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アルゴンヌ国立研究所（ANL）は、米国イリノイ州デュページ郡ダウナーズグローブ郡区レモントにある連邦政府資金による研究開発センターです。1946年に設立されたこの研究所は、米国エネルギー省の支援を受け、シカゴ大学が傘下のUChicago Argonne LLCを通じて運営しています。 [ 2 ] [ 3 ]米国中西部最大の国立研究所です。
アルゴンヌ国立研究所は、第二次世界大戦中にマンハッタン計画のためにエンリコ・フェルミの原子炉に関する研究を行う目的で設立されたシカゴ大学の冶金研究所を起源としています。戦後、1946年7月1日に米国初の国立研究所に指定されました。[ 4 ]設立当初の数十年間、同研究所は核物理学の平和利用の中心地であり、世界中で稼働しているほぼすべての商業用原子力発電所はアルゴンヌの研究にルーツを持っています。 [ 5 ] 1,000人以上の科学者が、エネルギー貯蔵と再生可能エネルギー、物理学、化学、材料科学の基礎研究、環境の持続可能性、スーパーコンピューティング、国家安全保障の分野で研究所で研究を行っています。
アルゴンヌは以前、アイダホ国立工学環境研究所の隣に、アルゴンヌ国立研究所西（または単にアルゴンヌ西）と呼ばれる小規模な施設を運営していました。2005年に、アイダホ州に拠点を置く2つの研究所が合併し、アイダホ国立研究所となりました。[ 6 ]
アルゴンヌ国立研究所は、拡大を続けるイリノイ州技術研究回廊の一部である。米国エネルギー省傘下の別の国立研究所であるフェルミ国立加速器研究所は、約32キロメートル（20マイル）離れた場所に位置している。
アルゴンヌ国立研究所は、2022年に発表したように、物理学および生命科学における科学的発見、エネルギーおよび気候研究、社会を守るためのグローバルセキュリティの進歩、世界中の何千人もの科学者や技術者を支援する研究施設の運営、科学技術人材の育成を含む、5つの重点分野を掲げている。[ 7 ]
アルゴンヌ国立研究所は、1942年にシカゴ大学のマンハッタン計画の一環として冶金研究所として設立されました。冶金研究所は、シカゴ大学のスポーツスタジアムの観客席の下に、世界初の原子炉であるシカゴ・パイル1号機（CP-1）を建設しました。1943年、CP-1はシカゴ郊外の森林保護区であるアルゴンヌの森にCP-2として再建されました。ここに建設された研究所施設は、サイトAとして知られるようになりました。
1946年7月1日、「冶金研究所」のAサイトは、「核工学における共同研究」を目的としたアルゴンヌ国立研究所として正式に再認可された。米国原子力委員会の要請により、同研究所は国の平和的な原子力エネルギー計画のための原子炉の開発を開始した。1940年代後半から1950年代初頭にかけて、研究所は西へ移転し、法人化されていないデュページ郡のより広い敷地に移り、さらに核研究を行うためにアイダホ州に「アルゴンヌ・ウェスト」と呼ばれる遠隔地を設立した。
同研究所の初期の取り組みは、核反応による発電のための設計と材料の開発に重点を置いていた。同研究所は、世界初の重水減速炉であるシカゴ・パイル3号機（1944年）と、アイダホ州に建設された実験増殖炉I号機（シカゴ・パイル4号機）を設計・建設した。実験増殖炉I号機は、1951年に世界初の原子力発電による電力で4つの電球を点灯させた。現在世界で2番目に普及しているBWR型原子力発電所用原子炉は、 BORAX実験から生まれたものである。
アルゴンヌ研究所の実験から得られた知見は、世界中で発電に使用されているほとんどの商用原子炉の設計の基礎となり、将来の発電所向けの液体金属原子炉の現在も進化を続ける設計に役立っている。
