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
研究の種類核物理学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、環境科学、生物学、気候科学
予算5億5000万米ドル以上（2015年）
監督ジョン・ヒル
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、アプトン北緯40.875 °西経72.877°北緯40度52分30秒 西経72度52分37秒 / / 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bnl.gov
地図
ブルックヘブン国立研究所はニューヨークにあります
ブルックヘブン国立研究所
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陸軍基地キャンプ・アプトン跡地に正式に設立されました。ニューヨーク市の東約96キロメートルに位置し、ストーニーブルック大学とバテル記念研究所によって運営されています。[ 1 ]

BNLの研究分野は、原子核物理学および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、国家安全保障など多岐にわたります。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（RCL）や国立シンクロトロン光源II（NSL II）など、複数の大規模研究施設が立地しています。ブルックヘブン研究所で行われた研究により、これまでに7件のノーベル賞が授与されています。[ 1 ]

概要

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）が与えられている。研究所の敷地面積は5,265エーカー（21 km 2 ）で、ニューヨーク州アップトンの村落とほぼ境界を接している。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接続されている。研究所には、国立気象局のニューヨーク市気象予報所が併設されている。[ 3 ]

主要プログラム

ブルックヘブン国立研究所とニューヨーク市の位置

ブルックヘブン研究所は当初、原子力研究施設として構想されましたが、その使命は大きく拡大しました。現在、その焦点は以下のとおりです。

手術

ブルックヘブン国立研究所は元々は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委託している。現在は、ストーニーブルック大学とバテル記念研究所の対等なパートナーシップであるブルックヘブン・サイエンス・アソシエイツLLCによって運営されている。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）によって運営されていたが、1994年に高中性子ビーム反応炉で火災が発生し、数名の作業員が被ばくしたこと、および1997年に施設が位置す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出したとの報告があり、AUIは契約を失った。[ 10 ] [ 11 ]

歴史

基礎

第二次世界大戦後、米国原子力委員会が設立され、政府が資金提供した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。彼らは戦時中、マンハッタン計画がコロンビア大学から撤退した後、多くの同僚が遠隔地の研究拠点へと去っていくのを目の当たりにしていた。ニューヨーク市の近くに原子炉を建設するという彼らの取り組みは、ボストン近郊に施設を作ろうとするマサチューセッツ工科大学による同様の取り組みと競合した。ニューヨーク市を地理的な中心にするため、ニューヨーク市の南と西にある北東部の大学の代表者にも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からなる非営利法人が設立されました。[ 12 ]

第一次世界大戦中のキャンプ・アプトン跡地にいる兵士たち。1947年にBNLとして再利用されることになる。

ボストン・ワシントン回廊地帯の17の候補地の中から、広さ、交通の便、そして利用しやすさを考慮し、最終的にロングアイランドのキャンプ・アプトンが最も適していると判断されました。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強制収容所としても利用されました。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ました。

1947 年 3 月 21 日、キャンプ アプトン施設は米国陸軍省から米国エネルギー省(DOE)の前身である新設の米国原子力委員会 (AEC) に正式に移管されました。

研究と施設

原子炉の歴史

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、アメリカ合衆国で初めて建設された原子炉でした。高中性子ビーム炉は1965年から1999年まで稼働しました。1959年には、ブルックヘブンはアメリカ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。[ 13 ]

加速器の歴史

尾崎智史は1991年に相対論的重イオン衝突型加速器の磁石と一緒にポーズをとった。

ブルックヘブン研究所は1952年、同研究所初の粒子加速器であるコスモトロンの運用を開始しました。コスモトロンは当時、世界最高エネルギーの加速器であり、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年に新型の交代勾配シンクロトロン（AGS）に置き換えられ、1966年に退役しました。AGSは、ミューニュートリノ、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る研究に使用されました。

1970年、BNLは2基の陽子交差貯蔵リングの開発・建設を目的としたISABELLE計画を開始した。この計画は1978年10月に起工された。1981年、加速器用のトンネルが既に掘削されていたものの、ISABELLE加速器に必要な超伝導磁石に問題が発生し、計画は中断された。そして最終的に1983年に中止された。[ 14 ]

国立シンクロトロン光源（ National Synchrotron Light Source）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、National Synchrotron Light Source IIに置き換えられました。[ 15 ]

イザベル計画の中止後、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に利用することを提案しました。1984年、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年から稼働しています。世界で稼働中の2基の重イオン衝突型加速器のうちの1つであるRHICは、2010年時点で大型ハドロン衝突型加速器（LHC）に次いで2番目に高いエネルギーの衝突型加速器です。RHICは長さ2.4マイル（3.9km）のトンネル内に設置されており、宇宙から見ることができます。[ 16 ]

2020年1月9日、米国エネルギー省科学局次官のポール・ダバール氏は、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設計が選定されたと発表した。建設場所の選定に加え、BNL EICがエネルギー省からCD-0（ミッションニーズ）を取得したことも発表された。[ 17 ] BNLのeRHIC設計では、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。[ 18 ]

その他の発見

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」を開発しました。[ 19 ] [ 20 ]

