El Laboratorio Nacional Brookhaven ( BNL ) es un laboratorio nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos ubicado en Upton, Long Island , y se estableció formalmente en 1947 en el sitio de Camp Upton , una antigua base del ejército estadounidense y campo de internamiento japonés . Su nombre proviene de su ubicación dentro de la ciudad de Brookhaven , aproximadamente a 60 millas al este de la ciudad de Nueva York . Está gestionado por la Universidad Stony Brook y el Battelle Memorial Institute .
La investigación en BNL incluye física nuclear y de altas energías, ciencia y tecnología energética, ciencias ambientales y biociencias, nanociencia y seguridad nacional. El campus de 5.300 acres contiene varias instalaciones de investigación grandes, incluido el Colisionador Relativista de Iones Pesados y la Fuente Nacional de Luz Sincrotrón II . Se han otorgado siete premios Nobel por el trabajo realizado en Brookhaven Lab. [1]
Las operaciones de BNL son supervisadas por una oficina del Departamento de Energía, cuenta con aproximadamente 2750 científicos, ingenieros, técnicos y personal de apoyo, y recibe a 4000 investigadores invitados cada año. [2] El laboratorio está custodiado por un Departamento de Fuerza de Protección Energética, tiene un departamento de bomberos de servicio completo y tiene su propio código postal (11973). En total, el laboratorio abarca un área de 5.265 acres (21 km 2 ) que es en su mayor parte colindante con la aldea de Upton, Nueva York . BNL cuenta con un ramal ferroviario operado según sea necesario por New York and Atlantic Railway . Junto al laboratorio se encuentra la oficina de pronóstico del Servicio Meteorológico Nacional de Upton, Nueva York . [3]
Aunque originalmente concebido como una instalación de investigación nuclear, la misión del Brookhaven Lab se ha ampliado enormemente. Sus focos son ahora:
El Laboratorio Nacional Brookhaven fue originalmente propiedad de la Comisión de Energía Atómica y ahora es propiedad del sucesor de esa agencia, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). El DOE subcontrata la investigación y el funcionamiento a universidades y organizaciones de investigación. Actualmente es operado por Brookhaven Science Associates LLC, que es una sociedad igualitaria de Stony Brook University y Battelle Memorial Institute . De 1947 a 1998, fue operado por Associated Universities, Inc. (AUI), pero AUI perdió su contrato a raíz de dos incidentes: un incendio en 1994 en el reactor de haz de alto flujo de la instalación que expuso a varios trabajadores a la radiación e informes en 1997 de una fuga de tritio en el agua subterránea de Long Island Central Pine Barrens , donde se encuentra la instalación. [10] [11]
Después de la Segunda Guerra Mundial , se creó la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos para apoyar la investigación sobre energía atómica en tiempos de paz patrocinada por el gobierno. El esfuerzo por construir un reactor nuclear en el noreste de Estados Unidos fue impulsado en gran medida por los físicos Isidor Isaac Rabi y Norman Foster Ramsey Jr. , quienes durante la guerra vieron a muchos de sus colegas de la Universidad de Columbia partir hacia nuevos sitios de investigación remotos tras la partida del Manhattan. Proyecto desde su campus. Su esfuerzo por albergar este reactor cerca de la ciudad de Nueva York tuvo rival con un esfuerzo similar del Instituto de Tecnología de Massachusetts por tener una instalación cerca de Boston . Rápidamente se solicitó la participación de representantes de las universidades del noreste del sur y oeste de la ciudad de Nueva York , de modo que esta ciudad estuviera en su centro geográfico. En marzo de 1946 se estableció una corporación sin fines de lucro compuesta por representantes de nueve importantes universidades de investigación: Columbia , Cornell , Harvard , Johns Hopkins , MIT , Princeton , Universidad de Pensilvania , Universidad de Rochester y Universidad de Yale . [12]
De los 17 sitios considerados en el corredor Boston-Washington, finalmente se eligió Camp Upton en Long Island como el más adecuado en términos de espacio, transporte y disponibilidad. El campo había sido un centro de entrenamiento para el ejército estadounidense durante la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial . Después de la última guerra, se consideró que Camp Upton ya no era necesario y quedó disponible para su reutilización. Se concibió un plan para convertir el campamento militar en un centro de investigación.