一方、同研究所は、世界初の原子力潜水艦であるUSSノーチラスの原子炉設計にも協力しており、ノーチラスは513,550海里（951,090km ）以上を航行し、アメリカの原子力海軍の基礎を築いた。
しかし、すべての原子力技術が原子炉の開発に使われたわけではない。1957年、アルゴンヌ国立研究所の物理学者ウィリアム・ネルソン・ベックは、原子炉燃料要素用のスキャナーを設計していた際に、自らの腕をスキャナーの中に入れ、人体の最初の超音波画像の一つを取得した。 [ 8 ]放射性物質を扱うために設計された遠隔操作装置は、汚染地域、密閉された実験室、洞窟の浄化に使用されるより複雑な機械の基礎を築いた。[ 9 ]
核研究に加えて、この研究所は物理学と化学の基礎研究も行っていた。1955年、アルゴンヌの化学者たちは、周期表の99番目と100番目の元素であるアインスタイニウムとフェルミウムを共同で発見した。[ 10 ]
1962年、アルゴンヌの化学者たちは不活性希ガスであるキセノンの最初の化合物を生成し、化学結合研究の新たな分野を開拓した。[ 11 ] 1963年には、水和電子を発見した。[ 12 ]
アルゴンヌ国立研究所は、1963年に開設された陽子加速器である12.5 GeVゼロ勾配シンクロトロンの設置場所として選ばれた。バブルチャンバーにより、科学者たちはチャンバー内を高速で通過する素粒子の動きを追跡することができた。その後、彼らは水素バブルチャンバーで初めてニュートリノを観測した。 [ 13 ]
1964年、「ヤヌス」原子炉が稼働を開始し、中性子放射線が生物に及ぼす影響を研究し、発電所、研究所、病院の作業員の安全な被ばくレベルに関するガイドラインの研究を提供した。[ 14 ]アルゴンヌ国立研究所の科学者たちは、アルファ線を使用して月の表面 を分析する技術を開拓し、1967年にサーベイヤー5号[ 15 ]に搭載して打ち上げ、後にアポロ11号ミッションで採取された月のサンプルを分析した。
1978年、アルゴンヌ・タンデム・リニアック加速器システム（ATLAS）が、電子より重い粒子を加速する世界初の超伝導加速器として開設された。[ 16 ]
この時期の原子力工学実験には、現代の多くの原子力発電所の先駆けとなった実験沸騰水型原子炉や、ナトリウム冷却式で燃料リサイクル施設を備えた実験増殖炉II （EBR-II）などがあった。EBR-IIは後に高速中性子炉や、1982年には一体型高速炉の概念など、他の原子炉設計をテストするために改造された。一体型高速炉は、燃料を再処理し、放射性廃棄物を削減し、チェルノブイリやスリーマイル島の事故を引き起こしたのと同じ故障の安全テストに耐えた革新的な設計だった。[ 17 ]しかし、1994年に米国議会はアルゴンヌの原子力プログラムの大部分への資金提供を打ち切った。
アルゴンヌ研究所は、物理学、化学、冶金学における経験を活かしつつ、他の分野に特化していきました。1987年には、プラズマウェイクフィールド加速と呼ばれる先駆的な技術を初めて実証することに成功しました。これは、従来の加速器よりもはるかに短い距離で粒子を加速する技術です。[ 18 ]また、強力な電池研究プログラムも育成しました。
当時の所長アラン・シュリースハイムの尽力により、この研究所は先進光子源（Advanced Photon Source）の建設地に選ばれた。先進光子源は主要なX線施設であり、1995年に完成し、建設当時は世界で最も明るいX線を生成した。
この研究所は、エネルギー研究の中心地として発展を続けるとともに、大学に設置するには規模が大きすぎる科学施設の拠点としても機能するようになった。
2000年代初頭、アルゴンヌ国立研究所リーダーシップコンピューティング施設（ALCF）が設立され、複数のスーパーコンピュータが設置されました。そのうちのいくつかは、建設当時、世界で最も強力なスーパーコンピュータのトップ10にランクインしていました。研究所はまた、原子レベルでの材料研究を行うためのナノスケール材料センターを設立し、バッテリー研究と量子技術プログラムを大幅に拡大しました。[ 19 ]
