Laboratorios Nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos

Laboratorios propiedad del Departamento de Energía de los Estados Unidos

Mapa de los 17 Laboratorios Nacionales DOE.

Los Centros de Tecnología y Laboratorios Nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos es un sistema de laboratorios supervisados ​​por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) para la investigación científica y tecnológica . La misión principal de los laboratorios nacionales del DOE es realizar investigación y desarrollo (I+D) abordando las prioridades nacionales: energía y clima , medio ambiente, seguridad nacional y salud . ^[1] Dieciséis de los diecisiete laboratorios nacionales del DOE son centros de investigación y desarrollo financiados con fondos federales , administrados, gestionados, operados y dotados de personal por organizaciones del sector privado bajo contratos de gestión y operación (M&O) con el DOE. ^[2] El sistema de Laboratorio Nacional se estableció a raíz de la Segunda Guerra Mundial, durante la cual Estados Unidos había establecido rápidamente y llevado a cabo investigaciones científicas avanzadas en el extenso Proyecto Manhattan .

Los laboratorios y su misión de investigación.

El DOE es el mayor patrocinador de investigación en ciencias físicas e ingeniería del país, y ocupa el segundo lugar después del Departamento de Defensa en apoyo a las ciencias de la computación y las matemáticas. ^[3] La mayor parte de esa investigación es realizada por los laboratorios nacionales. ^[4]

Si bien los laboratorios nacionales forman un sistema integrado, cada uno de ellos tiene su misión, capacidades y estructura individuales.

El Departamento de Energía ejecuta la investigación para apoyar sus misiones a través de 17 laboratorios nacionales.

El cuadro muestra la naturaleza de la investigación realizada en cada laboratorio.

• Cada laboratorio científico multipropósito posee una serie de capacidades e instalaciones básicas que permiten una amplia gama de investigaciones multidisciplinarias.
• Cada uno de los laboratorios de ciencias del programa único centra su investigación en investigaciones fundamentales en un campo particular de las ciencias físicas.
• Tres laboratorios de seguridad multipropósito apoyan principalmente la misión de seguridad nuclear, al tiempo que utilizan sus capacidades para realizar una amplia gama de investigaciones.
• Cada uno de los tres laboratorios de tecnología energética centra su investigación en un sector particular de tecnologías energéticas.
• Un laboratorio ambiental multipropósito se enfoca en la investigación que respalda el trabajo de gestión ambiental del DOE.

Los 17 laboratorios se enumeran a continuación, junto con la ubicación, la fecha de establecimiento y la organización que opera actualmente cada uno.

Instalaciones Nacionales de Usuario Científico

La Oficina de Ciencias del DOE opera una extensa red de 28 instalaciones nacionales para usuarios científicos. ^[15] Un total de más de 30.000 usuarios científicos de universidades, laboratorios nacionales y empresas de tecnología utilizan estas instalaciones para avanzar en su investigación y desarrollo. El personal de expertos de cada instalación que construye y opera los instrumentos asociados y trabaja con los científicos visitantes para montar experimentos con ellos. Este acceso y apoyo se proporciona sin costo a grupos científicos calificados, con prioridad basada en las recomendaciones de paneles de revisión de expertos. Las seis oficinas de investigación apoyan las instalaciones para usuarios científicos en los laboratorios nacionales.

Historia

El sello oficial del Departamento de Energía de EE.UU.

El sistema de laboratorios nacionales comenzó con los esfuerzos científicos masivos de la Segunda Guerra Mundial , en los que varias tecnologías nuevas, especialmente la bomba atómica , resultaron decisivas para la victoria aliada . Aunque el gobierno de los Estados Unidos había comenzado a invertir seriamente en investigación científica para la seguridad nacional en la Primera Guerra Mundial , fue sólo en este período de guerra que se dedicaron recursos significativos a problemas científicos, primero bajo los auspicios del Comité de Investigación de Defensa Nacional y más tarde del Oficina de Investigación y Desarrollo Científico , organizada y administrada por Vannevar Bush .

Durante la Segunda Guerra Mundial, sitios centralizados como el Laboratorio de Radiación del MIT y el laboratorio de Ernest O. Lawrence en Berkeley y el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago permitieron que un gran número de científicos expertos colaboraran hacia objetivos definidos como nunca antes. y con recursos gubernamentales de una escala sin precedentes a su disposición.

