Národní laboratoř v Oak Ridge - Oak Ridge National Laboratory - Wikipedia

Národní laboratoř v Oak Ridge
Oficiální logo Oak Ridge National Laboratory.png
Letecký pohled na Oak Ridge National Laboratory.jpg
Letecký pohled na hlavní kampus ORNL v roce 2014
Založeno1943; Před 77 lety (1943)
Typ výzkumuMultiprogram
Rozpočet2 miliardy USD
Oblast výzkumu
ŘeditelThomas Zacharia
Personál5,100
UmístěníOak Ridge, Tennessee, Spojené státy
35 ° 56 'severní šířky 84 ° 19 ′ západní délky / 35,93 ° S 84,31 ° Z / 35.93; -84.31Souřadnice: 35 ° 56 'severní šířky 84 ° 19 ′ západní délky / 35,93 ° S 84,31 ° Z / 35.93; -84.31
KampusORNL zabírá asi 10 000 akrů (40 km)2) z přibližně 35 000 akrů (140 km)2) Rezervace Oak Ridge
PřidruženíMinisterstvo energetiky Spojených států (SRNA)
Provozní agentura
UT – Battelle
webová stránkaornl.gov
Mapa
Oak Ridge National Laboratory sídlí v Tennessee
Národní laboratoř v Oak Ridge
Umístění v Tennessee
[1]

Národní laboratoř v Oak Ridge (ve zkratce ORNL) je americká víceprogramová věda a technologie národní laboratoř sponzoruje Americké ministerstvo energetiky (DOE) a spravuje, spravuje a provozuje UT – Battelle jako federálně financované výzkumné a vývojové centrum (FFRDC) pod a smlouva s DOE. Společnost ORNL, založená v roce 1942, je největší národní laboratoří pro vědu a energii na ministerstvu energetického systému (podle velikosti)[2] a třetí největší podle ročního rozpočtu.[3] ORNL se nachází v Roane County část města Oak Ridge, Tennessee.[4] Vědecké programy ORNL se zaměřují na materiály, neutron věda, energie, vysoce výkonné výpočty, biologie systémů a národní bezpečnost.

ORNL spolupracuje se státem Tennessee, univerzitami a průmyslovými odvětvími při řešení výzev v oblasti energetiky, pokročilých materiálů, výroby, bezpečnosti a fyzika.

Laboratoř má několik světových špiček superpočítače; mezi těmito, Summit je zařazen podle TOP500 jako druhý nejvýkonnější superpočítač na světě. Laboratoř je také přední neutron -Věda a zařízení pro výzkum jaderné energie, které zahrnuje Spallation Neutron Source a Vysokotlaký izotopový reaktor. ORNL hostí všechny následující položky:

Přehled

Oak Ridge National Laboratory je řízen UT – Battelle,[7] A partnerství s ručením omezeným mezi University of Tennessee a Battelle Memorial Institute, založená za tímto účelem v roce 2000.[8] Roční rozpočet činí 1,65 miliardy USD, z čehož 80% pochází od ministerstva energetiky; zbytek pochází z různých zdrojů platících za užívání zařízení.[9] Od roku 2012 v ORNL pracuje 4 400 zaměstnanců, z nichž 1 600 přímo provádí výzkum, a dalších 3 000 hostujících výzkumných pracovníků ročně.[10]

V rezervaci Oak Ridge ministerstva energetiky je pět kampusů; národní laboratoř, Komplex národní bezpečnosti Y-12 Technologický park East Tennessee (dříve Zařízení na plynnou difúzi Oak Ridge ), Oak Ridge Institute for Science and Education a vývoj Vědeckotechnický park Oak Ridge, ačkoli další čtyři zařízení nesouvisí s národní laboratoří.[11][12] Celková plocha rezervace 150 čtverečních kilometrů (58 čtverečních mil), z nichž laboratoř zabírá 18 čtverečních kilometrů (7 čtverečních mil).[9][13]

Dějiny

Pracovníci v roce 1943 nakládali uranové slimáky do Grafitový reaktor X-10 (nyní národní kulturní památka)

