Laboratorios Nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos
Los Centros Nacionales de Tecnología y Laboratorios 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. 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.
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 informáticas y las matemáticas. La mayor parte de esa investigación la realizan los laboratorios nacionales.
Aunque los laboratorios nacionales forman un sistema integrado, cada uno de ellos tiene su misión, capacidades y estructura individuales.
El gráfico muestra la naturaleza de la investigación realizada en cada laboratorio.
- Cada laboratorio científico polivalente posee una serie de capacidades e instalaciones básicas que permiten una amplia gama de investigaciones multidisciplinarias.
- Cada uno de los laboratorios científicos de un solo programa centra su investigación en investigación fundamental en un campo particular de la ciencia física.
- Tres laboratorios de seguridad multifuncionales 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 las tecnologías energéticas.
- Un laboratorio ambiental polivalente se centra en la investigación que apoya el trabajo de gestión ambiental del DOE.
A continuación se enumeran los 17 laboratorios, junto con la ubicación, la fecha de establecimiento y la organización que opera actualmente cada uno.
| Nombre | Lugar y fecha de establecimiento | Organización operacional | Número de empleados/presupuesto anual (FY2021) |
|---|---|---|---|
| Office of Science | |||
| Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) | Berkeley, California, 1931 | Universidad de California (desde 1931) | 3.395 1.051 millones de dólares |
| Oak Ridge National Laboratory (ORNL) | Oak Ridge, Tennessee, 1943 | UT-Battelle (desde abril de 2000) | 4.368 2.130.000 dólares |
| Laboratorio Nacional Argonne (ANL) | DuPage County, Illinois, 1946 | UChicago Argonne, LLC | 3,532 1.100 millones de dólares |
| Laboratorio Nacional de Ames | Ames, Iowa, 1947 | Universidad Estatal de Iowa (desde 1947) | 310 58 millones de dólares |
| Brookhaven National Laboratory (BNL) | Upton, Nueva York, 1947 | Brookhaven Science Associates (desde 1998) | 2.989 US$572,000,000 |
| Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) | Princeton, New Jersey, 1951 | Universidad de Princeton (desde 1951) | 414 US$83,000,000 |
| SLAC National Accelerator Laboratory | Menlo Park, California, 1962 | Universidad de Stanford (desde 1962) | 1,684 434.000 dólares |
| Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) | Richland, Washington, 1965 | Battelle Memorial Institute (desde 1965) | 4,100 727 millones de dólares |
| Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) | Batavia, Illinois, 1967 | Fermi Research Alliance (desde 2007) | 1,757 596.000 dólares |
| Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF) | Newport News, Virginia, 1984 | Jefferson Science Associates, LLC (desde 2006) | 759 US$135,000,000 |
| National Nuclear Security Administration | |||
| Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) | Los Álamos, Nuevo México, 1943 | Triad National Security, LLC (Desde 2018) | 14,150 3.648 millones de dólares |
| Laboratorios Nacionales de Sandia (SNL) | Albuquerque, Nuevo México, 1948 | Honeywell International (desde 2017) | 13.400 2.813 millones de dólares |
| Livermore, California, 1956 | |||
| Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) | Livermore, California, 1952 | Lawrence Livermore National Security, LLC (desde 2007) | 8.000 2.217 millones de dólares |
| Office of Energy Efficiency and Renewable Energy | |||
| National Renewable Energy Laboratory (NREL) | Golden, Colorado, 1977 | Alliance for Sustainable Energy, LLC (desde 2008) | 2685 US$393,000,000 |
| Office of Environmental Management | |||
| Laboratorio Nacional del Río Savannah (SRNL) | Aiken, Carolina del Sur, 1952 | Battelle Savannah River Alliance (Desde 2021) | 900 400.000 dólares |
| Office of Fossil Energy " Carbon Management | |||
| National Energy Technology Laboratory (NETL) | Pittsburgh, Pennsylvania, 1910 | Department of Energy | 1.400 681.000 dólares |
| Morgantown, West Virginia, 1946 | |||
| Albany, Oregon, 2005 | |||
| Office of Nuclear Energy | |||
| Idaho National Laboratory (INL) | Idaho Falls, Idaho, 1949 | Battelle Memorial Institute (desde 2005) | 5.700 US$1.818,000,000 |
National Scientific Instalaciones del usuario
La Oficina de Ciencias del DOE opera una extensa red de 28 instalaciones nacionales de usuarios científicos. Un total de más de 30.000 usuarios científicos de universidades, laboratorios nacionales y empresas tecnológicas utilizan estas instalaciones para promover su investigación y desarrollo. El personal de expertos de cada instalación que construye y opera los instrumentos asociados y trabaja con científicos visitantes para montar experimentos con ellos. Este acceso y apoyo se proporcionan sin cargo a grupos científicos cualificados, con prioridad basada en recomendaciones de grupos de expertos. Las seis oficinas de investigación apoyan las instalaciones científicas de los usuarios en los laboratorios nacionales.