En el curso de la guerra, el esfuerzo nuclear aliado, el Proyecto Manhattan , creó varios sitios secretos con el fin de investigar bombas y desarrollar materiales, incluido un laboratorio en las montañas de Nuevo México dirigido por Robert Oppenheimer ( Los Álamos ), y sitios en Hanford, Washington y Oak Ridge, Tennessee . Hanford y Oak Ridge fueron administradas por empresas privadas y Los Alamos fue administrada por una universidad pública (la Universidad de California ). Se obtuvieron éxitos adicionales en la Universidad de Chicago en la investigación de reactores , lo que llevó a la creación del Laboratorio Nacional Argonne en las afueras de Chicago, y en otras instituciones académicas repartidas por todo el país.

Después de la guerra y sus éxitos científicos, la recién creada Comisión de Energía Atómica se hizo cargo del futuro de los laboratorios de guerra, extendiendo su vida indefinidamente (originalmente se pensaba que eran creaciones temporales). Se aseguraron fondos e infraestructura para patrocinar otros "laboratorios nacionales" para investigación básica y clasificada, especialmente en física , con cada laboratorio nacional centrado en una o muchas máquinas costosas (como aceleradores de partículas o reactores nucleares ).

La mayoría de los laboratorios nacionales mantenían personal de investigadores locales y permitían que los investigadores visitantes utilizaran sus equipos, aunque la prioridad para los investigadores locales o visitantes a menudo variaba de un laboratorio a otro. Con su centralización de recursos (tanto monetarios como intelectuales), los laboratorios nacionales sirven como ejemplo de la Gran Ciencia .

El sistema nacional de laboratorios, administrado primero por la Comisión de Energía Atómica, luego por la Administración de Investigación y Desarrollo Energético , y actualmente por el Departamento de Energía , es uno de los sistemas de investigación científica más grandes (si no el más grande) del mundo. El DOE proporciona aproximadamente un tercio del financiamiento nacional total para física , química , ciencia de materiales y otras áreas de las ciencias físicas . ^[49]

En la cultura popular

• En la serie web de Netflix Stranger Things , un laboratorio ficticio llamado Laboratorio Nacional Hawkins dirigido por el DOE está ubicado en la ciudad ficticia de Hawkins, Indiana . ^[50]
• En el programa de AMC Breaking Bad , Walter White trabaja para Sandia National Laboratories antes de la primera temporada.
• En la película de 2003 Hulk , se utiliza como poderosa fuente de rayos gamma un modelo de la Esfera Gamma, construido en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley como detector de rayos gamma. ^[51] Hulk termina arrojándolo a través de la icónica cúpula de la Fuente de Luz Avanzada, que fue diseñada por Arthur Brown Jr. alrededor de 1940 para el ciclotrón de 184 pulgadas. ^[52]