El 21 de marzo de 1947, el sitio de Camp Upton fue transferido oficialmente del Departamento de Guerra de EE. UU. a la nueva Comisión de Energía Atómica de EE. UU. (AEC), predecesora del Departamento de Energía de EE. UU . (DOE).
En 1947 comenzó la construcción del primer reactor nuclear en Brookhaven, el Brookhaven Graphite Research Reactor . Este reactor, inaugurado en 1950, fue el primer reactor construido en los Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial. El reactor de haz de alto flujo funcionó de 1965 a 1999. En 1959, Brookhaven construyó el primer reactor estadounidense diseñado específicamente para la investigación médica, el Brookhaven Medical Research Reactor , que funcionó hasta el año 2000.
En 1952 Brookhaven comenzó a utilizar su primer acelerador de partículas , el Cosmotron . En ese momento, el Cosmotron era el acelerador de mayor energía del mundo, siendo el primero en impartir más de 1 GeV de energía a una partícula. El Cosmotrón fue retirado en 1966, después de ser reemplazado en 1960 por el nuevo Sincrotrón de gradiente alterno (AGS). El AGS se utilizó en investigaciones que dieron como resultado tres premios Nobel , incluido el descubrimiento del neutrino muónico , el quark charm y la violación del CP .
En 1970 se inició en BNL el proyecto ISABELLE para desarrollar y construir dos anillos de almacenamiento de protones que se intersectaran. La primera piedra del proyecto fue en octubre de 1978. En 1981, con el túnel para el acelerador ya excavado, problemas con los imanes superconductores necesarios para el acelerador ISABELLE paralizaron el proyecto, y finalmente se canceló en 1983. [ 13 ]
La Fuente Nacional de Luz Sincrotrón funcionó de 1982 a 2014 y participó en dos descubrimientos ganadores del Premio Nobel. Desde entonces ha sido reemplazada por la Fuente Nacional de Luz Sincrotrón II .
Después de la cancelación de ISABELLE, los físicos de BNL propusieron que el túnel excavado y partes del conjunto magnético se utilizaran en otro acelerador. En 1984 se presentó la primera propuesta para el acelerador ahora conocido como Colisionador Relativista de Iones Pesados (RHIC). La construcción se financió en 1991 y el RHIC ha estado operativo desde el año 2000. Uno de los dos únicos colisionadores de iones pesados en funcionamiento del mundo, el RHIC es desde 2010 el segundo colisionador de mayor energía después del Gran Colisionador de Hadrones . RHIC está ubicado en un túnel de 3,9 km (2,4 millas) de largo y es visible desde el espacio.
El 9 de enero de 2020, Paul Dabbar, subsecretario de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU., anunció que el diseño BNL eRHIC había sido seleccionado sobre el diseño conceptual presentado por la Instalación del Acelerador Nacional Thomas Jefferson como el futuro Electron-ion. colisionador (EIC) en los Estados Unidos. Además de la selección del sitio, se anunció que BNL EIC había adquirido CD-0 (necesidad de misión) del Departamento de Energía. [14] El diseño eRHIC de BNL propone actualizar el Colisionador Relativista de Iones Pesados existente, que colisiona haces de iones ligeros con pesados, incluidos protones polarizados, con una instalación de electrones polarizados, que se alojará en el mismo túnel. [15]
En 1958, los científicos de Brookhaven crearon uno de los primeros videojuegos del mundo , Tennis for Two . [16] [17]
En 1968, los científicos de Brookhaven patentaron Maglev , una tecnología de transporte que utiliza levitación magnética .
Es un socio colaborador del experimento ATLAS , uno de los cuatro detectores ubicados en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Actualmente está operando en el CERN cerca de Ginebra , Suiza. [29]
Brookhaven también fue responsable del diseño del anillo acumulador SNS en asociación con Spallation Neutron Source en Oak Ridge, Tennessee .