Město Oak Ridge byla zřízena Army Corps of Engineers jako součást Clinton Engineer Works v roce 1942 na izolované zemědělské půdě jako součást Projekt Manhattan.[14]Během války na místě řídil pokročilý výzkum vlády University of Chicago je Metalurgická laboratoř.[15] V roce 1943 byla dokončena stavba „Clintonových laboratoří“, později přejmenovaných na „Národní laboratoř Oak Ridge“.[14] Místo bylo vybráno pro Grafitový reaktor X-10, který to ukazoval plutonium lze vytvořit z obohacený uran. Enrico Fermi a jeho kolegové vyvinuli druhou soběstačnou na světě nukleární reaktor po Fermiho předchozím experimentu Chicago Pile-1. X-10 byl prvním reaktorem navrženým pro nepřetržitý provoz.[16] Po skončení roku druhá světová válka poptávka po plutoniu na úrovni zbraní klesla a reaktor a 1000 zaměstnanců laboratoře již nebyly zapojeny do jaderných zbraní.[14][17] Místo toho to bylo používáno pro vědecký výzkum.[16] V roce 1946 první lékařské izotopy bylo vyrobeno v reaktoru X-10 a do roku 1950 bylo do různých nemocnic odesláno téměř 20 000 vzorků.[16][17] Jako poptávka po vojenská věda dramaticky upadl, budoucnost laboratoře byla nejistá. Vláda USA objednala vedení laboratoře na Monsanto; nicméně, oni ustoupili v roce 1947.[17] The University of Chicago znovu převzal odpovědnost až do prosince 1947, kdy Union Carbide and Carbon Co., která již provozovala další dvě zařízení v Oak Ridge, převzala kontrolu nad laboratoří. Alvin Weinberg byl jmenován ředitelem výzkumu ORNL a v roce 1955 ředitelem laboratoře.[17][18]

Jádro Experiment reaktoru s roztavenou solí

V roce 1950 Oak Ridge School of Reactor Technology byla založena se dvěma kurzy provozu a bezpečnosti reaktoru; promovalo téměř 1 000 studentů.[17] Velká část výzkumu prováděného na ORNL v padesátých letech se týkala jaderných reaktorů jako formy výroby energie jak pro pohon, tak pro elektřinu. V padesátých letech bylo postaveno více reaktorů než ve zbytku historie ORNL dohromady.[17]

Další projekt byl první na světě lehkovodní reaktor. Se svými principy moderování neutronů a chlazení paliva obyčejnou vodou je přímým předkem většiny moderních jaderných elektráren. The Americká armáda financoval velkou část svého vývoje, protože jaderné ponorky a lodě z Americké námořnictvo.[17]

The Americká armáda v roce 1953 uzavřel smlouvu na přenosné jaderné reaktory pro výrobu tepla a elektřiny na vzdálených vojenských základnách.[19] Reaktory byly navrženy v ORNL a byly vyrobeny společností Americká lokomotiva a použitý v Grónsko, Zóna Panamského průplavu a Antarktida.[17] The United States Air Force (USAF) také přispěl na financování tří reaktorů, prvních počítačů laboratoře a jejích prvních urychlovačů částic.[17] Společnost ORNL navrhla a otestovala letadlo s jaderným pohonem v roce 1954 jako důkaz koncepce navrhované flotily dalekonosných bombardérů USAF, přestože nikdy nelétala.[17][19]

Poskytování radionuklidy X-10 pro medicínu stabilně rostl v padesátých letech minulého století a bylo k dispozici více izotopů. ORNL byl jediným západním zdrojem kalifornium-252.[17] Vědci z ORNL snížili imunitní systémy myší a předvedl první úspěšný na světě transplantace kostní dřeně.[17]

Cayce Letnice, Lyndon B. Johnson, Buford Ellington a Albert Gore operující mechanické ruce v horké cele v Oak Ridge, 19. října 1958.
S.R. Sapirie, Senátore Albert Gore, Senátore Lyndon Johnson a Dr. John Swartout při pohledu na model grafitového reaktoru v Národní laboratoř Oak Ridge, 19. října 1958.

Na počátku 60. let došlo u ORNL k velkému tlaku na vývoj jaderného pohonu odsolování rostliny, kde se pouště setkaly s mořem, aby poskytovaly vodu. Projekt nazvaný Voda pro mír podpořila John F. Kennedy a Lyndon B. Johnson, který byl představen na konferenci OSN v roce 1964, ale zvýšení nákladů na stavbu a pokles důvěry veřejnosti v jadernou energii způsobily selhání plánu.[17][19] Health Physics Research Reactor postavený v roce 1962 byl použit pro experimenty s radiační expozicí vedoucí k přesnějším limity dávkování a dozimetry a vylepšené stínění záření.[17]

V roce 1964 Experiment reaktoru s roztavenou solí začalo s výstavbou reaktoru. To bylo provozováno od roku 1966 do roku 1969 (s šesti měsíců přestávce se přestěhovat z U-235 na U-233 palivo) a prokázal životaschopnost reaktory s roztavenou solí, a zároveň vyrábí palivo pro jiné reaktory jako vedlejší produkt své vlastní reakce.[17]

The Vysokotlaký izotopový reaktor postavený v roce 1965 měl nejvyšší tok neutronů jakéhokoli reaktoru v té době.[17] Vylepšilo to práci reaktoru X-10, produkovalo více lékařských izotopů a umožnilo vyšší věrnost materiálového výzkumu.[17]

Vědci z divize biologie studovali účinky chemických látek na myši, včetně benzínové výpary, pesticidy, a tabák.[17]

