橡树岭国家实验室( 三 )


橡树岭国家实验室

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回旋加速器中子源由劳伦斯伯克力国家实验室 (LBNL)负责设计和建造SNS的前端系统,包括一个离子源,束流形成和控制硬体,以及低能束流传输和加速系统 。离子源产生负氢离子 - 带一个额外的附加电子的氢一 形成一个脉冲束流,并被加速到2.5 MeV 。这一束流被传送到一个大的线性加速器 。生物处理研究设施生物处理研究设施系指採用搅拌罐、桶状反应堆和用于大规模批量和桶型实验的发酵实验生产装置,研究先进生物处理方案的实验室组合体 。研究与开发活动包括(但不局限于)饲料养分的预处理和分离、微生物培育分类和改进以及基因控制;微生物和酶的定位、先进生物反应堆原理;垃圾生物处理、处理可行性和按比例扩大、先进分析原理、生物处理检测和控制以及生化分离 。建筑技术中心建筑技术中心确定、开发和推广可持续性和能源效率高的建筑技术和系统 。该中心为美国建筑业提供建筑外壳、加热和冷却以及设备的测试和分析诀窍 。其他研究领域为监测和系统分析现有的建筑工作 。用于中子科学的
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建筑技术中心鐦用户装置
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用于中子科学的鐦用户装置用于中子科学的鐦用户装置是个採用紧凑型(手指大小)鐦-252中子源容器的独特中子辐照装置 。这些中子源为能源部鐦-252分配计画储存在鐦用户装置 。有两个没污染的热室研究人员可以进入和组装实验设备,之后是能放射出大于1011中子/秒的鐦-252中子源,这些中子源可用于辐照 。快中子谱(平均能量约为2.1MeV)可调製到热中子谱,小样品容积可由大于108 cm-2 s-1的热和/或快中子通量辐照 。相应的伽吗剂量比中子剂量小得多 。利用鐦用户装置的实验避免了在规章和放射性方面对中子源进行监管和处理的考虑 。主要成就1、核动力与研究反应堆—从曼哈顿工程到电的产生20世纪四十年代诞生了许多动力反应堆概念,有些发展被认为仍然有效的技术 。因为认为铀非常稀少,所以一些科学家想出一种产生多余消耗钸的快速反应堆 。1945年,Wigner和Harry Soodak公布了用钠冷却增殖反应堆的第一个设计 。2、反应堆化学—鉕的发现1914年,第一次世界大战中在战斗中阵亡的前一年,其工作影响元素在周期表中最后排序 。才华横溢的英国物理学家证明在稀土钕和钐之间应该存在元素61 。1941-42年美国化学家们试图造出元素61,但不能证明已经造出这一元素 。
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Charles Coryell1945年,在Charles Coryell的领导下,工作在石墨反应堆上的化学家Jacob Marinsky和Larry Glendenin造出了元素61 。他们通过铀的裂变和用用来自反应堆中裂变铀的中子轰击钕获得这一元素 。他们在附近的热实验室和化学楼里工作,利用离子交换色层法,首次从化学上鉴定了元素61的两个同位素 。Marinsky和Glendenin在1947年的美国化学学会会议上宣布了他们在化学上证明元素61的存在 。1948年,他们在麻省理工学院工作时建议将元素61“鉕”命名为普罗米修斯(希腊神话中的巨人,相传因盗取天火给人类触怒主神宙斯,被锁在高加索山崖遭受神鹰折磨) 。这一想法来自Coryell的妻子Grace Mary 。1949年这一名称被国际化学化学联合会所接受 。鉕是在地球地壳中没有发现发射β的放射性金属,在仙女座中一个星的光谱里看到了它 。鉕147用于飞弹中的仪器核动力电池 。3、核同位素二次大战期间,橡树岭Y-12厂被用来电磁分离两个铀同位素,产生曼哈顿工程用的武器等级的材料 。