世界著名的物理实验室（二）
徐汉屏
橡树岭国家实验室
橡树岭国家实验室（简称ORNL）是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943年，原称克林顿实验室。2000年4月以后由田纳西大学和巴特尔研究所共同管理。
第二次世界大战期间，为了赶在德国之前造出原子弹，美国启动了“曼哈顿T程”。作为曼哈顿工程的一部分，1943年2月，在田纳西州诺克斯维尔以西30公里处的克林顿小镇，从事核武试验研究的克林顿实验室破土动工。一年之后，在一片荒无人烟的不毛之地建成了一座秘密城市——“橡树岭”，以及以生产和分离铀和钚为主要目的、用于核武试验研究的国家实验室。很长一段时间，在公开出版的地图上是找不到橡树岭的。即使在2013年，用GPS也只能查出该实验室所在的街道，但找不到它具体的门牌号码位置。
20世纪50年代和60年代期间，橡树岭国家实验室主要从事核能、物理及生命科学的相关研究。70年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保留等领域。到21世纪初，该实验室仍承担着在和平时期同样重要但与曼哈顿计划时期不同的任务支持着美国。
橡树岭国家实验室的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学常识和技术上解决庞杂问题的创新方式，加强美国在主要科学领域里的领先地位；进一步提高大批能源的利用率；为恢复和保护环境以及为国家安全做贡献。
橡树岭国家实验室有近20个复杂的科学研究设施和装置，包括：等时性回旋加速器，作为产生放射性离子束的驱动器，给位于放射性离子束注入器平台的靶一离子源装置提供强质子、氘核和α粒子；生物处理研究设施，采用搅拌罐、桶状反应堆等进行发酵实验；锎用户装置，一个采用紧凑型（手指大小）锎- 252中子源容器的独特中子辐照装置，用于中子科学研究；高通量同位素反应堆，一台多用途85 - MW同位素制备反应堆，具有进行各种辐照实验的能力和设备；Holifield放射性离子束装置，提供高质量短寿命放射性同位素束流；金属处理实验室用户设施，用于研究材料合成、变形处理、材料表征、材料连接，利用计算机进行数学模拟；老鼠遗传学研究设施，开展进本研究，分析基因功能和确定老鼠中类似人类遗传疾病的原形；电子直线加速器，用来产生强毫微秒中子脉冲；物理性能研究设施，专门用于测量生理化学特性；功率电子学和电动机械研究设施，开发和制造先进功率转换器、可调速驱动器和电动机械的样机等。
实验室还建有多个科研中心，包括：納米材料科学中心，研究用单个原子、分子制造物质的科学技术；基因科学中心，为基因研究提供先进的设备与研究平台；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；工业创新计算中心，拥有每秒进行40×l012次计算的世界上最大的超级计算机；燃料、发动机和排气研究中心，专门详细描述内燃发动机的排出物和效率；高温材料实验室，提供最先进的表征确定表面和大部分材料在分子水平组成和微结构的仪器设备，测量在各种环境条件下的机械性能；国家运输研究中心，开发和评估先进的运输技术和系统；国家环境研究园，有几个野外研究场地，用于分析水中和陆地的生态系统；共享研究设备合作研究中心，在穿透电子显微镜方法、扫描电子显微镜方法、原子探头场离子显微镜方法和机械性能微分析方面提供最先进的能力等。
橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个方面的研究，包括中子科学、能源、高机能计算、复杂生物系统、进步材料和国家安全。此外，实验室还在化学和核物理等科学领域开展世界一流水平的研究。橡树岭国家实验室的诸多设施装置与科研中心，不仅为本实验室的科学家和工程师服务，而且对美国的大学、工业界和其他的国家实验室以及国外研究机构的研究人员开放，促进了科学界有益的相互影响，使昂贵的独特设备得到了最佳利用，使实验室逐渐发展成了美国的大型综合性研究基地。