Na konci 60. let vedlo škrty ve financování ke zrušení plánů na další urychlovač částic a Komise pro atomovou energii Spojených států snížit program šlechtitelských reaktorů o dvě třetiny, což vedlo ke snížení počtu zaměstnanců z 5000 na 3800.[17]

Vnitřek ORMAK, brzy tokamak, bylo pozlaceno kvůli odrazivosti

V 70. letech byla vyhlídka na fúzní síla byl silně zvažován, což vyvolalo výzkum v ORNL. A tokamak s názvem ORMAK, uvedený do provozu v roce 1971, byl prvním tokamakem, který dosáhl teploty plazmy 20 milionů Kelvinů.[20] Po úspěchu fúzních experimentů byl v roce 1973 rozšířen a přejmenován na ORMAK II; experimenty však nakonec nevedly k fúzním elektrárnám.[17]

Americká komise pro atomovou energii požadovala na začátku 70. let vylepšené bezpečnostní standardy pro jaderné reaktory, takže pracovníci ORNL napsali téměř 100 požadavků pokrývajících mnoho faktorů, včetně dopravy paliva a odolnosti proti zemětřesení. V roce 1972 uspořádala AEC řadu veřejných slyšení, kde byly zdůrazněny požadavky na nouzové chlazení a zpřísněny bezpečnostní požadavky.[17]

ORNL byla zapojena do analýzy poškození jádra Stanice jaderné elektrárny Three Mile Island po nehoda v roce 1979.[17]

Také v roce 1972, Peter Mazur, biolog z ORNL, ztuhl s tekutý dusík, rozmrazila a implantovala myš embrya v náhradní matka. Mláďata se narodila zdravá.[17] Tato technika je populární v živočišné výrobě, protože umožňuje snadnou přepravu embryí hodnotného skotu a cennou krávu lze extrahovat více vajec, a tedy prostřednictvím in vitro oplodnění, mít mnohem více potomků, než by bylo přirozeně možné.[17]

V roce 1974 vystřídal Alvina Weinberga, ředitele laboratoře po dobu 19 let, Herman Postma, vědec fúze.[17]

V roce 1977 začala stavba na 6 metrů (20 stop) supravodivé elektromagnety, určené ke kontrole fúzních reakcí. Projekt byl mezinárodním úsilím: tři elektromagnety byly vyrobeny v USA, jeden v Japonsku a jeden v Švýcarsko a finále zbývajícími evropskými státy. Experimentování pokračovalo do 80. let.[17]

Osmdesátá léta přinesla do ORNL více změn: důraz na efektivitu se stal prvořadým.

Byla zkonstruována komora pro zrychlenou klima, která aplikovala na izolaci různé povětrnostní podmínky, aby otestovala její účinnost a trvanlivost rychleji než v reálném čase.[17] Materiálový výzkum tepelně odolných keramika pro použití v motorech nákladních automobilů a high-tech automobilů bylo provedeno na základě materiálového výzkumu, který byl zahájen v jaderných reaktorech v padesátých letech.[17] V roce 1987 byla založena Laboratoř vysokoteplotních materiálů, kde ORNL a průmysloví vědci spolupracovali na keramických a slitinových projektech. Rozpočet na materiálový výzkum v ORNL se po počáteční nejistotě zdvojnásobil Reaganova hospodářská politika méně vládních výdajů.[17]

V roce 1981 bylo v ORNL otevřeno zařízení Holifield Heavy Ion Research Facility, urychlovač částic 25 MV. V té době měl Holifield nejširší škálu iontových druhů a byl dvakrát tak silný jako jiné urychlovače, každý rok přilákal stovky hostujících výzkumníků.[17]

Ministerstvo energetiky se zabývalo znečištěním obklopujícím ORNL a zahájilo úsilí o vyčištění. Pohřební příkopy a prosakující potrubí kontaminovaly podzemní vodu pod laboratoří a radiační nádrže ležely nečinné a plné odpadu. Odhady celkových nákladů na vyčištění se pohybovaly ve stovkách milionů amerických dolarů.[17]

Pět starších reaktorů bylo podrobeno bezpečnostním přezkumům v roce 1987 a bylo nařízeno, aby byly deaktivovány, dokud kontroly nebyly dokončeny. V roce 1989, kdy byl znovu spuštěn izotopový reaktor s vysokým tokem, byly zásoby některých lékařských izotopů v USA vyčerpány.[17]

V roce 1989 bývalý výkonný ředitel Americká asociace pro rozvoj vědy, Alvin Trivelpiece, se stal ředitelem ORNL; v roli zůstal až do roku 2000.[17]

V roce 1992, a informátor Charles Varnadore podal stížnost na ORNL s údajným porušením bezpečnosti a odvetou nadřízených. Zatímco soudce správního práva rozhodl ve prospěch Varnadora, ministr práce, Robert Reich, zrušil toto rozhodnutí. Varnadorův případ však viděl hlavního dodavatele Martin Marietta citováno pro porušení bezpečnosti a nakonec vedlo k další ochraně oznamovatelů v rámci DOE.[21]