Brookhaven desempeña un papel en una variedad de proyectos de investigación de neutrinos en todo el mundo, incluido el Experimento de neutrinos del reactor de Daya Bay en China y el Experimento de neutrinos subterráneos profundos en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi . [30]
Para eventos públicos distintos de los aprobados, el Laboratorio está cerrado al público en general. El laboratorio está abierto al público varios domingos durante el verano para realizar recorridos y programas especiales. El programa de acceso público se conoce como 'Domingos de verano' y se lleva a cabo en julio y presenta un espectáculo científico y un recorrido por las principales instalaciones del laboratorio. [31] El laboratorio también alberga ferias científicas, tazones científicos y concursos de robótica para escuelas locales, y conferencias, conciertos y charlas científicas para la comunidad local. El laboratorio estima que cada año mejora la educación científica de aproximadamente 35.000 estudiantes K-12 en Long Island, más de 200 estudiantes universitarios y 550 profesores de todo Estados Unidos.
En enero de 1997, muestras de agua subterránea tomadas por el personal de BNL revelaron concentraciones de tritio que duplicaban los estándares federales permitidos para el agua potable; algunas muestras tomadas posteriormente eran 32 veces superiores al estándar. Se descubrió que el tritio se estaba escapando de la piscina de combustible gastado del reactor de haz de alto flujo del laboratorio hacia el acuífero que proporciona agua potable a los residentes cercanos del condado de Suffolk.
La investigación del DOE y BNL sobre este incidente concluyó que el tritio había estado filtrándose durante 12 años sin que el DOE ni el BNL lo supieran. Los ingenieros de BNL discutieron por primera vez la instalación de pozos que podrían haber detectado la fuga en 1993, pero los pozos no se completaron hasta 1996. La controversia resultante sobre el manejo de la fuga de tritio por parte de BNL y las fallas percibidas en la supervisión del DOE llevaron a la terminación de AUI como al contratista BNL en mayo de 1997.
Los directores del laboratorio han reconocido la responsabilidad por no descubrir la fuga de tritio de Brookhaven, y el DOE admite que no supervisó adecuadamente las operaciones del laboratorio. Los funcionarios de Brookhaven trataron repetidamente la necesidad de instalar pozos de monitoreo que habrían detectado la fuga de tritio como una prioridad baja a pesar de la preocupación pública y el acuerdo del laboratorio de seguir las regulaciones ambientales locales. La oficina de supervisión in situ del DOE, Brookhaven Group, era directamente responsable del desempeño de Brookhaven, pero no responsabilizó al laboratorio por cumplir con todos sus compromisos regulatorios, especialmente su acuerdo para instalar pozos de monitoreo. Los altos directivos del DOE también compartieron la responsabilidad porque no lograron implementar un sistema eficaz que aliente a todas las partes del DOE a trabajar juntas para garantizar que los contratistas cumplan con sus responsabilidades en cuestiones ambientales, de seguridad y de salud. Las responsabilidades poco claras en materia de medio ambiente, seguridad y salud han sido un problema recurrente para la dirección del DOE.
Desde 1993, el DOE ha gastado más de 580 millones de dólares en remediar la contaminación del suelo y las aguas subterráneas en el sitio del laboratorio y ha completado varios proyectos de alto perfil. Estos incluyen el desmantelamiento y la descontaminación del reactor de investigación de grafito Brookhaven, [32] la eliminación de sedimentos contaminados con mercurio del río Peconic y la instalación y operación de 16 sistemas de tratamiento de aguas subterráneas dentro y fuera del sitio que han limpiado más de 25 mil millones de galones. de aguas subterráneas desde 1996. [33]
Poco después de ganar el contrato para operar el laboratorio en 1997, BSA formó un Consejo Asesor Comunitario (CAC) para asesorar al director del laboratorio sobre proyectos de limpieza y otros temas de interés para la comunidad. El CAC representa una amplia gama de intereses y valores de personas y grupos interesados o afectados por las acciones del Laboratorio. Está formado por representantes de 26 organizaciones locales empresariales, cívicas, educativas, medioambientales, de empleados, gubernamentales y de salud. El CAC establece su propia agenda, plantea cuestiones importantes para la comunidad y trabaja para brindar recomendaciones consensuadas a la dirección del laboratorio. [34]