大战结束后,除了一个电磁型同位素分离器大厅外,其他所有的大厅均转为它用 。剩余的设施转给ORNL,生产许多用于和平目的的同位素 。4、核医学—疾病的诊断和治疗将ORNL产生的放射性同位素转变为可恢复人体健康的试剂是ORNL核医学研究人员长期以来的奋斗目标 。20世纪七十年代中叶以来,在Russ Knapp的领导下,他们开发出用于医学扫描诊断心脏病的放射性成像试剂 。该试剂已经在全世界350000病人研究中经过了试验,在日本和俄罗斯进行工业化生产,并用于治疗无数的心脏病患者 。ORNL试剂是用放射性碘做标记的脂肪酸,可用来探测心脏病发作后心肌有多少还活着,预测搭桥手术或气球状的血管成型术是否会恢复所有血液流通 。5、核燃料—开发新工艺第二次世界大战期间,橡树岭的石墨反应堆是作为一个试验工厂为展示钸的产生而运行的 。ORNL的研究人员开发出从用过的铀燃料和裂变产品中分离钸的化学工艺 。他们利用沉澱从溶解在硝酸中用过的燃料中提取钸,设计和套用工艺 。6、核燃料—核工业的新设计上个世纪四十年代末,由Eugene Wigner领导的ORNL小组设计了水冷却释热元件,确保材料试验反应堆产生足够高的中子浓缩度,以便确定哪些支撑最好的材料可用于未来反应堆 。该组设计的铀释热元件放在铝板之间,外面由铍包围,将中子反射回到堆芯 。Wigner最有名的发明是将铝板弯曲,所以在非常热的情况下,它们只向一个方向弯曲,防止水冷却液流量的压缩,这决定着中子的流强 。这个设计是美国研究反应堆和潜水艇堆芯的模型 。7、核燃料—国际软体SCALE是一个易于使用用来确定核装置的设计和传输或存储数据包是否符合核安全标準的计算机软体系统 。ORNL开发的系统在世界範围里被用来回答核安全问题 。例如:装有用完的核燃料的储存罐足以禁止,防止雇员达到有害辐射水平吗?罐的设计,在平板卡车或火车车厢里罐的摆放,会防止涉及不受控制地释放能量和辐射的临界事故吗?8、核安全—了解挑战ORNL在无数方面对核安全起作用 。它培养了900多位反应堆设计和安全操作方面的工程师 。实验室出版了核安全杂誌已有30多年 。60年代以来,ORNL已经对核临界安全具有了重要影响 — 利用工业控制防止产生在铀或钸的处理、储存和运输中发生意外不能控制的链式反应的潜在后果 。ORNL的研究人员提供几个临界安全标準和管理批准这个指导原则的国际小组 。9、核脱盐—渴望解决方案联合国估计全世界有11亿人口,几乎6个人中就有1人喝不到安全的饮用水 。一种解决的方案是从海洋里取水并把盐除掉 。10、核不扩散—降低核威胁2002年,ORNL组与美国核安全局、国务院和国际原子能委员会的专家们一道从南斯拉夫反应堆上安全拆除50公斤的高浓缩铀 。这些材料被运到俄罗斯转为反应堆级燃料 。为减少美国和俄罗斯反应堆产生的多余的武器级的钸,ORNL管理多处为轻水反应堆生产、辐照和试验基于钸的混合氧化物燃料的工作 。ORNL管理和与俄罗斯从事开发生产俄罗斯反应堆所用混合氧化物燃料需要的技术 。通过将原苏联的武器研究人员固有的技术商品化和重新产业化的努力,ORNL正为他们创造有意义的工作 。11、中子散射—变化的仪器1994年,率先在橡树岭石墨反应堆上採用中子散射开展材料研究的Clifford Shull分享了诺贝尔物理奖 。Shull和他的导师Ernest Wollan利用中子散射确定晶体中原子在哪里 。中子散射在世界上被用于研究材料的结构和动力学,开发出强力塑胶、小电机中看到的改进的磁性材料、信用卡、计算机磁碟和CD糟 。1945后期,用X射线散射研究固体和气体的Wollan考虑用石墨反应堆的中子研究散射 。他通过让反应堆中子经过晶体产生了一个单波长中子束流,并用谱仪测量与中的原子核相互作用所发生的中子散射的角度和能量 。这一信息帮助揭示物质的结构 。12、半导体—打造数字的未来过去40年间,ORNL的研究人员提供了重要的信息和技术,产生了半导体产业,提高了该产业的经济意义 。