シカゴ・トリビューンは2019年3月に、同研究所が世界で最も強力なスーパーコンピューターを構築していると報じた。5億ドルの費用がかかり京FLOPS の処理能力を持つ。用途には、星の分析や電力網の改善などが含まれる。 [ 20 ]
アルゴンヌ国立研究所は、単一の企業や大学が建設・運営するには費用がかかりすぎる科学施設を建設・維持管理しています。これらの施設は、アルゴンヌ国立研究所の研究者、民間企業、学術機関、他の国立研究所、そして国際的な科学機関によって利用されています。
アルゴンヌ国立研究所は、16歳以上の方を対象に、科学・工学施設および敷地内のガイド付きツアーを提供しています。16歳未満のお子様向けには、幼稚園から高校までの校外学習に適した体験型学習プログラムをご用意しています。また、周辺地域の学校向けに、科学・工学分野の教育普及活動も行っています。
アルゴンヌ国立研究所の科学者や技術者は、研究開発活動の一環として、毎年約1,000人の大学院生や博士研究員の育成に携わっている。
アルゴンヌ国立研究所の歴史の中で、13人が所長を務めてきました。[ 51 ]
（なお、シカゴ大学は2017年11月に、ポール・カーンズが「アルゴンヌ国立研究所の第14代所長」に就任すると誤って報じていたことにご注意ください。[ 52 ]）
1996年の追跡映画『チェーン・リアクション』の大部分は、ゼロ勾配シンクロトロンリングルームと旧連続波重水素実証実験室で撮影された。 [ 63 ]
シカゴ大学学長のハンナ・H・グレイは、アルゴンヌ国立研究所の上級副所長兼最高執行責任者であるアラン・シュリースハイムが、木曜日付で同研究所の所長に任命されたと発表した。
イーストマンは、12年間所長を務めた後、7月1日に辞任する意向を11月に発表したアラン・シュリースハイムの後任となる。
アルゴンヌ国立研究所の副所長であるフランク・Y・フラディン氏が、7月から同研究所の暫定所長に就任すると、同研究所を運営するシカゴ大学が発表した。これまで所長を務めてきたディーン・イーストマン氏は、同大学の常勤職に就任する。
大学は、国際的に認められた原子核物理学者および加速器物理学者であるヘルマン・グルンダー氏を、11月1日付でアルゴンヌ国立研究所の所長に任命した。グルンダー氏は、1999年7月1日から暫定所長を務めていた工学研究担当副所長のユン・I・チャン氏の後任となる。
。シカゴ大学は、ロバート・ロスナー氏をアルゴンヌ国立研究所の所長に任命した。就任は4月18日（月）付。
シカゴ大学の著名な物理学者であり、米国エネルギー省アルゴンヌ国立研究所の上級管理職であるエリック・D・アイザックス氏が、アルゴンヌ国立研究所の次期所長に選出された。任命は2009年5月1日付で発効する。
シカゴ大学のロバート・J・ジマー学長は、シカゴ大学の物理学教授であり、米国エネルギー省アルゴンヌ国立研究所の物理科学・工学担当副所長であるピーター・B・リトルウッド氏が、アルゴンヌ国立研究所の第13代所長に選出されたと発表した。
国立研究所システムおよびエネルギー省で複数の指導的役割を担ってきたカーンズ氏は、現在アルゴンヌの暫定所長を務めている。同氏の任命は即日発効となる。カーンズ氏は、持続可能なエネルギー、健全な環境、そして安全な国家という現代の大きな課題に対する科学的および工学的解決策を追求する学際的な科学および工学研究センターであるアルゴンヌの第14代所長となる。
北緯41度42分33秒、西経87度58分55秒/北緯41.709166度、西経87.981992度/北緯41.709166度、西経87.981992度