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Laboratorio Nacional Argonne

El Laboratorio Nacional Argonne es un centro de investigación y desarrollo financiado por el gobierno federal 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 llevar a cabo el trabajo 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 en 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 plantas de energía nuclear comerciales en funcionamiento en todo el mundo tienen raíces en la investigación de Argonne. [5] Más de 1.000 científicos realizan investigaciones en el laboratorio, en los campos de almacenamiento de energía y energía renovable ; investigación fundamental en física , química y ciencia de los materiales ; sostenibilidad ambiental ; supercomputación ; y seguridad nacional .

Anteriormente, Argonne dirigía 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 lo establecido por el laboratorio en 2022, que incluyen el descubrimiento científico en ciencias físicas y biológicas; investigación energética y climática; avances en seguridad global para proteger a la sociedad; operación de instalaciones de investigación que apoyan a miles de científicos e ingenieros de todo el mundo; y desarrollo de la fuerza laboral científica y tecnológica. [7]

Historia

Orígenes

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

El 1 de julio de 1946, el Sitio A del "Laboratorio Metalúrgico" fue rebautizado formalmente como Laboratorio Nacional Argonne para "investigación cooperativa en nucleónica". A pedido de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos , comenzó a desarrollar reactores nucleares para el programa de energía nuclear pacífica del país. A fines 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.

Investigaciones tempranas

Los primeros esfuerzos del laboratorio se centraron en el desarrollo de diseños y materiales para producir electricidad a partir de reacciones nucleares. El laboratorio diseñó y construyó 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 serie de cuatro bombillas con la primera electricidad generada nuclearmente del mundo en 1951. El reactor de la central eléctrica BWR , ahora el segundo diseño más popular en todo el mundo, surgió de los experimentos con BORAX .

Los conocimientos adquiridos en los experimentos de Argonne sirvieron de base para el diseño de la mayoría de los reactores comerciales utilizados en todo el mundo para la generación de energía eléctrica, y sirven de base para los diseños actuales en evolución de reactores de metal líquido para futuras centrales eléctricas.

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

Sin embargo, no toda la tecnología nuclear se utilizó para desarrollar reactores. En 1957, mientras diseñaba un escáner para elementos de combustible de reactores, el físico de Argonne William Nelson Beck introdujo su propio brazo dentro del escáner y obtuvo una de las primeras imágenes de ultrasonido del cuerpo humano. [8] Los manipuladores remotos diseñados para manejar materiales radiactivos sentaron las bases para máquinas más complejas que se utilizaban para limpiar áreas contaminadas, laboratorios sellados o cuevas. [9]

Además de los trabajos nucleares, el laboratorio realizaba investigaciones básicas en física y química . En 1955, los químicos de Argonne descubrieron conjuntamente 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 sobre enlaces químicos. [11] En 1963, descubrieron el electrón hidratado . [12]

Se eligió Argonne como sede del Sincrotrón de Gradiente Cero de 12,5 GeV , un acelerador de protones que se inauguró en 1963. Una cámara de burbujas permitió a los científicos seguir los movimientos de las partículas subatómicas a medida que pasaban por la cámara; más tarde observaron el neutrino en una cámara de burbujas de hidrógeno por primera vez. [13]

En 1964, el reactor "Janus" se inauguró para estudiar los efectos de la radiación de neutrones en la vida biológica, proporcionando investigación para directrices sobre niveles seguros de exposición para trabajadores en plantas de energía, 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 más tarde analizaron muestras lunares de la misión Apolo 11 .

En 1978 se inauguró el Sistema Acelerador Linac Tándem Argonne (ATLAS), el primer acelerador superconductor del mundo para proyectiles más pesados ​​que el electrón. [16]

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. El EBR-II fue modificado más tarde 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 reprocesaba su propio combustible, reducía sus desechos atómicos y resistía pruebas de seguridad de las mismas fallas que desencadenaron los desastres de Chernóbil y Three Mile Island . [17] Sin embargo, en 1994, el Congreso de los EE. UU. terminó 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 plasma wakefield , 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 por parte del entonces director Alan Schriesheim, el laboratorio fue elegido como sede de la Fuente Avanzada de Fotones , una importante instalación de rayos X que se completó en 1995 y que produjo los rayos X más brillantes del mundo en el momento de su 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 ser albergadas en universidades.

A principios de la década de 2000, se fundó el Argonne Leadership Computing Facility, que albergaba varias 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 sobre materiales a nivel atómico y amplió enormemente sus programas de investigación sobre baterías y tecnología cuántica. [19]

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

Iniciativas

La supercomputadora IBM Blue Gene/Q de Argonne .

Facilidades para el usuario

Centro de Materiales a Nanoescala de Argonne
Centro de Materiales a Nanoescala de Argonne .