1962年,Ordean Oen和Mark Robinson在开展晶体材料中辐射损伤理论研究的同时,进行揭示离子沟道影响与固体中长排的原子平行的原子的长距离运动的计算机模拟 。这一工作和Bill Appleton、Charles Moak、Sheldon Datz、Herb Krause和其他人所做的高能离子沟道实验能够了解沟道现象,帮助工业界生产具有正确特性的植入离子的半导体材料 。13、半导体—传输电力由于有了高温超导线和电缆,未来的电网将更加有效 。ORNL的研究人员与工业伙伴合作,利用1986年发现的现象所开发的高温超导线的电阻比铜线的电阻小得多 。与相当的技术比较,使用这样的线的设备占用空间较小,运行费用较低,耗能较少 。美国电网中超导电缆导电是同样大小尺寸铜线的5倍 。因为高温超导电缆以热量形式损失很少的能量,所以电传输的损耗减少一半,从8%降低到4% 。14、离子植入材料—实在的人造关节在ORNL,通过纯理论手段出色地发现离子沟道,最后导致制定基于加速器的计画将离子引入材料 。研究人员发现离子植入能够改进许多材料的表面,包括用于製造人造髋关节和膝盖的合金 。15、环境影响分析—寻找平衡联邦政府资助或批准的设施在建造前,必须认真检查工程的效果 。在环境影响说明中,必须权衡它们的造价和效益 。自1971年以来,为核电厂曾準备过这样的环境影响说明 。ORNL和其他三个国家实验室的研究人员涉及一个应急计画,为90个运行核电厂和那些建设中的核电厂或正在设计中的核电厂起草环境影响说明 。七十年代,ORNL还涉及决定是否为提出的电厂建造冷却塔,以保护哈德逊河的有条纹鲈鱼 。ORNL的工程师们开发出的一种电子标记,它通过手术植入雨中 。该标记发射出超音波信号,用于观测三文鱼靠近水电大坝时的变化 — 这一信息有助于鱼安全通大坝的上游和下游 。16、环境质量—种下科学的种子来自工业设施的放射性和有害物质对构成生态系统的动植物有什幺影响?生态系统与地球大气如何发生相互作用?ORNL的研究人员帮助回答了这些和其他50多年来的其他问题,开创了生态研究的新领域 。17、空间探索—最后的前沿科学2002年8月20日,美国国家宇航局庆祝旅行者2号宇宙探测器通过太阳系旅程25周年 — 可能是人类探索宇宙最伟大的功绩 。旅行者2号向地球发回令人注目的木星、土星、天王星和海王星地形、环和卫星的照片 。旅行者2号距太阳足足超过60亿英里远,上面载有ORNL製造的材料 。18、石墨和碳产品—从飞弹到纳斯卡(NASCAR)石墨反应堆的名称承认石墨需要有的特性 。这种形式的结晶碳被选为橡树岭的第一台反应堆和Hanford钸产生反应堆的减速器 。石墨不仅将铀裂变中产生的中子减速到足以使钸形成,而且还在高温时变得更强,并抗辐射损伤 。19、先进材料—工业用的合金材料合成ORNL第一个开发的商业化的合金是耐盐酸镍基合金-N,先由国际镍公司出售,由Haynes International公司销售 。这个镍-钼-铜-铁合金是由Hank Inouye和其他人开发的,含有ORNL开发的熔盐反应堆使用的燃料 。该种合金抗老化、抗断裂和抗暴露在热的含氟化物的盐引起的腐蚀 。20、先进材料—工具、涡轮机和柴油发动机许多发明在10到15年里从实验室到工厂都不会取得成功,但ORNL的一种陶瓷发现后3年成为商业产品 。这个名人遗物收藏馆的陶瓷是铝氧化物和从普通米壳製造的微观硅炭化物SiC晶须的複合材料 。21、生物技术—用细菌清除ORNL生物技术一个早期的例子是1972年由Chet Francis所做的展示:花园土壤中的细菌能够去掉工业废水中的硝酸盐和稀有元素 。ORNL在俄亥俄州的Portsmouth铀浓缩厂建了一座试验生物反应堆处理硝酸盐废物 。橡树岭Y-12国家安全整套装置为处理硝酸废物的一座工厂採用了Francis的设计 。在这些场地利用重组体和自然细菌处理地下废物的生物治疗在继续进行 。