阿贡国家实验室
阿贡国家实验室（简称ANL）是美国政府最早建立的国家实验室，也是美国最大的科学与工程研究实验室之一——在美国中西部为最大。它隶属于美国能源部和芝加哥大学，前身是芝加哥大学的冶金实验室。
阿贡国家实验室有两个场所。伊利诺伊州一东场所被芝加哥环路西南约25英里的森林保护区所环绕。美国能源部芝加哥工作办公室也设在这里。爱达荷州一西场所占地约900英亩，位于蛇河谷爱达荷瀑布西约50英里处。它是实验室多数主要核反应堆研究设施的所在地。
过去半个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。实验室是二次世界大战曼哈顿工程的一部分。1942年12月2日，美国著名物理学家费米和他约50名同事在芝加哥大学的壁球场里建成了世界上第一个受控核链式反应堆——“芝加哥一号堆”，人类从此迈入了原子能时代。
实验室拥有世界水平的国家级科学研究装置，如先进光子源APS，提高了美国的科学领先地位。实验室设计、建造和运行费用太高以至单个公司或大学不能建造和运行的负载的研究设施。这些设施被来本实验室、工业界、学术界和其他国家实验室的科学家所用。阿贡国家实验室还是强脉冲中子源、串列直线加速器系统和其他设施的所在地。
战后，阿贡国家实验室接受开发和平利用原子反应堆的任务。几十年来，实验室的研究不断扩大，包括了科学、工程和技术的许多其他领域，不再单一地涉足核武器的研究。实验室谋求解决许多科学挑战，包括在材料科学、物理、化学、生物学、生命和环境科学、高能物理、数学和计算科学，包括高性能计算方面的实验和理论工作，其令人激动和领先的研究为今天的社会带来了价值，也为未来的技术突破打下了基础。
例如，实验室的科学和工程师们正在开发新的先进电池和燃料电池，以及先进的电力生成和储存系统，增加能源资源，确保能源未来，还在为提高核反应堆的安全和寿命而工作。
又如，实验室在环境管理领域的研究，包括可选择性的能源系统、环境风险和经济影响评估、有害垃圾场分析和补救计划编制、电冶金处理准备失去效能的核燃料进行处理，以及排除污染和使老化核反应堆退役的新技术，在开发管理和解决美国环境问题、促进环境服务新方法中处于前沿。
再如，在国家安全方面，近年来实验室所开发的能力正帮助抗击恐怖主义的威胁，这些能力包括核燃料循环、生物学、化学、系统分析和系统建模方面的专门技术。该项研究正在帮助开发探测化学、生物和放射性威胁以及识别它们来源的高灵敏度仪器和技术，帮助探测和阻止武器的可能扩散或实际攻击。
为使实验室受公众资助的研究让工业界受益，帮助加强国家的技术基础，实验室也将工业技术开发作为一项重要的工作，设计、建造、运行和管理许多科学与工程的研究设施，并将这些设施向来自工业界、学术界和其他政府实验室的研究人员开放。这些设施中的6个属于美国能源部正式的国家用户设施或用户中心，它们是：先进光子源、串列直线加速器系统、大气辐射测量气候研究设施、纳米尺度材料中心、电子显微中心和强脉冲中子源。
1990以来，实验室曾与600多家公司、無数的联邦政府部门以及其他组织一道T作。其诺贝尔奖获得者有：费米（因利用中子辐射发现新的放射性元素，及慢中子所引起的有关核反应，获1938年诺贝尔物理学奖）、梅耶夫人（因研究原子核壳模式取得的成果，获1963年诺贝尔物理奖）、阿布里科索夫（因提出在极端低温时物质如何显示其奇异行为理论，获2003年诺贝尔物理奖）。
英国国家物理实验室
英国国家物理实验室（简称NPL）坐落在英国伦敦特丁顿的布希公园，是英国历史悠久的计量基准研究中心，也是英国最大的应用物理研究组织。
英国国家物理实验室创建于1900年。1981年，整个实验室分为6个部，即：电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。实验室共有科技人员约1000人，1969年最高达1800人。