V lednu 2019 společnost ORNL oznámila zásadní průlom ve své kapacitě automatizovat výrobu Pu-238, která pomohla posunout roční produkci z 50 gramů na 400 gramů, čímž se přiblížila cíli NASA 1,5 kilogramu ročně do roku 2025 s cílem udržet své programy průzkumu vesmíru.[22]

Oblasti výzkumu

ORNL provádí výzkumné a vývojové činnosti, které pokrývají širokou škálu vědních oborů. Mnoho oblastí výzkumu se navzájem významně překrývá; výzkumní pracovníci často pracují ve dvou nebo více zde uvedených oborech. Níže jsou stručně popsány hlavní oblasti výzkumu laboratoře.

  • Chemické vědy - ORNL provádí základní i aplikovaný výzkum v řadě oblastí, včetně katalýza, věda o povrchu a mezipovrchová chemie; molekulární transformace a chemie paliv; chemie těžkých prvků a charakterizace radioaktivních materiálů; chemie vodných roztoků a geochemie; hmotnostní spektrometrie a laserová spektroskopie; separační chemie; chemie materiálů včetně syntézy a charakterizace polymery a jiné měkké materiály; chemické biologické vědy; a neutronová věda.
  • Elektronová mikroskopie - Program elektronové mikroskopie společnosti ORNL zkoumá klíčové problémy kondenzovaná hmota, materiály, chemikálie a nanovědy.
  • Nukleární medicína - Výzkum v oblasti nukleární medicíny v laboratoři je zaměřen na vývoj zdokonalených metod výroby a zpracování reaktorů pro poskytování lékařské péče radioizotopy, vývoj nových radionuklidových generátorových systémů, návrh a hodnocení nových radiofarmak pro aplikace v nukleární medicíně a onkologie.
  • Fyzika - Fyzikální výzkum na ORNL je zaměřen především na studium základních vlastností hmota na atomový, jaderný, a subnukleární úrovně a vývoj experimentálních zařízení na podporu těchto studií.
  • Populace - ORNL poskytuje federálním, státním a mezinárodním organizacím síťovou databázi obyvatel zvanou Landscan,[23] pro odhad okolní populace. LandScan je rastrový obrázek nebo mřížka počtu obyvatel, která poskytuje odhady lidské populace každých 30 x 30 obloukových sekund, což se zhruba promítá do odhadů populace pro 1 kilometr čtvercová okna nebo buňky mřížky na rovníku, přičemž šířka buněk klesá ve vyšších zeměpisných šířkách .[24] Ačkoli existuje mnoho datových souborů populace, LandScan je nejlepší datový soubor prostorové populace, který pokrývá také celý svět. Aktualizováno každoročně (ačkoli vydání dat jsou obecně o jeden rok pozadu než aktuální rok) nabízí průběžné aktualizované hodnoty populace na základě nejnovějších informací. Data Landscan jsou přístupná prostřednictvím GIS aplikace a TY JSI ŘEKL public domain aplikace s názvem Population Explorer.[25]

Energie

Laboratoř má dlouhou historii energetického výzkumu; experimenty s jadernými reaktory byly prováděny od konce druhé světové války v roce 1945. Vzhledem k dostupnosti reaktorů a vysoce výkonným výpočetním zdrojům je kladen důraz na zvyšování účinnosti jaderných reaktorů.[26][27] Programy vyvíjejí účinnější materiály, přesnější simulace jader stárnoucích reaktorů, senzory a ovládací prvky, jakož i bezpečnostní postupy pro regulační orgány.[27]

Program energetické účinnosti a elektřiny (EEETP) si klade za cíl zlepšit kvalitu ovzduší v USA a snížit závislost na zahraničních dodávkách ropy.[28] Existují tři klíčové oblasti výzkumu; elektřina, výroba a mobilita. Divize elektřiny se zaměřuje na snižování spotřeby elektřiny a hledání alternativních zdrojů pro výrobu. Budovy, které od roku 2012 představují 39% spotřeby elektřiny v USA, jsou klíčovou oblastí výzkumu, protože cílem programu je vytvořit cenově dostupné, uhlíkově neutrální domů do roku 2020.[29] Výzkum také probíhá v oblasti efektivnějších solárních panelů, geotermální elektřiny a vytápění, levnějších větrných generátorů a ekonomické a environmentální proveditelnosti potenciálních vodních elektráren.[30][31][32]

Fusion je další oblast s historií výzkumu na ORNL, která sahá až do 70. let. Divize energie z fúze sleduje krátkodobé cíle pro vývoj komponentů, jako jsou vysokoteplotní supravodiče, vysokorychlostní injektory vodíkových pelet a vhodné materiály pro budoucí výzkum fúze.[33][34] V divizi Fusion Energy probíhá rozsáhlý výzkum chování a údržby plazmy, aby se lépe porozumělo fyzika plazmatu, klíčová oblast pro rozvoj fúzní elektrárny.[33][34] Spojené státy ITER kancelář je v ORNL s partnery v Laboratoř fyziky plazmatu Princeton a Savannah River National Laboratory.[35] Příspěvek USA na projekt ITER činí 9,1%, což se očekává v průběhu smlouvy přesahující 1,6 miliardy USD.[36][37]