| Office of Science National Scientific User Facilities | |||
|---|---|---|---|
| Oficina del programa de patrocinio | Tipo de instalación | Nombre de la instalación de usuario " laboratorio | Número de funcionarios (aprox.)/ número de usuarios científicos (2021) |
| Advanced Scientific Computing Research (ASCR) | Instalaciones de computación de alto rendimiento | Argonne Leadership Computing Facility (ALCF) @ ANL | 170/1.168 |
| National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) @ LBNL | 130/8.751 | ||
| Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF) @ ORNL | 180/1,696 | ||
| Red de investigación de alto rendimiento | Energy Sciences Network (ESnet) @ LBNL | 135/ | |
| Biological and Environmental Research(BER) | Fondo para las observaciones atmosféricas | Instalación de medición de radiación atmosférica (ARM) @ PNNL (laboratorio de carga) | 100/960 |
Facility for environmental molecular sciences | Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales (EMSL) @ PNNL | 180/801 | |
Mecanismo para la ciencia genómica integrada | The Joint Genome Institute (JGI) @ LBNL | 250/2,180 | |
| Basic Energy Sciences (BES) | Fuentes de rayos X | Fuente de Luz Avanzada (ALS) @ LBNL | 200/1.159 |
| Fuente de fotones avanzada (APS) @ ANL | 450/3 686 | ||
| National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) @ BNL | 375/1,022 | ||
| La Fuente de Luz Coherente de Linac (LCLS) @ SLAC | 326/720 | ||
| The Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) @ SLAC | 150/1030 | ||
| Nanoscale Science Research Centers (NSRCs) | El Centro de Nanomateriales Funcionales (CFN) @ BNL | 65/571 | |
| El Center for Integrated Nanotechnologies (CINT) @ LANL & SNL | 100/721 | ||
| El Centro de Materiales Nanoscales (CNM) @ ANL | 54/702 | ||
| El Centro para las Ciencias de los Materiales de Nanofase (CNMS) @ ORNL | 108/656 | ||
| La fundición molecular (TMF) @ LBNL | 67/654 | ||
| Neutron Scattering Facilities | El reactor de isótopo de flujo alto (HFIR) @ ORNL | 100/202 | |
| The Spallation Neutron Source (SNS) @ ORNL | 450/483 | ||
| Fusion Energy Sciences (FES) | Instalaciones de fusión | The DIII-D (tokamak) National Fusion Facility @ General Atomics | NA/429 |
| Experimento nacional de toros esféricos (NSTX) @ PPPL | 300/358 | ||
| High Energy Physics (HEP) | Acelerador complejo apoyando experimentos de física | El Complejo Acelerador de Fermilab @ FNAL | 500/1.725 |
| Instalaciones de prueba de aceleradores | The Accelerator Test Facility @ BNL | 16/80 | |
| The Facility for Advanced Accelerator Experimental Tests (FACET) @ SLAC | 25/111 | ||
Historia
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 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 Comité de Investigación de Defensa Nacional. 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 para lograr 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 obtuvieron fondos e infraestructura para patrocinar otros "laboratorios nacionales" para investigación tanto clasificada como básica, especialmente en física, con cada laboratorio nacional centrado en una o varias máquinas costosas (como aceleradores de partículas o reactores nucleares).
La mayoría de los laboratorios nacionales mantuvieron personal de investigadores locales y permitieron que los investigadores visitantes usaran 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.
En la cultura popular
- En la serie web Netflix Cosas raras, un laboratorio de ficción llamado Hawkins National Laboratory dirigido por el DOE se encuentra en la ciudad ficticia de Hawkins, Indiana.
- En el programa AMC Romper malWalter White trabaja para los Laboratorios Nacionales de Sandia antes de la Temporada Uno.
- En la película de 2003 El Hulk, un modelo de la Esfera Gamma, construido en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley como detector de rayos gamma, se utiliza como la poderosa fuente de rayos gamma. El Hulk termina hurling it through the iconic dome of the Advanced Light Source, which was designed by Arthur Brown Jr. around 1940 for the 184-inch cyclotron.