美國成功登陸月球,阿波羅計劃收集回大量月球物質(zhì)樣本,那么究竟是誰來分析這些樣本、為我們解開月球的奧秘?又是誰發(fā)明了今天普遍應(yīng)用于世界各個角落的光盤技術(shù)?
它正是美國西北太平洋國家實驗室(Pacific Northwest National Laboratory,PNNL)。作為由美國能源部擁有51億美元預(yù)算的科學(xué)辦公室資助的10個國家實驗室之一,PNNL雖然不是其中最大的,但卻是最多元化的一個。
半個多世紀以來,PNNL努力觸及科學(xué)與工程技術(shù)的最前沿,通過最基本的科學(xué)發(fā)現(xiàn),致力于用科學(xué)專業(yè)知識解決能源、環(huán)境以及國家安全方面的重大挑戰(zhàn),最終服務(wù)于國家和世界,照亮整個星球和宇宙。
服務(wù)國家
PNNL位于美國華盛頓州東南部哥倫比亞河和亞基馬河交界的沙漠地帶。最初,實驗室的任務(wù)是從事原子彈核材料生產(chǎn)的研究,直到20世紀80年代末,才開始從事基礎(chǔ)研究。
上世紀40年代,美國政府斥資8500萬美元在漢福德基地建立實驗室,用于服務(wù)“曼哈頓工程”。于是,世界上第一座钚生產(chǎn)反應(yīng)堆在漢福德基地應(yīng)運而生,為日后美國的核發(fā)展立下了汗馬功勞。
1965年,Battelle贏得了成立研發(fā)實驗室的合同,美國西北太平洋實驗室(PNL)誕生。同年,漢福德基地開始動工修建園區(qū)。在建立之初的一段時間里,PNL研究人員的主要工作就是從事與設(shè)計、制造武器級核燃料相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)與技術(shù)研究。
1969年,美國成功登月,PNL被美國航空航天局(NASA)選中,對在阿波羅計劃中收集到的月球物質(zhì)樣本進行分析。通過測定表面材料的放射性,PNL的研究最終幫助人類確定了月球的起源和歷史。同樣是在這一年,聲發(fā)射檢測儀為PNL斬獲了首個“IR 100 Award”——即后來的“R&D 100 Awards”。
1977年,美國遭遇“能源危機”。在這樣的背景下,能源部應(yīng)運而生。同時,美國時任總統(tǒng)卡特宣布暫緩一切核燃料回收工作,能源部開始接管漢福德基地。
20世紀80年代中期,PNL正式成為美國能源部下屬實驗室,并從原來的核能實驗室轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉囱芯哭k公室(后來的科學(xué)辦公室)麾下的實驗室。PNL的基礎(chǔ)研究也自此開啟。
1986年,PNL時任主任William R. Wiley和他的團隊討論,國家面臨嚴重環(huán)境問題,實驗室應(yīng)如何迎接挑戰(zhàn)?這些思考出現(xiàn)在美國科學(xué)院的報告《化學(xué)中的機會》中,報告提出了與能源環(huán)境相關(guān)的幾大科學(xué)問題,同時建議調(diào)整國家實驗室的使命以迎接新的挑戰(zhàn)。
這種轉(zhuǎn)型的結(jié)果是1987年P(guān)NL的首個科學(xué)用戶平臺——分子科學(xué)研究中心建立,這也正是后來大名鼎鼎的環(huán)境分子科學(xué)實驗室(EMSL)。EMSL將擅長計算機模擬分子過程的理論學(xué)家與物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)領(lǐng)域的實驗科學(xué)家聚集在一起,為他們提供最好的裝置、設(shè)備,營造最好的研究條件。
1988年,最后一個核反應(yīng)堆被下令停止運行,這也宣告著美國長達45年的核武器材料制造告一段落。從這時開始,聯(lián)邦政府每年投入20億美元用于漢福德基地的核廢料處理,這也成為世界最大的環(huán)境治理項目。PNL的工作重點也從核材料的研制轉(zhuǎn)移到環(huán)境科學(xué),包括核廢料的遷移與儲藏等。
雖然從1965年建立伊始,PNL就作為一個國家實驗室履行著服務(wù)國家的重任,但是直到1995年能源部在漢福德園區(qū)為PNL的名字里加了一個“N”(national),PNL才變成了名副其實的“國家實驗室”——PNNL。
多元發(fā)展
如今,PNNL擁有超過4000名員工。在這個能源部的國家實驗室里,他們貢獻自己的一生,通過勇敢的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新改變著世界。
在能源部科學(xué)辦公室旗下的實驗室中,PNNL雖然不是其中最大的,但絕對是最多元化的一個。它在氣候變化、先進電網(wǎng)、核不擴散技術(shù)、環(huán)境修復(fù)等研究領(lǐng)域均有涉獵,且表現(xiàn)出色。
進入新世紀后,PNNL的研究領(lǐng)域變得更加多元化:它為禁止放射性核武器提供了科學(xué)與技術(shù)支持;建立電力信息處理中心,研發(fā)能夠更好的管理和控制電網(wǎng)的技術(shù)與理念;建立相關(guān)標本檢測系統(tǒng),用于監(jiān)測人類是否暴露于有害物質(zhì)中;建立分子電催化中心,推進先進能源研究;開發(fā)新技術(shù),將濃縮的藻類黏液轉(zhuǎn)化成生物原油……
同時,PNNL還具有相對廣泛的資助來源。2014年,PNNL超過四分之一的預(yù)算來自能源部下屬的國家核能安全管理局(NNSA)的核不擴散項目,只有六分之一來自能源部科學(xué)辦公室。
不同于很多其他科學(xué)辦公室下屬的實驗室,PNNL沒有基于離子加速器的大型用戶裝置,比如X射線源或中子源。PNNL最大的單個用戶裝置是EMSL,其每年擁有約4000萬美元的預(yù)算。
盡管PNNL的研究領(lǐng)域很多元化,但卻擁有統(tǒng)一的使命:理解、預(yù)測并控制復(fù)雜的適應(yīng)系統(tǒng),無論研究對象是氣候、能源網(wǎng),還是國家安全系統(tǒng)。也許,PNNL一直視為信條的那句“發(fā)現(xiàn)在于行動”,向人們解釋了PNNL究竟在做些什么!