在1997年进行的lysimeter实验中,ORNL採用了基因工程微生物来探测土壤污染物;美国政府部门首次批准它在能源部的一个场地有控制地向环境释放 。六十年代,Howard Adler和他的助手们研究辐射对大肠桿菌的影响 。一些被辐射损伤的细菌死亡,神秘的是除非它们生长在有其他细菌的情况下 。最终的解释是含有来自那些其他细菌薄膜部分的酶,它把氧从介质中去掉,使得受损伤的大肠桿菌得以复原 。Adler和Jim Copeland开发出一项提取和冷藏这些薄膜碎片,和利用它们去掉来自支持厌氧微生物(在氧中死亡)液体介质的氧的技术 。他们的技术有助于早发现由厌氧微生物和生产像丁醇之类的化学品引起的疾病,如破伤风和坏疽 。1987年,他们成立了Oxyrase公司,继续向北美、南美、亚洲和欧洲的医院病理学和研究实验室销售诊断介质 。利用在生产除冰剂、食品添加剂、溶剂和最后是塑胶中需要的将普通糖转化为琥珀酸的一种新的微生物,ORNL和美国能源部其他的国家实验室与套用碳-化学製品公司(Applied Carbo-Chemicals)一起开发了一种发酵工艺 。ORNL的Nhuan Nghiem和Brian Davison在生物反应堆中开发了这一发酵工艺 。套用碳-化学製品公司展示了这一很快商品化的发酵10万公升的工艺流程 。22、光合作用—发现光发现光对研究绿色植物细胞和辐射有兴趣的几位ORNL的生物学家集中研究了光合作用 。23、生物系统—生命工厂一瞥ORNL制定其生物研究计画,旨在确定辐射的性质和辐射对活细胞的影响 。这些研究是出于关心反应堆、原子武器试验和进入人体的放射性元素的辐射对健康的影响而进行的 。辐射生物学方面的世界权威Alexander Hollaender1946年来到橡树岭,率领ORNL的研究人员开展辐射对微生物、果蝇、植物和以后是老鼠的影响的研究 。他制定了一项广泛的计画,一度使ORNL成为世界上最大的生物实验室 。曾在ORNL从事生物科学研究的20名研究人员被选为美国国家科学院的院士 。24、计算生物学—发现基因,预言蛋白质结构ORNL的计算生物学研究人员在人类基因组工程中起着重要作用 。2001年,《科学》和《自然》杂誌特刊刊登了人类基因组草图,这两个特刊都提到了ORNL的生物信息学研究 。ORNL的Frank Larimer、Jay Snoddy和Ed Uberbacher被列为那期《自然》主要论文的两作者 。Uberbacher和Richard Mural开发的GRAIL发现基因工具用于这项工作,《科学》杂誌的基因组计画大事记中也提到了它 。Ying Xu和Dong Xu开发了蛋白质结构预言和评估计算机工具盒(PROSPECT),即预言来自胺基酸序列的蛋白质三维结构的计算工具 。了解这些特定的蛋白质三维结构对疾病的研究和发现药物至关重要 。PROSPECT可在几小时而不是传统实验需要的数月就可确定蛋白质的几何结构 。它是世界上最佳的预言蛋白质结构的工具之一 。25、生物医学技术—检查和预防疾病在过去的50年中,ORNL的研究人员发明了大的仪器,小型分析仪和小的晶片,用来诊断或预防人类疾病和小毛病 。1950年,由物理学家P. R. Bell领导的ORNL的一个组发明了一种改进闪烁谱仪,测量从磷光体产生与辐射打击这些晶体成正比的光闪烁的次数和强度 。多路分析仪用电子学装置将这些闪烁记录下来,能够快速对β和γ辐射能量进行分析 。1956年,Bell的组找到将电子计算机併入医学扫瞄器更精确地突出吸收放射性同位素的肿瘤的方法,从而不必要开刀来检查癌 。ORNL开发的这些商业型号的成像机器被用于全世界的主要医学中心,用来查出恶性肿瘤的位置,以便进行治疗,延长患者的生命 。1961年,利用美国原子能委员会和美国国家卫生院提供的经费,由Norman Anderson领导的ORNL的一个组发现用于生产核反应堆燃料浓缩铀离心技术的医学套用 。