Biologie

Pokrytí biologického výzkumu Oak Ridge National Laboratory genomika, výpočetní biologie, strukturní biologie a bioinformatika.[38] Cílem programu BioEnergy je zlepšit účinnost všech fází EU biopalivo proces ke zlepšení energetická bezpečnost Spojených států.[39] Cílem programu je provést genetická vylepšení potenciální použité biomasy,[40] formulovat metody pro rafinerie, které mohou přijímat rozmanitou škálu paliv, a zlepšit účinnost dodávek energie do elektráren i ke koncovým uživatelům.[41][42]

Centrum pro molekulární biofyziku provádí výzkum chování biologických molekul v různých podmínkách. Centrum hostí projekty, které zkoumají buněčné stěny pro výrobu biopaliv,[43] použití rozptyl neutronů analyzovat skládání bílkovin a simulovat účinek katalýzy na konvenční a kvantová stupnice.[44][45]

Neutronová věda

Tam jsou tři zdroje neutronů v ORNL; the Vysokotlaký izotopový reaktor (HFIR) Lineární elektronový akcelerátor Oak Ridge (ORELA) a Spallation Neutron Source. HFIR poskytuje neutrony ve stabilním paprsku, který je výsledkem konstanty jaderná reakce zatímco ORELA a SNS produkují pulsy neutronů takové, jaké jsou urychlovače částic.[46][47] HFIR šel kritický v roce 1965 a byl používán pro materiálový výzkum a jako hlavní zdroj lékařské radioizotopy od té doby.[48] Od roku 2013 poskytuje HFIR nejvyšší konstantu na světě tok neutronů v důsledku různých upgradů.[49] Jako součást USA nešíření úsilí HFIR je naplánováno na vysokou úroveň přechodu obohacený uran (> 90%, stupeň zbraní) na nízko obohacené (3–4%) v roce 2020; poslední reaktor v USA, který tak učinil.[50] Berkelium slouží k výrobě prvního vzorku tennessine byl vyroben v izotopovém reaktoru s vysokým tokem jako součást mezinárodního úsilí.[51] Je pravděpodobné, že HFIR bude fungovat přibližně do roku 2060 před nádoba reaktoru je považováno za nebezpečné pro další používání.[50]

The Spallation Neutronový zdroj (SNS) je urychlovač částic, který má neutronové pulzy nejvyšší intenzity ze všech umělých neutronových zdrojů.[52] SNS byla uvedena do provozu v roce 2006 a od té doby byla upgradována na 1 megawatt s plánem pokračovat až na 3 megawatty.[49] Vysoce výkonné neutronové pulzy umožňují jasnější obrazy cílů, což znamená, že lze analyzovat menší vzorky a přesné výsledky vyžadují méně pulzů.[53]

Materiály

Pokročilá mikroskopická laboratoř v ORNL

Oak Ridge National Laboratory provádí výzkum věda o materiálech v řadě oblastí. V letech 2002 až 2008 ORNL uzavřela partnerství s Caterpillar Inc. (CAT) za účelem vytvoření nového materiálu pro jejich vznětové motory, který vydrží velké teplotní výkyvy.[54] Nová ocel s názvem CF8C Plus je založena na konvenční nerezové oceli CF8C s přídavkem mangan a dusík; výsledek má lepší vysokoteplotní vlastnosti a je snazší ho odlévat za podobnou cenu.[54] V roce 2003 obdrželi partneři ocenění R&D 100 Časopis pro výzkum a vývoj a v roce 2009 obdržel ocenění za "vynikající výsledky v oblasti přenosu technologií" od Federální laboratorní konsorcium pro komercializaci oceli.[54]

V ORNL je laboratoř materiálů pro vysoké teploty, která umožňuje výzkumným pracovníkům z univerzit, soukromých společností a dalších vládních iniciativ využívat jejich zařízení. Pokud jsou výsledky publikovány, je laboratoř k dispozici zdarma; soukromý výzkum je povolen, ale vyžaduje platbu.[55] Samostatná laboratoř, Sdílené zařízení pro uživatele zařízení, je jedním ze tří zařízení sponzorovaných DOE s mikroskopií v nano měřítku a tomografie zařízení.[56]

Centrum pro vědy o nanofázových materiálech (CNMS) zkoumá chování a výrobu nanomateriály. Středisko klade důraz na objevování nových materiálů a na porozumění základních fyzikálních a chemických interakcí, které umožňují vytváření nanomateriálů.[57] V roce 2012 společnost CNMS vyrobila lithium-sulfidovou baterii s teoretickou hustotou energie třikrát až pětkrát vyšší než stávající lithium-iontové baterie.[58]

