ブルックヘブン国立研究所

ブルックヘブン国立研究所

ブルックヘブン国立研究所のキャンパスの眺め。手前には高中性子ビーム炉が見える。
モットー	「発見への情熱」
設立	1947
研究の種類	核および高エネルギー物理学、材料科学、ナノ材料、化学、エネルギー、環境、生物学、気候科学
予算	5億5,000万ドル以上（2015年）
監督	ジョアン・L・ヒューエット
スタッフ	2,750
位置	アメリカ合衆国、ニューヨーク州サフォーク郡、アップトン40 ° 52′30 ″N 72°52′37″W / 40.875°N 72.877°W / 40.875; -72.877
キャンパス	21 km 2 (5,265 エーカー)
運営機関	ブルックヘブンサイエンスアソシエイツLLC
Webサイト	詳しくはこちら
地図
ニューヨークの場所

ブルックヘブン国立研究所( BNL ) は、ニューヨーク州ブルックヘブン町の小さな村、アプトンにある米国エネルギー省の国立研究所です。1947 年にロングアイランドの旧米軍基地キャンプ アプトンに正式に設立されました。ニューヨーク市から東に約 60 マイルのところにあり、ストーニーブルック大学とバテル記念研究所によって管理されています。

BNLの研究には、核物理学、高エネルギー物理学、エネルギー科学技術、環境・生物科学、ナノサイエンス、国家安全保障などがある。5,300エーカーの敷地には、相対論的重イオン衝突型加速器や国立シンクロトロン光源IIなど、いくつかの大規模な研究施設がある。ブルックヘブン研究所で行われた研究に対して、7つのノーベル賞が授与されている。^[1]

BNLの運営はエネルギー省のサイトオフィスによって監督されており、約2,750人の科学者、エンジニア、技術者、サポート担当者が勤務し、毎年4,000人の客員研究員を受け入れている。^[2]研究所はエネルギー省の防護部隊によって警備されており、フルサービスの消防署があり、独自の郵便番号（11973）がある。研究所は合計5,265エーカー（21 km ^{2 ）のエリアに広がっており、その大部分は}ニューヨーク州アップトンの村落と境界を接している。BNLには、ニューヨーク・アンド・アトランティック鉄道が必要に応じて運行する支線が通っている。研究所には、国立気象局のニューヨーク市天気予報事務所が併設されている。^[3]

ブルックヘブン研究所はもともと核研究施設として構想されていましたが、その使命は大きく拡大しました。現在、その焦点は次の通りです。

• 原子核および高エネルギー物理学^[4]
• 材料物理学と化学^[5]
• 環境^[6]と気候研究
• ナノマテリアル
• エネルギー研究
• 核不拡散^[7]
• 構造生物学^[8]
• 加速器物理学^[9]

ブルックヘブン国立研究所は元々原子力委員会が所有していたが、現在は同委員会の後継機関である米国エネルギー省（DOE）が所有している。DOEは研究と運営を大学や研究機関に下請けしている。現在はストーニーブルック大学とバテル記念研究所の共同出資によるブルックヘブン・サイエンス・アソシエイツLLCが運営している。1947年から1998年まではアソシエイテッド・ユニバーシティズ（AUI）が運営していたが、1994年に高中量ビーム炉で火災が発生し、数人の作業員が放射線にさらされたことと、1997年に施設があるロングアイランド中央松林の地下水にトリチウムが漏れたとの報告があったことの2つの事件を受けてAUIは契約を失った。^{[10] [11]}