研究人员证明,根据大小和密度将物质分离成为分子组成部分的快速自旋分离机,通过去掉可造成免疫病人副作用的外来蛋白质,能够纯化疫苗 。到1967年,以ORNL发明为基础的商用带状离心机为无数人生产了更为安全的疫苗 。在Anderson的引导下,Charles Scott和其他ORNL的研究人员在六十和七十年代末发明了可提的快速离心分析仪,用于全美国的医疗诊所 。这些分析仪在几分钟内就能检验出血、尿和体内其他流体的成分,为医疗诊断记录下数据 。这些机器中,最着名的是ORNL的GeMSAEC,它由国家卫生院的普通医学科学处和原子能委员会共同资助 。利用一个旋转15个透明管通过光束的转子,GeMSAEC将结果显示在示波器上,将数据送入计算机,在以前一次分析所用的时间里完成15的医学分析 。以这一发明为基础的医学分析仪用于许多美国的诊所 。在七十和八十年代,ORNL的Carl Burtis发明了可提血液转子(blood rotor),它採用了最新的技术,根据GeMSAEC的概念加以改进 。这个小的分析仪採用与光束存在的情况下的血液成分发生作用的各种试剂,旨在为诊所医师和兽医快速和同时提供人和动物血液组成部分的测量结果 。该技术于1992年转让给Abaxis公司,仍然生产以该技术为基础的血液分析仪 。九十年代,由ORNL的Tuan Vo Dinh和位于Knoxville的汤姆森癌症救生中心(Thompson Cancer Survival Center)的Bergein Overholt和Masoud Panjehpour开发了一项确定食管肿瘤是良性还是恶性的非外科雷射技术 。这个光学感测器採用内诊镜、光纤、雷射和算法规则收集和比较食道中的萤光图形(正常的恶性组织不同) 。该感测器已在汤姆森癌症救生中心200个患者的1000个样品中经过试验 。在占98%的试验中,光学的和外科的活组织切片检查结果一致 。ORNL已经将光学活组织切片检查技术转让给了Nashville的橡树岭癌症即刻化验室 。Vo-Dinh、Alan Wintenberg和其他人发明了一种先进的多功能生物晶片系统,将来的某一天,它可在医生的办公室里很快诊断很多疾病 。该项技术已经转让给了橡树岭的HealthSpex公司 。九十年代初期由ORNL的研究人员Mike Ramsey发明的“晶片实验室”的改进型号被Caliper技术公司(Caliper Technologies)商品化 。这些火柴盒大小的晶片有几个比人的头髮还细的通道,它们与存储器连线,所有的存储器利用微加工技术都刻在极小的玻璃板上 。晶片可以用来分析DNA、RNA、蛋白质和细胞 。Caliper技术公司也在销售针对发现药物的高输入输出信息通过量实验用的设备 。该公司2001年的销售额接近3000万美元,比2000年增长59% 。26、智慧型机器—用机器人降低风险机械操纵器早已用于高放射性物质工作禁止室,防止使用者接触放射性物质 。从七十年代晚期开始,ORNL的研究人员就发明了遥控的灵巧伺服操作器,可在电视上看这些操作器的工作 。这样的“遥控操作”技术能够使在对人太危险的放射性区域的工作成为可能 。这一技术扩展了阿贡国家实验室提出的较早概念,启动了ORNL机器人的研究 。从此,遥控技术便套用到核燃料再加工、军事战场弹药管理、加速器、聚变反应堆和美国能源部全国废料厂环境清理工程(如遥控电浆弧切金属结构以拆除被污染的设备) 。27、有害辐射防护学和辐射计量学—帮助确定辐射防护的指导原则1942年12月当芝加哥获得第一个受控连锁反应时,一些物理学家测量了工作地点的辐射强度 。因为曼哈顿工程开始,所以需要用“有害辐射防护学”的方法测量由人造核素放射出的辐射和控制工作地点的放射性污染 。28、辐射禁止—安全第一20世纪三十年代,Eugene Wigner发明了一个公式,表明有些材料比其他材料在接收或放慢中子散射中更为有效 。这一工作确立了辐射防护研究的基础 。