实验室的电磁辐射测试项目包括：传导、功率辐射、空间辐射、辐射抗扰度、静电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、雷击浪涌抗扰度、传导抗扰度、工频磁场抗扰度、电压跌落抗扰度、谐波、闪烁等。
值得一提的是，英国国家物理实验室设计的系列标准黑体可以给实际空腔提供适当的靶面尺寸和方便的校准，同时保持较高的发射率。该系列标准黑体包括固定点黑体和可变温黑体。实验室已构造出实现银（ 961.78℃）、金（1 054.18℃）和铜（1084. 62℃）凝固点黑体空腔，作为建立ITS - 90，使用普朗克辐射定律的基准源。此外，还构建出用作10～200℃间标准源的参考循环油式空腔、用作10～180℃间标准源的搅拌油槽式空腔、用作500～950℃间标准源的热管式空腔，以及在50～1000℃温度区间内使用的宽范围黑体源。
作为高度工业化国家的计量中心，英国国家物理实验室与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系，对外则作为国家代表机构，与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护，例如噪声、电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。
近年来，英国国家物理实验室与我国计量科研单位联系紧密。据媒体报道，2010年中国计量院（ NIM）与英国国家物理研究院（NPL，即英国国家物理实验室）签署了《中英计量合作谅解备忘录》。此后，双方在声学、温度、天线以及时间频率计量等领域开展了卓有成效的合作。特别是中英合作建成的天线外推法标准测量装置，具备世界一流技术水平，为中国乃至亚洲地区通信、广播、电视、航空航天等领域天线计量需求提供了重要支撑。2016年4月，英国国家物理研究院院长汤普逊访问中国计量科学研究院，并代表NPL与中国计量院院长方向签署了《NIM与NPL计量战略合作谅解备忘录》。此次两院续签合作谅解备忘录，既是对双方此前合作成效的充分肯定，也标志着两院合作迈向了战略规划层次的新高度。
橡树岭国家实验室
橡树岭国家实验室（简称ORNL）是美国能源部所属最大的科学和能源研究实验室，成立于1943年，原称克林顿实验室。2000年4月以后由田纳西大学和巴特尔研究所共同管理。
第二次世界大战期间，为了赶在德国之前造出原子弹，美国启动了“曼哈顿T程”。作为曼哈顿工程的一部分，1943年2月，在田纳西州诺克斯维尔以西30公里处的克林顿小镇，从事核武试验研究的克林顿实验室破土动工。一年之后，在一片荒无人烟的不毛之地建成了一座秘密城市——“橡树岭”，以及以生产和分离铀和钚为主要目的、用于核武试验研究的国家实验室。很长一段时间，在公开出版的地图上是找不到橡树岭的。即使在2013年，用GPS也只能查出该实验室所在的街道，但找不到它具体的门牌号码位置。
20世纪50年代和60年代期间，橡树岭国家实验室主要从事核能、物理及生命科学的相关研究。70年代成立了能源部后，使得橡树岭国家实验室的研究计划扩展到能源产生、传输和保留等领域。到21世纪初，该实验室仍承担着在和平时期同样重要但与曼哈顿计划时期不同的任务支持着美国。
橡树岭国家实验室的任务是开展基础和应用的研究与开发，提供科学常识和技术上解决庞杂问题的创新方式，加强美国在主要科学领域里的领先地位；进一步提高大批能源的利用率；为恢复和保护环境以及为国家安全做贡献。
橡树岭国家实验室有近20个复杂的科学研究设施和装置，包括：等时性回旋加速器，作为产生放射性离子束的驱动器，给位于放射性离子束注入器平台的靶一离子源装置提供强质子、氘核和α粒子；生物处理研究设施，采用搅拌罐、桶状反应堆等进行发酵实验；锎用户装置，一个采用紧凑型（手指大小）锎- 252中子源容器的独特中子辐照装置，用于中子科学研究；高通量同位素反应堆，一台多用途85 - MW同位素制备反应堆，具有进行各种辐照实验的能力和设备；Holifield放射性离子束装置，提供高质量短寿命放射性同位素束流；金属处理实验室用户设施，用于研究材料合成、变形处理、材料表征、材料连接，利用计算机进行数学模拟；老鼠遗传学研究设施，开展进本研究，分析基因功能和确定老鼠中类似人类遗传疾病的原形；电子直线加速器，用来产生强毫微秒中子脉冲；物理性能研究设施，专门用于测量生理化学特性；功率电子学和电动机械研究设施，开发和制造先进功率转换器、可调速驱动器和电动机械的样机等。