第二次世界大戦後、米国原子力委員会が設立され、政府が後援する平時の原子力研究を支援した。アメリカ北東部に原子炉を建設する取り組みは、物理学者のイジドール・アイザック・ラビとノーマン・フォスター・ラムゼイ・ジュニアによって主に推進された。彼らは、マンハッタン計画がコロンビア大学のキャンパスから撤退した後、多くの同僚が遠隔地の新しい研究施設へと去っていくのを戦争中に目撃していた。この原子炉をニューヨーク市の近くに設置するという彼らの取り組みは、ボストンの近くに施設を作ろうとするマサチューセッツ工科大学での同様の取り組みと競合した。ニューヨーク市が彼らの地理的中心となるように、ニューヨーク市の南と西にある北東部の大学の代表者からすぐに協力が求められた。 1946年3月、コロンビア大学、コーネル大学、ハーバード大学、ジョンズ・ホプキンス大学、MIT、プリンストン大学、ペンシルベニア大学、ロチェスター大学、イェール大学の9つの主要な研究大学の代表者で構成される非営利法人が設立されました。^[12]

ボストン・ワシントン回廊地帯の17の候補地のうち、スペース、交通、利用可能性を考慮して、ロングアイランドのキャンプ・アプトンが最終的に最も適していると選ばれた。このキャンプは、第一次世界大戦と第二次世界大戦の両方で米軍の訓練センターとなり、第二次世界大戦中には日系人収容所となった。 ^[要出典]戦後、キャンプ・アプトンは不要となり、軍事キャンプを研究施設に転用する計画が立てられた。

1947 年 3 月 21 日、キャンプ アプトンの敷地は米国陸軍省から米国エネルギー省(DOE ) の前身である新しい米国原子力委員会 (AEC) に正式に移管されました。^{[出典が必要]}

1947年、ブルックヘブンで最初の原子炉であるブルックヘブン黒鉛研究炉の建設が開始されました。1950年に開設されたこの原子炉は、第二次世界大戦後に米国で建設された最初の原子炉でした。高中性子ビーム炉は1965年から1999年まで稼働しました。1959年、ブルックヘブンは米国初の医療研究に特化した原子炉であるブルックヘブン医療研究炉を建設し、2000年まで稼働しました。^[要出典]

1952年、ブルックヘブンは最初の粒子加速器であるコスモトロンの使用を開始しました。コスモトロンは当時、世界最高のエネルギーを持つ加速器であり、1GeVを超えるエネルギーを粒子に与えた最初の加速器でした。コスモトロンは1960年に新しい交代勾配シンクロトロン（AGS）に取って代わられ、1966年に引退しました。AGSは、ミューオンニュートリノ、チャームクォーク、CP対称性の破れの発見など、 3つのノーベル賞につながった研究に使用されました。^[要出典]

1970年にBNLは2つの陽子交差貯蔵リングの開発と建設を目的としたISABELLEプロジェクトを開始した。プロジェクトの起工式は1978年10月であった。1981年に加速器用のトンネルがすでに掘削されていたが、ISABELLE加速器に必要な超伝導磁石に問題が発生し、プロジェクトは停止し、最終的に1983年に中止された。^[13]

国立シンクロトロン光源は1982 年から 2014 年まで稼働し、2 つのノーベル賞受賞につながる発見に関与しました。その後、国立シンクロトロン光源 IIに置き換えられました。^[要出典]

イザベル計画が中止された後、BNL の物理学者は、掘削されたトンネルと磁石アセンブリの一部を別の加速器で使用することを提案しました。1984 年に、現在相対論的重イオン衝突型加速器(RHIC) として知られる加速器の最初の提案が提出されました。建設資金は 1991 年に調達され、RHIC は 2000 年から運用されています。RHIC は世界で 2 つしかない稼働中の重イオン衝突型加速器の 1 つであり、2010 年現在、大型ハドロン衝突型加速器に次いで 2 番目にエネルギーの高い衝突型加速器です。RHIC は 2.4 マイル (3.9 km) の長さのトンネル内に収容されており、宇宙から見ることができます。^[要出典]

2020年1月9日、米国エネルギー省科学局次官のポール・ダバールは、米国の将来の電子イオン衝突型加速器（EIC）として、トーマス・ジェファーソン国立加速器施設が提案した概念設計ではなく、BNLのeRHIC設計が選ばれたと発表した。場所の選定に加えて、BNL EICはエネルギー省からCD-0（ミッションニーズ）を取得したと発表された。^[14] BNLのeRHIC設計は、偏極陽子を含む重イオンに光ビームを衝突させる既存の相対論的重イオン衝突型加速器を、偏極電子施設にアップグレードし、同じトンネル内に収容することを提案している。^[15]