1967年、ブルックヘブンの科学者たち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。[ 21 ]

2024年、ブルックヘブン国立研究所の科学者たちは新しい種類の反物質核を発見した。[ 22 ]

主要施設

オフサイト貢献

この検出器は、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）に設置されている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欧州原子核研究機構（CERN）で稼働しています。[ 34 ]

ブルックヘブンは、テネシー州オークリッジのSpallation Neutron Sourceと提携して SNS 蓄積リングの設計も担当しました。

ブルックヘブンは、中国のダヤベイ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。[ 35 ]

パブリックアクセス

2012 年、ブルックヘブン国立研究所の「サマー サンデー」一般公開ツアー中の国立シンクロトロン光源 II施設の外観。

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。夏季には、見学ツアーや特別プログラムのために数日間、日曜日に研究所を一般公開しています。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、科学ショーや研究所の主要施設の見学ツアーなどが開催されます。[ 36 ]また、研究所では地元の学校を対象に科学フェア、サイエンスボウル、ロボット競技会を開催し、地域社会向けには講演会、コンサート、科学講演会なども行っています。研究所は、毎年ロングアイランドのK-12（幼稚園から高校までの生徒）約35,000人、200人以上の大学生、そして全米各地から集まった550人の教師の科学教育の向上に貢献していると推定しています。

環境浄化

1997年1月、BNL職員が採取した地下水サンプルから、トリチウム濃度が連邦飲料水基準の2倍であることが明らかになりました。その後採取されたサンプルの中には、基準値の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住民に飲料水を供給する帯水層に漏れ出ていることが判明しました。

DOEとBNLによるこの事故に関する調査の結果、トリチウムはDOEとBNLの双方が認識することなく、12年もの間漏洩していたことが判明しました。漏洩を検知できる可能性のある井戸の設置は、BNLの技術者によって1993年に初めて検討されましたが、井戸は1996年まで完成しませんでした。BNLのトリチウム漏洩への対応とDOEの監督不行き届きをめぐる論争が巻き起こり、1997年5月にAUIはBNLの請負業者として契約を解除されました。

ブルックヘブン研究所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。ブルックヘブン当局は、国民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、繰り返し優先順位の低いものとして扱っていた。エネルギー省の現地監視オフィス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、監視井戸を設置するという同意をはじめ、すべての規制上の義務を果たす責任を研究所に負わせることができなかった。エネルギー省の上級管理職にも責任があり、彼らはエネルギー省のすべての部署が協力して請負業者が環境、安全、健康問題に関する責任を果たすよう促す効果的なシステムを導入できなかった。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起こる問題である。

1993年以降、エネルギー省は研究所敷地内の土壌および地下水汚染の修復に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・グラファイト研究炉の廃止措置と除染、[ 37 ]ペコニック川の水銀汚染堆積物の除去、そして1996年以降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。[ 38 ]

BSAは1997年に研究所の運営契約を獲得した直後、地域諮問委員会（CAC）を設立し、研究所長に対し、浄化プロジェクトや地域社会にとって重要なその他の事項について助言を行いました。CACは、研究所の活動に関心を持つ、あるいは影響を受ける個人や団体の多様な利益と価値観を代表する機関です。CACは、26の地元企業、市民団体、教育団体、環境団体、従業員団体、政府団体、保健団体の代表者で構成されています。CACは独自の議題を設定し、地域社会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提言を行うよう努めています。[ 39 ]

ノーベル賞

ノーベル物理学賞

ノーベル化学賞

研究室長一覧

1946年以降、以下の人物が研究所長を務めた。[ 46 ]

いいえ。画像 名前 学期開始 学期末 注記
1 フィリップ・モース1946 1948
2 リーランド・ハワース1948 1961
3 モーリス・ゴールドハーバー1961 1973
4 ジョージ・ヴィンヤード 1973 1981
5 ニコラス・サミオス1982 1997
6 ジョン・マーバーガー1997 2001年10月23日
暫定 ピーター・ポール 2001年10月26日 2003年3月31日 [ 47 ] [ 48 ]
7 プラヴィーン・チャウダリ 2003年4月1日 2006年4月30日 [ 49 ] [ 50 ]
暫定 サミュエル・アロンソン2006年5月1日 2006年8月18日 [ 51 ]
8 2006年8月18日 2012年12月31日 [ 52 ] [ 53 ]
暫定 ドゥーン・ギブス 2013年1月1日 2013年3月29日 [ 54 ]
9 2013年3月29日 2023年4月17日 [ 55 ]
暫定 ジャック・アンダーソン 2023年4月18日 2023年6月
10 ジョアン・ヒューエット2023年6月 2025年9月23日 [ 56 ]
暫定 ジョン・ヒル 2025年9月23日 現在 [ 57 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b「History | Office of Brookhaven National Laboratory Affairs」www.stonybrook.edu . 2024年12月2日閲覧。
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  56. ^ 「ジョアン・ヒューエット氏がブルックヘブン国立研究所の所長に任命」 BNL、2023年4月10日。
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