到1951年,在Everitt Blizard的指导下,ORNL成为进行计算以确定需要防止人和设备受到有害辐射强度辐射的铅、钢和混凝土禁止的厚度和配置 。对于后来流产的核飞机工程,ORNL的研究人员努力工作,以找到保护由小核反应堆提供动力的飞机机组人员免受辐射的重量轻的禁止材料 。为了给这一工作提供数据,五十年代建造了ORNL整体禁止反应堆和塔式禁止装置 。1958年,ORNL的研究人员开发了中子传输代码和光子传输代码,它们的禁止配置最佳地防止人类受到中子和伽马射线的辐射 。1959年,他们评估了为美国第一艘也是唯一的一艘核动力民用船只Savannah号提出的反应堆禁止的有效性 。1966年,橡树岭电子直线加速器开始为禁止代码开发者提供辐射如何与单个原子在禁止材料中发生相互作用方面的数据 。该加速器帮助科学家们回答了像“中子辐射被原子核捕获或散射掉了多少?”和“引起原子裂变多少?”这样的问题 。1967年,ORNL开发了计算模拟代码,该代码仍然用来评价辐射禁止的有效性 。1986年,橡树岭传输模型公布;这个第一次公开的辐射传输模拟代码能够解决极大、複杂和三维禁止问题 。ORNL的禁止研究正用于设计散裂中子源靶、医学辐射治疗和国土安全工程 。ORNL的研究人员还对困难禁止问题的谘询请求做出反应 。29、信息中心—分享科学数据四十年前,ORNL所长Alvin Weinberg率领总统专门小组研究解决迅速增长的数据量问题 。该小组建议成立专门的信息处理中心,负责为科学界评审、分析、压缩和解释科学文献 。30、能源效率—能耗低冷却度高在过去的三十年中,ORNL率先开发出能耗低并对环境构成较小威胁的冷冻系统 。之所以要这样做,原因是七十年代以来,因为进口用于燃料的石油供应不稳定造成能源价格的上涨;需要降低燃煤电厂的目标,因而削减使气候改变的二氧化碳的排放量,以及为保存保护我们的平流层臭氧层必须替换含有氟氯碳传统冷却剂 。31、能源效率—能耗低热效高地球几乎储存从太阳接收能量的一半,起码高于人类每年需要能量的500倍 。通过开发这个巨大的能源储存能力,地热加热泵为建筑物供热製冷,并提供热水 。利用有不影响环境流体的地下管道,地热加热泵在冬天将来自较热地的热量传诵到建筑物,夏天将建筑物里的热量散发到较凉的地里 。32、能源效率—未来的建筑1974年阿拉伯石油对美国禁运,美国加油站排起长队,能源价格节节盘升后,ORNL应邀作为联邦政府节能研究的计画管理者 。由Roger Carlsmith领导的ORNL住户节能计画致力于减少家庭使用油、气和电(20%由燃油厂提供)的问题 。因为取暖和製冷占美国平均家庭用的能量的50-70%,所以通过加绝缘切断经过墙壁不需要的热流,就可以大量降低能源消耗和支付的费用 。ORNL的研究人员研究改进绝缘的方法,并计算家里和公司加了绝缘后所节省的能量 。33、化学和质谱测定法取得成功ORNL的化学家们率先发明了在其石墨反应堆会上将钸从来自废铀燃料的其他裂变产物中分离出来,从而取得了该实验室为结束第二次世界大战而承担的任务 。34、核物理和天文物理—从原子到爆炸的星球ORNL的核物理研究始于四十年代晚期,主要是因为核飞机工程需要有关反应堆产生的中子的行为和对禁止材料效应的信息 。1948年,Arthur Snell利用一台改进的3MV的静电加速器开始了研究 。这台3MV的静电加速器是一台高压直流加速器,通过用质子轰击锂产生中子束流 。1951年,安装了世界上同类加速器中能量最高的一台5MV的静电加速器 。35、高性能计算—冲击极限50年来,ORNL在推进计算方面一直是领先者 。1954年,Alston Householder领导的一个ORNL小组与阿贡国家实验室合作建了一台计算机,与世界上其他计算机相比,其速度最快,数据存储能力最大 。被称为橡树岭自动计算机和逻辑发动机的这台机器,帮助科学家们解决了核物理、辐射效应和研製厄运核飞机工程的禁止方面解决了许多问题 。36、软体模拟—科学发现的模型ORNL在世界範围内对用于科学发现的软体和算法具有重大影响 。