Bezpečnostní

Národní laboratoř Oak Ridge poskytuje zdroje USA Ministerstvo vnitřní bezpečnosti a další obranné programy. Program Globální bezpečnost a nešíření (GS&N) vyvíjí a implementuje politiky jak v USA, tak i v zahraničí, aby se zabránilo šíření jaderného materiálu.[59] Program vyvinul záruky pro jaderný arzenál, pokyny pro demontáž arzenálu, akční plány, pokud by se jaderný materiál dostal do nepovolaných rukou, metody detekce odcizeného nebo chybějícího jaderného materiálu a obchod s jaderným materiálem mezi USA a Ruskem.[59] Práce GS&N se překrývá s prací Úřadu pro vnitřní bezpečnost, zajišťující detekci jaderného materiálu a pokyny pro nešíření jaderných zbraní. Mezi další oblasti týkající se vnitřní bezpečnosti ministerstva patří jaderná a radiologická forenzní, chemikálie a biologický agent detekce pomocí hmotnostní spektrometrie a simulace možných národních nebezpečí.[60]

Vysoce výkonná výpočetní technika

Summit, vyvinutý na ORNL, byl nejrychlejší na světě superpočítač od listopadu 2018 do června 2020.

Skrz historii národní laboratoře Oak Ridge to bylo místo různých superpočítače, domov pro nejrychlejší při několika příležitostech.[61] V roce 1953 ORNL uzavřela partnerství s Argonne National Laboratory postavit VĚŠTEC (Oak Ridge Automatic Computer and Logical Engine), počítač pro výzkum nukleární fyzika, chemie, biologie a strojírenství.[19][61][62] ORACLE měl 2048slova (80 Kibit ) z Paměť a trvalo přibližně 590mikrosekundy provádět sčítání nebo násobení celých čísel.[62] V 60. letech byla společnost ORNL také vybavena IBM 360/91 a IBM 360/65.[63] V roce 1995 společnost ORNL koupila Intel Paragon počítač s názvem Intel Paragon XP / S 150 který provedl v 154gigaFLOPS a umístila se na třetím místě TOP500 seznam superpočítačů.[61][64] V roce 2005 Jaguár byl postaven, a Cray XT3 - systém založený na 25 teraFLOPS a přijímající přírůstkové upgrady až do XT5 platforma s výkonem 2,3 petaFLOPS v roce 2009. Od listopadu 2009 do listopadu 2010 byla uznána jako nejrychlejší na světě.[65][66] Summit byl postaven pro Oak Ridge National Laboratory v průběhu roku 2018, který byl srovnatelný s 122,3 petaflops. V červnu 2018 je Summit světově nejrychlejším [taktovaným] superpočítačem s 202 752 jádry CPU, 27 648 GPU Nvidia Tesla a 250 petabajtů úložiště.[67]

Od roku 1992 Národní centrum pro výpočetní vědy (NCCS) dohlížel na vysoce výkonné výpočty v ORNL. Spravuje Oak Ridge Leadership Computing Facility který obsahuje stroje.[68] V roce 2012 byl Jaguar upgradován na XK7 platforma, zásadní změna jako GPU se používají pro většinu zpracování a jsou přejmenovány Titan. Titan vystupuje na 17,59 petaFLOPS a je držitelem prvního místa v seznamu TOP500 za listopad 2012.[69] Mezi další počítače patří cluster uzlů 77 k vizualizaci dat, která produkují větší stroje v Průzkumné vizualizační prostředí pro výzkum ve vědě a technologii (EVEREST), vizualizační místnost se stěnou 10 x 3 metry (30 x 10 stop), která zobrazuje projekce 35 megapixelů.[70][71] Smoky je 80uzlový linuxový klastr používaný pro vývoj aplikací. Výzkumné projekty jsou vylepšeny a testovány na Smoky před spuštěním na větších strojích, jako je Titan.[72]

V roce 1989 programátoři v Oak Ridge National Lab napsali první verzi Paralelní virtuální stroj (PVM), software, který umožňuje distribuované výpočty na strojích s odlišnými specifikacemi.[73] PVM je svobodný software a stal se de facto standardem pro distribuované výpočty[Citace je zapotřebí ].[74] Jack Dongarra ORNL a University of Tennessee napsal LINPACK softwarová knihovna a Benchmarky LINPACK, slouží k výpočtu lineární algebra a standardní metoda měření výkonu superpočítače s plovoucí desetinnou čárkou, jak ji používá TOP500 organizace.[61][75]

