". www.phy.anl.gov . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  44. ^ "Centro de Materiales Avanzados para Sistemas Energía-Agua". www.anl.gov . Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 10 de noviembre de 2021 .
  45. ^ "Acerca de la EMC". Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2017 . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  46. ^ "MCSG deposita su estructura de proteína número 1.000 en el banco de datos de proteínas". AZoNano.com . 27 de julio de 2009 . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  47. ^ "Lista de publicaciones del Centro conjunto para la investigación del almacenamiento de energía". www.jcesr.org/publications/published-papers .
  48. ^ "Centro conjunto para la investigación del almacenamiento de energía". www.jcesr.org . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  49. ^ "El DOE crea un nuevo Centro de Materiales Computacionales en Argonne". 2 de octubre de 2015 . Consultado el 28 de enero de 2019 .
  50. ^ "Misión MICCoM" . Consultado el 28 de enero de 2019 .
  51. ^ "Paul K. Kearns | Laboratorio Nacional Argonne". www.anl.gov . Consultado el 26 de febrero de 2019 .
  52. ^ "Argonne disfruta de la atención del aniversario de la película". 17 de septiembre de 1996 . Consultado el 20 de junio de 2018 .

Referencias

enlaces externos

41°42′33″N 87°58′55″O / 41.709166°N 87.981992°W / 41.709166; -87.981992