1958年、ブルックヘブンの科学者たちは世界初のビデオゲームの一つである「Tennis for Two」を開発した。^{[16] [17]}

1968年、ブルックヘブンの科学者は磁気浮上を利用した輸送技術であるマグレブの特許を取得しました。^[要出典]

• 相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）は、クォーク・グルーオン・プラズマ^[18]と陽子スピンの源^[19]を研究するために設計された。 2009年までは、世界で最も強力な重イオン衝突型加速器であった。これは、スピン偏極陽子の唯一の衝突型加速器である。
• 機能性ナノ材料センター（CFN）はナノスケール材料の研究に使用されます。^[20]
• ブルックヘブンの最新のユーザー施設である国立シンクロトロン光源II（NSLS-II）は、30年間稼働していた国立シンクロトロン光源（NSLS）に代わって2015年にオープンしました。^{[21] NSLSは、2003年と2009年の}ノーベル化学賞を受賞した研究に関与していました。^[22]
• 交代勾配シンクロトロンは、この研究所のノーベル賞のうち3つの受賞に使用された粒子加速器である。^[23]
• 加速器試験施設は、粒子ビームを生成、加速、監視します。^[24]
• タンデム ヴァン デ グラーフ、かつては世界最大の静電加速器。^[25]
• 計算科学リソースには、ブルックヘブン国立研究所とストーニーブルック大学が共同で運営する、科学研究用としては世界最速の超並列型Blue Geneシリーズスーパーコンピュータへのアクセスが含まれます。^[26]
• エネルギー問題の解決に重要な高温超伝導体やその他の材料を研究するためのユニークな研究室を備えた学際科学棟。^[27]
• NASA宇宙放射線研究所では、科学者がイオンビームを使って宇宙線をシミュレートし、宇宙放射線が人間の宇宙旅行者や宇宙機器に及ぼすリスクを評価しています。^[28]

この研究所は、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）に設置された4つの検出器のうちの1つであるATLAS実験の協力パートナーであり、現在はスイスのジュネーブ近郊にあるCERNで稼働している。^[29]

ブルックヘブン社は、テネシー州オークリッジのSpallation Neutron Source 社と共同で SNS 蓄積リングの設計も担当しました。

ブルックヘブンは、中国の大亜湾原子炉ニュートリノ実験やフェルミ国立加速器研究所の深部地下ニュートリノ実験など、世界中のさまざまなニュートリノ研究プロジェクトに関与している。^[30]

認可された公開イベント以外では、研究所は一般公開されていません。研究所は、ツアーや特別プログラムのために夏の間、数回の日曜日に一般公開されます。一般公開プログラムは「サマーサンデー」と呼ばれ、7月に開催され、サイエンスショーと研究所の主要施設のツアーが行われます。^[31]研究所はまた、地元の学校向けの科学フェア、サイエンスボウル、ロボットコンテスト、および地域社会向けの講演、コンサート、科学講演を主催しています。研究所は、毎年、ロングアイランドの約35,000人のK-12生徒、200人以上の学部生、および全米各地の550人の教師 の科学教育を向上させていると見積もっています。

1997 年 1 月、BNL のスタッフが採取した地下水のサンプルから、連邦飲料水基準の 2 倍のトリチウム濃度が判明しました。その後採取されたサンプルの中には、基準の 32 倍に達したものもありました。トリチウムは、研究所の高中性子ビーム炉の使用済み燃料プールから、近隣のサフォーク郡の住民に飲料水を供給する帯水層に漏れ出していることが判明しました。