Pozoruhodné osoby

Viz také

Poznámky pod čarou

  1. ^ „Řešení velkých problémů“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 17. září 2020.
  2. ^ „Oakridge.doe.gov“. Oakridge.doe.gov. Archivovány od originál 1. července 2012. Citováno 14. července 2012.
  3. ^ „Oddělení energetiky FY 2020 Kongresový požadavek na rozpočet“ (PDF). Ministerstvo energetiky. Březen 2019. Citováno 30. září 2020.
  4. ^ „Vítejte v Roane County“. Roane Alliance. Citováno 17. září 2020.
  5. ^ „bioenergycenter.org“. bioenergycenter.org. Archivovány od originál 7. října 2011. Citováno 14. července 2012.
  6. ^ „casl.gov“. casl.gov. Citováno 14. července 2012.
  7. ^ Dimitri Kusnezov (18. července 2014). „Národní laboratorní komplex ministerstva energetiky“ (PDF).
  8. ^ „About UT-Battelle“. UT-Battelle. Archivovány od originál dne 30. června 2014. Citováno 9. února 2013.
  9. ^ A b „About ORN“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 9. února 2013.
  10. ^ „Informační list o národní laboratoři Oak Ridge“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. 2012. Archivovány od originál (PDF) 29. října 2012. Citováno 9. února 2013.
  11. ^ „Kdo nejsme“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 9. února 2013.
  12. ^ „Stránka Oak Ridge“. Americké ministerstvo energetiky. Citováno 9. února 2013.
  13. ^ „Stručný přehled laboratoří: Národní laboratoř Oak Ridge“. Americké ministerstvo energetiky. Citováno 9. února 2013.
  14. ^ A b C „Řešení velkých problémů“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. 2007. Citováno 11. listopadu 2012.
  15. ^ „Časová osa vědy ORNL - stavba“. www.ornl.gov. Citováno 11. února 2019.
  16. ^ A b C Rettig, Polly (8. prosince 1975). „Reaktor X-10, grafitový reaktor“. Národní registr historických míst. Citováno 11. listopadu 2012.
  17. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r s t u proti w X y z aa ab ac inzerát ae af ag „Meče na radlice: Krátká historie národní laboratoře v Oak Ridge (1943–1993)“. Národní laboratoř v Oak Ridge. 8. dubna 2006. Archivovány od originál 1. prosince 2012. Citováno 11. listopadu 2012.
  18. ^ „Dodavatel ORNL věnuje Weinbergovu památku 25 000 $“. Oak Ridger. 8. září 2011. Citováno 16. listopadu 2012.
  19. ^ A b C d „Časová osa kontroly ORNL“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 11. listopadu 2012.
  20. ^ „Reakce na sociální potřeby“. Recenze ORNL. Národní laboratoř v Oak Ridge. 2002. Citováno 22. ledna 2013.
  21. ^ Martin, Douglas, Charles Varnadore, informátor v laboratoři, zemřel v 71 letech New York Times, 5. srpna 2013, s. B8
  22. ^ Ellis, Ellis. „Nuclear – Deep Space Travel“. www.ornl.gov. Citováno 5. února 2019.
  23. ^ „LandScan Home“. Ornl.gov. Citováno 14. července 2012.
  24. ^ LandScan Home, ornl.gov
  25. ^ „Populationexplorer.com“. Populationexplorer.com. Citováno 14. července 2012.
  26. ^ „Divize palivového cyklu a izotopů“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  27. ^ A b „Divize reaktorů a jaderných systémů“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  28. ^ „Informační list o energetické účinnosti a elektrických technologiích“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  29. ^ „Programové oblasti - stavební technologie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  30. ^ „Program větrné a vodní energie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  31. ^ „Geotermální technologie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  32. ^ „Technologie solární energie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  33. ^ A b „Informační list divize Fusion Energy“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Archivovány od originál (PDF) 12. května 2013. Citováno 6. února 2013.
  34. ^ A b „Divize energie z jaderné syntézy“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 6. února 2013.
  35. ^ „About US ITER“. USA ITER. Citováno 6. února 2013.
  36. ^ McGrath, Matt (17. června 2009). „Fusion padá pod rostoucími náklady“. BBC. Citováno 6. února 2013.
  37. ^ „Sdílení zakázek ITER“. ITER. Citováno 6. února 2013.
  38. ^ „Biologické systémy“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Archivovány od originál 18. ledna 2012. Citováno 22. ledna 2013.
  39. ^ „Program BioEnergy - naše role“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 22. ledna 2013.
  40. ^ „BioEnergy Program - Biofeedstocks“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 22. ledna 2013.
  41. ^ „Program BioEnergy - rafinerie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 22. ledna 2013.
  42. ^ „Program BioEnergy - dodávka produktu“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 22. ledna 2013.