实验室还建有多个科研中心，包括：納米材料科学中心，研究用单个原子、分子制造物质的科学技术；基因科学中心，为基因研究提供先进的设备与研究平台；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；工业创新计算中心，拥有每秒进行40×l012次计算的世界上最大的超级计算机；燃料、发动机和排气研究中心，专门详细描述内燃发动机的排出物和效率；高温材料实验室，提供最先进的表征确定表面和大部分材料在分子水平组成和微结构的仪器设备，测量在各种环境条件下的机械性能；国家运输研究中心，开发和评估先进的运输技术和系统；国家环境研究园，有几个野外研究场地，用于分析水中和陆地的生态系统；共享研究设备合作研究中心，在穿透电子显微镜方法、扫描电子显微镜方法、原子探头场离子显微镜方法和机械性能微分析方面提供最先进的能力等。
橡树岭国家实验室许多科学领域在国际上处于领先地位。它主要从事6个方面的研究，包括中子科学、能源、高机能计算、复杂生物系统、进步材料和国家安全。此外，实验室还在化学和核物理等科学领域开展世界一流水平的研究。橡树岭国家实验室的诸多设施装置与科研中心，不仅为本实验室的科学家和工程师服务，而且对美国的大学、工业界和其他的国家实验室以及国外研究机构的研究人员开放，促进了科学界有益的相互影响，使昂贵的独特设备得到了最佳利用，使实验室逐渐发展成了美国的大型综合性研究基地。
阿贡国家实验室
阿贡国家实验室（简称ANL）是美国政府最早建立的国家实验室，也是美国最大的科学与工程研究实验室之一——在美国中西部为最大。它隶属于美国能源部和芝加哥大学，前身是芝加哥大学的冶金实验室。
阿贡国家实验室有两个场所。伊利诺伊州一东场所被芝加哥环路西南约25英里的森林保护区所环绕。美国能源部芝加哥工作办公室也设在这里。爱达荷州一西场所占地约900英亩，位于蛇河谷爱达荷瀑布西约50英里处。它是实验室多数主要核反应堆研究设施的所在地。
过去半个世纪中，芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。实验室是二次世界大战曼哈顿工程的一部分。1942年12月2日，美国著名物理学家费米和他约50名同事在芝加哥大学的壁球场里建成了世界上第一个受控核链式反应堆——“芝加哥一号堆”，人类从此迈入了原子能时代。
实验室拥有世界水平的国家级科学研究装置，如先进光子源APS，提高了美国的科学领先地位。实验室设计、建造和运行费用太高以至单个公司或大学不能建造和运行的负载的研究设施。这些设施被来本实验室、工业界、学术界和其他国家实验室的科学家所用。阿贡国家实验室还是强脉冲中子源、串列直线加速器系统和其他设施的所在地。
战后，阿贡国家实验室接受开发和平利用原子反应堆的任务。几十年来，实验室的研究不断扩大，包括了科学、工程和技术的许多其他领域，不再单一地涉足核武器的研究。实验室谋求解决许多科学挑战，包括在材料科学、物理、化学、生物学、生命和环境科学、高能物理、数学和计算科学，包括高性能计算方面的实验和理论工作，其令人激动和领先的研究为今天的社会带来了价值，也为未来的技术突破打下了基础。
例如，实验室的科学和工程师们正在开发新的先进电池和燃料电池，以及先进的电力生成和储存系统，增加能源资源，确保能源未来，还在为提高核反应堆的安全和寿命而工作。
又如，实验室在环境管理领域的研究，包括可选择性的能源系统、环境风险和经济影响评估、有害垃圾场分析和补救计划编制、电冶金处理准备失去效能的核燃料进行处理，以及排除污染和使老化核反应堆退役的新技术，在开发管理和解决美国环境问题、促进环境服务新方法中处于前沿。