DOE と BNL によるこの事件の調査では、DOE も BNL も知らないうちに 12 年もの間トリチウムが漏れていたという結論が出ました。漏れを検知できる井戸を設置することは、1993 年に BNL のエンジニアによって初めて議論されましたが、井戸は 1996 年まで完成しませんでした。その結果、BNL のトリチウム漏れの対応と DOE の監督の不備の両方について論争が起こり、1997 年 5 月に AUI は BNL の請負業者として解任されました。

ブルックヘブンのトリチウム漏れを発見できなかった責任は研究所の管理者らが認めており、エネルギー省は研究所の運営を適切に監督できなかったことを認めている。ブルックヘブンの職員は、一般の人々の懸念や研究所が地域の環境規制に従うことに同意したにもかかわらず、トリチウム漏れを検出できたはずの監視井戸を設置する必要性を何度も低い優先順位として扱った。エネルギー省の現地監視事務所であるブルックヘブン グループはブルックヘブンのパフォーマンスに直接責任を負っていたが、同グループは研究所がすべての規制上の義務、特に監視井戸を設置するという同意を満たす責任を負わせなかった。エネルギー省の上級指導部も、環境、安全、健康問題に関する責任を請負業者が果たせるようエネルギー省のすべての部門が協力することを促す効果的なシステムを導入しなかったため、責任を共有している。環境、安全、健康問題に関する責任の不明確さは、エネルギー省の管理職にとって繰り返し問題となっていた。

1993年以来、エネルギー省は研究所敷地内の土壌と地下水の汚染の修復に5億8000万ドル以上を費やし、いくつかの注目度の高いプロジェクトを完了しました。これには、ブルックヘブン黒鉛研究炉の廃止措置と除染、^[32]ペコニック川の水銀汚染堆積物の除去、1996年以来250億ガロン以上の地下水を浄化した16のオンサイトおよびオフサイトの地下水処理システムの設置と運用が含まれます。^[33]

1997年に研究所の運営契約を獲得して間もなく、BSAはコミュニティ諮問委員会（CAC）を設立し、研究所長に浄化プロジェクトやコミュニティにとって関心のあるその他の事項について助言を行った。CACは研究所の活動に関心がある、または影響を受ける個人やグループの多様な関心と価値観を代表する。26の地元企業、市民、教育、環境、従業員、政府、健康団体の代表者から構成される。CACは独自の議題を設定し、コミュニティにとって重要な問題を提起し、研究所の経営陣に合意に基づく勧告を行うよう努める。^[34]

• 1957 – Chen Ning YangとTsung-Dao Lee –パリティ法^[35]
• 1976年 –サミュエル・CC・ティン– J/Psi粒子^[36]
• 1980年 –ジェームズ・クロニンとヴァル・ログスドン・フィッチ– CP違反^[37]
• 1988 –レオン・M・レーダーマン、メルビン・シュワルツ、ジャック・スタインバーガー–ミューニュートリノ^[38]
• 2002年 –レイモンド・デイビス・ジュニア–太陽ニュートリノ^[39]

• 2003 –ロデリック・マッキノン–イオンチャネル^[22]
• 2009 –ベンカトラマン・ラマクリシュナンとトーマス・A・シュタイツ–リボソーム^[40]

• 宇宙科学推進センター- 国際宇宙ステーションの米国国立研究所を運営しています。
• ゴールドハーバーフェロー

• 「ドクター・ストレンジレット、あるいは、私はいかにして心配するのをやめてビッグバンを愛するようになったか」

ウィキメディア・コモンズには、ブルックヘブン国立研究所に関連するメディアがあります。

• ブルックヘブン国立研究所公式ウェブサイト
• 物理学の今日: DOE がブルックヘブン研究所の HFBR を閉鎖、科学に対する政治の勝利 404
• ブルックヘブン国立研究所の夏の日曜日
• 核問題に関するアルソスデジタル図書館のブルックヘブン研究所の注釈付き書誌
• 見出し
• TRAILプロジェクトからのデジタル化されたブルックヘブン国立研究所の報告書。ノーステキサス大学図書館とTRAILでホストされています。