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

Centros

Extensión 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 todo el público mayor de 16 años para realizar visitas guiadas a las instalaciones y los terrenos científicos y de ingeniería. Para los niños menores de 16 años, Argonne ofrece actividades de aprendizaje práctico adecuadas para excursiones escolares desde jardín de infantes hasta 12.º grado. El laboratorio también organiza actividades de divulgación científica y de ingeniería educativas para las escuelas de los alrededores.

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

Directores

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

En los medios

Partes importantes de la película de persecución de 1996 Reacción en cadena se filmaron 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

Véase también

Notas

  1. ^ "Argonne: en cifras". Laboratorio Nacional de Argonne. 2020. Consultado el 1 de junio de 2023 .
  2. ^ "Lista maestra del gobierno de centros de investigación y desarrollo financiados por el gobierno federal | 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 el INL". Post Register . Idaho Falls, ID. 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 de un 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 de 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 contribuye a proteger a los trabajadores nucleares en todo el mundo". Laboratorio Nacional de Argonne.
  15. ^ Jacobsen, Sally (diciembre de 1971). "Subiendo a bordo del Viking: no hay espacio en el módulo de aterrizaje de Marte".
  16. ^ "Acerca de ATLAS". Laboratorio Nacional Argonne . Consultado el 22 de mayo de 2023 .
  17. ^ "Frontline: Reacción nuclear: entrevista con el Dr. Charles Till". PBS.
  18. ^ "Historia de Argonne: comprensión del universo físico". Laboratorio Nacional de 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, Ally (18 de marzo de 2019). "El ordenador más rápido del mundo se está construyendo a 40 kilómetros de Chicago. Su nombre es Aurora". Chicago Tribune .
  21. ^ "Una nueva técnica de rayos X puede conducir a inyectores de combustible más limpios y mejores para automóviles". Laboratorio Nacional de Argonne. 19 de febrero de 2008.
  22. ^ "El Departamento de Energía explorará la computación en la nube científica en los laboratorios nacionales de Argonne y Lawrence Berkeley". Laboratorio Nacional de Argonne. 14 de octubre de 2009.
  23. ^ Gupta, Manya (10 de noviembre de 2009). "Atención médica congelada". Medill Reports. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2011.
  24. ^ Universidad de Pensilvania (25 de junio de 2008). "Los ingenieros revelan qué hace que los diamantes sean resbaladizos a escala nanométrica". ScienceDaily .
  25. ^ "Los 'superaislantes' recién descubiertos prometen transformar la investigación de materiales y el diseño electrónico". Laboratorio Nacional Argonne. 4 de abril de 2008. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2009.
  26. ^ "Construyendo mejores baterías". Departamento de Energía de Estados Unidos. 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 de Argonne. 15 de septiembre de 2009.
  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 son sólo palabras vacías". Fleet Owner.
  30. ^ "Argonne y Northwestern buscan ANSER para los desafíos de la energía solar". Laboratorio Nacional de Argonne. 8 de mayo de 2007.
  31. ^ "Grid Research: Making the Grid Smarter" (Investigación de la red: cómo hacer que la red sea más inteligente). Centro de Transporte del Laboratorio Nacional Argonne. 1 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2015. Consultado el 14 de diciembre de 2009 .
  32. ^ "Introduciendo lo nuevo en la energía nuclear". Revista del Laboratorio Nacional Argonne. Otoño de 2009.
  33. ^ "Hacer lo imposible: reciclar los residuos nucleares". Science Channel. Archivado desde el original el 2021-12-11 . Consultado el 2013-06-10 .
  34. ^ "Argonne limpia los sitios industriales abandonados [video]". CleanSkies Network. 10 de noviembre de 2009. Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2009.
  35. ^ "Los biochips pueden detectar cánceres antes de que aparezcan los síntomas". Laboratorio Nacional de Argonne. 2008-05-09.
  36. ^ Wang, Ann (2 de diciembre de 2009). "Los microdiscos magnéticos atacan e inician la muerte celular en tumores". Boletín informativo de Johns Hopkins.
  37. ^ "La financiación de la ARRA ayudará a los científicos a comprender mejor el cambio climático". Laboratorio Nacional de Argonne. 8 de diciembre de 2009.
  38. ^ "Nueva tecnología de sensores detecta materiales químicos, biológicos, nucleares y explosivos". Laboratorio Nacional de Argonne. 21 de marzo de 2006.
  39. ^ "Una nueva fuente de rayos T podría mejorar la seguridad aeroportuaria y la detección del cáncer". Laboratorio Nacional de Argonne. 23 de noviembre de 2007.
  40. ^ Szaniszlo, Marie (6 de diciembre de 2009). "MBTA se prepara para un ataque terrorista biológico". Boston Herald .
  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 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 de energía y 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 proteica número 1000 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 sobre Almacenamiento de Energía". www.jcesr.org/publications/published-papers .
  48. ^ "Centro conjunto para la investigación sobre almacenamiento de energía". www.jcesr.org . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  49. ^ "DOE crea 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 se deleita con la atención del aniversario y 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, -87.981992