  43. ^ „Biofyzikální počátky odporu biomasy k hydrolýze“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 23. ledna 2013.
  44. ^ Parks, Jerry M. „Enzymatické mechanismy MerA a MerB“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 23. ledna 2013.
  45. ^ Saharay, Moumita. "Katalytický mechanismus celobiohydrolázy, CelS, na degradaci celulózy". Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 23. ledna 2013.
  46. ^ „Neutrons at ORNL“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 21. ledna 2013.
  47. ^ Koehler, P. E. „Zdroj pulzního neutronového elektronu Oak Ridge Electron Linear Accelerator“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 21. ledna 2013.
  48. ^ „Vysokotlaký izotopový reaktor v ORNL“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 21. ledna 2013.
  49. ^ A b „Neutronová recenze“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Duben 2011. Archivovány od originál (PDF) 16. října 2014. Citováno 22. ledna 2013.
  50. ^ A b Munger, Frank (8. května 2012). „Vysokotlaký izotopový reaktor ORNL může být posledním reaktorem, který se přemění na palivo s nízkým obohacením“. Knox News. Archivovány od originál 16. dubna 2013. Citováno 21. ledna 2013.
  51. ^ Cabage, Bille. „Mezinárodní tým objevil prvek 117“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Archivovány od originál dne 14. prosince 2012. Citováno 22. ledna 2013.
  52. ^ „Spallation Neutron Source“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Archivovány od originál 26. ledna 2013. Citováno 22. ledna 2013.
  53. ^ „Spallation Neutron Source First of its Kind to Reach Megawatt Power“. Věda denně. 1. října 2009. Citováno 22. ledna 2013.
  54. ^ A b C „Nový výfukový systém motoru Steel Advances“ (PDF). Americké ministerstvo energetiky. Únor 2010. Citováno 19. ledna 2013.
  55. ^ "Co děláme". Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 20. ledna 2013.
  56. ^ „Sdílené uživatelské zařízení pro výzkum“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 20. ledna 2013.
  57. ^ "Věda v CNMS". Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 22. ledna 2013.
  58. ^ „Vysokoenergetické lithium-sirné baterie“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Červen 2012. Citováno 20. ledna 2013.
  59. ^ A b „Informační přehled o poslání globálních programů zabezpečení a nešíření“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 23. ledna 2013.
  60. ^ „Oddělení programů vnitřní bezpečnosti - klíčové kompetence“. Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 23. ledna 2013.
  61. ^ A b C d Brouner, Jennifer; McCorkle, Morgan; Pearce, Jim; Williams, Leo (2012). „ORNL Review Vol. 45“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. p. 1. Archivováno od originál (PDF) 4. března 2013. Citováno 2. listopadu 2012.
  62. ^ A b Weik, Martin H. „Zpráva BRL 1961“. Armádní projekt č. 5803-06-002. Balistické výzkumné laboratoře. Citováno 8. listopadu 2012.
  63. ^ Tye, R.P. (1978). Měření tepelného přenosu izolace: Symposium. Americká společnost pro testování a materiály. p. 314. ISBN  978-0803105898. Citováno 19. února 2013.
  64. ^ „XP / S-MP 150“. TOP500. Citováno 8. ledna 2013.
  65. ^ Dunlap, Darren (16. listopadu 2006). "'Jaguar roste na seznamu TOP500 ". Knoxville News-Sentinel. Citováno 9. listopadu 2012.
  66. ^ „Jaguar společnosti ORNL si vybojoval cestu k jedničce“. TOP500. 13. listopadu 2009. Archivovány od originál 9. srpna 2012. Citováno 9. listopadu 2012.
  67. ^ „Červen 2018 | Stránky TOP500 superpočítačů“. www.top500.org. Citováno 31. října 2018.
  68. ^ "Národní centrum pro výpočetní vědy". Národní laboratoř v Oak Ridge. Citováno 19. ledna 2013.
  69. ^ „Oak Ridge Claims No. 1 Position on Latest [TOP500] List with Titan“. TOP500. 12. listopadu 2012. Citováno 15. listopadu 2012.
  70. ^ Munger, Frank (1. ledna 2013). „Vizualizační laboratoř ORNL získává 2,5 milionu USD, přidává 3D“. Knox News. Citováno 1. září 2017.
  71. ^ "Objektiv". Oak Ridge Leadership Computing Facility. Citováno 19. ledna 2013.
  72. ^ "Zakouřený". Oak Ridge Leadership Computing Facility. Citováno 19. ledna 2013.
  73. ^ „Uživatelská příručka a referenční příručka PVM 3“ (PDF). Národní laboratoř v Oak Ridge. Září 1994. str. 1. Citováno 10. listopadu 2012.
  74. ^ „PVM: Parallel Virtual Machine“. Oddělení informatiky a matematiky, Oak Ridge National Laboratory. 5. prosince 2011. Archivovány od originál 21. března 2007. Citováno 10. listopadu 2012.
  75. ^ „Linpack Benchmark“. TOP500. Citováno 10. listopadu 2012.

Další čtení

  • Lindsey A. Freeman, Touha po bombě: Oak Ridge a Atomic Nostalgia. Chapel Hill, NC: University of North Carolina Press, 2015.

externí odkazy