再如，在国家安全方面，近年来实验室所开发的能力正帮助抗击恐怖主义的威胁，这些能力包括核燃料循环、生物学、化学、系统分析和系统建模方面的专门技术。该项研究正在帮助开发探测化学、生物和放射性威胁以及识别它们来源的高灵敏度仪器和技术，帮助探测和阻止武器的可能扩散或实际攻击。
为使实验室受公众资助的研究让工业界受益，帮助加强国家的技术基础，实验室也将工业技术开发作为一项重要的工作，设计、建造、运行和管理许多科学与工程的研究设施，并将这些设施向来自工业界、学术界和其他政府实验室的研究人员开放。这些设施中的6个属于美国能源部正式的国家用户设施或用户中心，它们是：先进光子源、串列直线加速器系统、大气辐射测量气候研究设施、纳米尺度材料中心、电子显微中心和强脉冲中子源。
1990以来，实验室曾与600多家公司、無数的联邦政府部门以及其他组织一道T作。其诺贝尔奖获得者有：费米（因利用中子辐射发现新的放射性元素，及慢中子所引起的有关核反应，获1938年诺贝尔物理学奖）、梅耶夫人（因研究原子核壳模式取得的成果，获1963年诺贝尔物理奖）、阿布里科索夫（因提出在极端低温时物质如何显示其奇异行为理论，获2003年诺贝尔物理奖）。
英国国家物理实验室
英国国家物理实验室（简称NPL）坐落在英国伦敦特丁顿的布希公园，是英国历史悠久的计量基准研究中心，也是英国最大的应用物理研究组织。
英国国家物理实验室创建于1900年。1981年，整个实验室分为6个部，即：电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。实验室共有科技人员约1000人，1969年最高达1800人。
实验室的电磁辐射测试项目包括：传导、功率辐射、空间辐射、辐射抗扰度、静电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、雷击浪涌抗扰度、传导抗扰度、工频磁场抗扰度、电压跌落抗扰度、谐波、闪烁等。
值得一提的是，英国国家物理实验室设计的系列标准黑体可以给实际空腔提供适当的靶面尺寸和方便的校准，同时保持较高的发射率。该系列标准黑体包括固定点黑体和可变温黑体。实验室已构造出实现银（ 961.78℃）、金（1 054.18℃）和铜（1084. 62℃）凝固点黑体空腔，作为建立ITS - 90，使用普朗克辐射定律的基准源。此外，还构建出用作10～200℃间标准源的参考循环油式空腔、用作10～180℃间标准源的搅拌油槽式空腔、用作500～950℃间标准源的热管式空腔，以及在50～1000℃温度区间内使用的宽范围黑体源。
作为高度工业化国家的计量中心，英国国家物理实验室与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系，对外则作为国家代表机构，与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护，例如噪声、电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。
近年来，英国国家物理实验室与我国计量科研单位联系紧密。据媒体报道，2010年中国计量院（ NIM）与英国国家物理研究院（NPL，即英国国家物理实验室）签署了《中英计量合作谅解备忘录》。此后，双方在声学、温度、天线以及时间频率计量等领域开展了卓有成效的合作。特别是中英合作建成的天线外推法标准测量装置，具备世界一流技术水平，为中国乃至亚洲地区通信、广播、电视、航空航天等领域天线计量需求提供了重要支撑。2016年4月，英国国家物理研究院院长汤普逊访问中国计量科学研究院，并代表NPL与中国计量院院长方向签署了《NIM与NPL计量战略合作谅解备忘录》。此次两院续签合作谅解备忘录，既是对双方此前合作成效的充分肯定，也标志着两院合作迈向了战略规划层次的新高度。