Referencias

1. "Laboratorios Nacionales". Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 11 de febrero de 2023 .
2. El Laboratorio Nacional de Tecnología Energética es el único laboratorio que es propiedad del gobierno, operado por el gobierno (GOGO) o administrado directamente por el DOE. Los demás son propiedad del gobierno y están operados por contratistas (GOCO).
3. "Fondos federales para investigación y desarrollo: años fiscales 2020-21". Centro Nacional de Estadísticas de Ciencias e Ingeniería (Fundación Nacional de Ciencias) . Consultado el 11 de febrero de 2023 .
4. "El estado de los Laboratorios Nacionales DOE (edición 2020)" (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 11 de febrero de 2023 .
5. Los contratistas anteriores de gestión y operaciones (M&O) de ORNL fundaron la Universidad de Chicago y el ejército de los EE. UU .; Monsanto (ca. 1945-1947), Union Carbide (1947-1984), Martin Marietta (1984-1995) y Lockheed Martin (1995-2000) "De espadas a arados: una breve historia del Laboratorio Nacional Oak Ridge (1943-1993 ) )". 2012-10-17. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2012 . Consultado el 3 de mayo de 2019 . "Revisión ORNL: sesenta años de gran ciencia" (PDF) . pag. 21.
6. Associated Universities, Incorporated administró Brookhaven de 1947 a 1998
7. University Research Associates administró Fermilab de 1967 a 2007.
8. Los contratistas anteriores de M&O para LANL fueron la Universidad de California (1943-2007) y el Laboratorio Nacional de Los Alamos, LLC (2007-2018). Ver más detalles en "Laboratorio Nacional de Los Álamos". Oficina del Presidente de la Universidad de California . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
9. La División Z de LANL se estableció como un laboratorio separado, Sandia, en 1948. Los contratistas anteriores de M&O para SNL fueron la Universidad de California (1948-1949), AT&T Corporation (1949-1993) y Lockheed Martin (1993-2017). . Ver más detalles en "Una herencia audaz". Laboratorio Nacional Sandia . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
10. La Universidad de California administró LLNL desde 1952 hasta 2007. Ver más detalles en "Laboratorio Nacional Livermore". Oficina del Presidente de la Universidad de California . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
11. El Midwestern Research Institute y MRI Global administraron el NREL de 1977 a 2008. Ver más detalles en "Historia del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL)" (PDF) . Laboratorio Nacional de Energías Renovables . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
12. Savannah River Nuclear Solutions, LLC administró SRNL de 2008 a 2021.
13. "Acerca del Laboratorio Nacional del Río Savannah (SRNL)" (PDF) .
14. Bechtel dirigió INL antes de 2005.
15. "Instalaciones para el usuario". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 14 de febrero de 2023 . "Instalaciones para el usuario de un vistazo". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
16. El programa de Investigación en Computación Científica Avanzada brinda soporte para cuatro instalaciones de usuario, tres centros de computación de alto rendimiento y una red de investigación de gran volumen. "Instalaciones para el usuario de ASCR". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
17. El DOE opera 5 de los 20 principales sistemas HPC en las clasificaciones Top 500 de supercomputadoras, incluido el sistema mejor clasificado. "Lista Top500 de noviembre de 2022" . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
18. "Instalación de informática de liderazgo de Argonne". Laboratorio Nacional Argonne .
19. "Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética". NERSC.gov . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
20. "Instalación de informática de liderazgo de Oak Ridge". Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
21. "Acerca de ESnet". Red de Ciencias de la Energía . Consultado el 14 de febrero de 2023 . "ESnet lanza una red de próxima generación para mejorar la ciencia colaborativa". Red de Ciencias de la Energía . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
22. El programa de Investigación Biológica y Ambiental brinda apoyo a tres instalaciones de usuarios. "Instalaciones de usuario de BER". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
23. "Instalación de investigación ARM" . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
24. "Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales". Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
25. "Instituto Conjunto del Genoma del DOE". Laboratorio de Berkeley . Consultado el 20 de febrero de 2023 .
26. El programa de Ciencias Energéticas Básicas brinda soporte a doce instalaciones de usuarios, principalmente para el estudio de química y materiales: cinco fuentes de luz de rayos X, cinco centros de investigación a nanoescala y dos centros de dispersión de neutrones. "Instalaciones de usuario de BES". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 14 de febrero de 2023 .
27. "Fuentes de luz de rayos X". Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 19 de febrero de 2023 .
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49. "Obligaciones federales para la investigación en ciencias físicas, por agencia y campo detallado: año fiscal 2019" (PDF) . Fundación Nacional de Ciencias - Centro Nacional de Estadísticas de Ciencias e Ingeniería . Consultado el 27 de diciembre de 2021 .3.197.261,8 kUSD de un total de 9.816.132,9 kUSD son aportados por el DOE. La fracción fue mayor (~40%) en el año fiscal 2016 ([1]).
50. "Lo que Stranger Things no entendió tan bien sobre el Departamento de Energía". Departamento de Energía de EE. UU . Consultado el 19 de febrero de 2023 .
51. Brumfiel, Geoff (17 de junio de 2003). "Estrellas de experimentos reales en la película Hulk". Revista de Ciencias . Consultado el 19 de febrero de 2023 .
52. "La fuente de luz avanzada". Fuentes de luz.org . Consultado el 19 de febrero de 2023 .

Otras lecturas

• Westwick, Peter J. (2003). Los laboratorios nacionales: ciencia en un sistema estadounidense, 1947-1974. Cambridge: Prensa de la Universidad de Harvard . ISBN 978-0-674-00948-6 . 

enlaces externos

• Energy.gov: sitio web de los Laboratorios Nacionales del Departamento de Energía
• Science.energy.gov: Departamento de Energía de EE. UU.; Planes decenales para los laboratorios nacionales de la Oficina de Ciencias
• Energy.gov: página de presupuesto del DOE, con enlace a los presupuestos de los laboratorios nacionales