八十年代晚期,ORNL开发出并行虚拟机(PVM)软体 。该软体的用户在九十年代中期超过40万,在世界範围内事实上成为将计算机组合成虚拟超级计算机的标準 。37、地理信息系统—跟蹤地球1969年ORNL开创了地理信息科学,10多年以后商业地理信息系统(GIS)工业发展起来 。GIS是一个计算机系统,它可以收集、存储、控制和显示地理信息,包括由卫星和飞机蒐集的图像 。ORNL曾利用GIS将涉及局部到全球範围问题的几个多学科研究计画结合在一起 。38、运输后勤—找到捷径为可能採取的军事行动,将部队和所需要的装备从美国基地运到国外基地,最快的路途是什幺?由于ORNL和田纳西大学研究人员为美国空军开发的特殊软体,美国部队和装备可比以前更快地被空运到潜在的战区 。39、生物量能量—一个木材的新世界由于ORNL管理了20年的一项能源部计画,工业有了更有效的用于造纸、建材和家具的纸浆和木材来源 。能源部生物能的供料开发计画的原来目的,是开发可转化为燃料在农场生长的可持续性的农作物 。然而,由于ORNL与美国农业森林服务部门、农业研究站、多所大学和几家林木产品公司的合作,选择和开发了几种快速生长的树木和草,它们可用于木製产品和能源 。白杨和柳枝稷作为典型的农作物出现 。40、聚变能源—寻找最后的能源来源长期以来,从俄罗斯和日本到欧洲和美国的科学家们都在谋求开发聚变能作为丰富、安全和环境上友好的电力来源 。为达到这一雄心勃勃的目标,他们必须克服科学和工程学科範围内的问题 。ORNL在国际聚变界以实际上在聚变科学和工程的每个学科中做出强大贡献,并在开发聚变能方面具有保持中心作用技术的实验室和闻名 。41、技术转让—从工作檯到市场四十多年来,ORNL开发的许多技术被转化为构成作为创建新公司基础的实用产品和服务项目 。作为实验室的一部分,ORNL的技术转让计画及其带来的经济成长是基础科学研究的“下游的”副产品 。的确,自2000年4月30日以来,利用ORNL转让技术的30家新公司,包括橡树岭地区的许多公司成立 。42、科学教育—打下基础自从成立以来,ORNL就为教育培训和研究机会提供了资源 。1946年初Eugene Wigner成为ORNL负责研究的所长后,他建立了橡树岭反应堆技术学校 。该校成为几所大学核工程课程的典範,是ORNL对核能的最大贡献 。该校的毕业生中有的成为核工业的领导人,包括Hyman G. Rickover船长,他来到ORNL了解美国海军是否可利用核能 。43、废料管理—结束核周期石墨反应堆变成临界六十年后,今天,ORNL通过发现隔离核废料的安全方法,正帮助结束核的周期 。最重要的工作可能关係到地质上处理用过燃料和高放射性核废料储存地的选址,它是导致国会批准丝兰山(内华达州)作为可能处理场地努力的一部分 。努力的过程开始于1955年美国国家科学院召开的专门制定美国永久处理反应堆废料计画的一次会议 。与会的65名科学家中,有ORNL的科学家Floyd Culler、Roy Morton、和Ed Struxness 。与会者推荐採用层状盐作为高放射性废料处理的最佳方法,儘管存在其他的选项 。44、政府政策—帮助美国的科学发展ORNL的研究已经为联邦政府的科技政策决策者们提供了重要信息,造成争论,有时成为各种法律、条例和其他政策的措辞 。例如,自六十年代以来,ORNL的研究导致制定了几个规章标準,这些标準改进了核电厂运行的安全 。45、ORNL的未来—下一代大科学园区1943年,6000多名工人开始建造大约150栋建筑物,后来它们构成ORNL 。该实验室的全体工作人员正在重建这一实验室 。除14亿美元的散裂中子源SNS外,3亿美元的现代化计画将会使它能够吸引下一代世界水平的科学家到ORNL工作 。私人资助的设施:建在能源部立契转让的土地上,30万平方英尺的设施里建有最先进的能源和计算科学实验 。现任所长2007年起,Thom Mason担任橡树岭国家实验室现任所长 。