브룩헤이븐 국립연구소

3. 역사

뉴욕주 롱아일랜드 중부, 뉴욕시에서 동쪽으로 약 104.61km 떨어진 서퍽 군의 브룩헤이븐 타운에 위치하며, 1947년에 설립되었다. 본래 미국 원자력 위원회(Atomic Energy Commission) 소유였으나 현재는 후속 기관인 미국 에너지부(DOE) 산하이다. DOE는 연구 및 운영을 대학 및 연구 기관에 위탁하고 있다.

개소 당시부터 비영리 연구법인인 Associated Universities, Inc.(AUI)가 운영을 맡아왔으나, 1994년 시설의 고속 중성자 빔 반응로에서 발생한 화재로 작업자들이 방사선에 노출된 사건^[49]과 1997년 시설이 위치한 롱아일랜드 센트럴 파인 바렌스 지하수로 삼중수소가 유출되는 사고^[49]가 보고된 후 운영 계약이 파기되었다. 1998년부터는 스토니브룩 대학교와 배텔 기념 연구소가 동등하게 참여하는 브룩헤이븐 과학 연합(Brookhaven Science Associates LLC)에서 운영을 담당하고 있다.

주로 물리, 생물의학, 환경, 에너지, 국가 안보에 관한 기술 연구를 수행하며^[41], 연구원, 기술직, 지원 인력 등을 포함하는 상주 직원은 약 3,000명이고 매년 4,000여 명의 방문 연구원들이 찾는다.^[50] 브룩헤이븐 국립 연구소에서 이루어진 연구 결과로 현재까지 일곱 차례의 노벨상이 수여되었다.^[51] 연구소 부지 내에는 미국 기상청(National Weather Service)의 뉴욕 업튼 지부가 있으며, 연구소 자체의 전담 경찰력 및 소방 인력이 배치되어 있고 고유의 우편번호(11973)를 사용한다.

3. 1. 설립 배경

3. 2. 연구 및 시설의 발전

4. 주요 연구 분야

설립 초기에는 원자력 연구 시설로 계획되었으나, 이후 연구 범위가 크게 확장되었다.^[41] 현재 브룩헤이븐 국립연구소의 주요 연구 분야는 다음과 같다.

• 핵물리학 및 고에너지 물리학^[52][4]
• 재료과학^[53][5]
• 환경^[54][6] 및 에너지 연구
• 핵 비확산^[55][7]
• 신경과학 및 영상의학^[56]
• 구조생물학^[57][8]
• 나노물질
• 가속기 물리학^[9]

5. 주요 시설

• 상대론적 중이온 충돌기 (Relativistic Heavy-Ion Collider, RHIC): 쿼크-글루온 플라즈마^[18] 및 양성자 스핀의 근원을 연구하기 위해 설계되었다.^[19] 2000년부터 가동되었으며, 2009년까지 세계에서 가장 강력한 중이온 충돌기였다. 스핀 편광 양성자를 충돌시키는 유일한 시설이기도 하다. 길이는 3.9km에 달한다.

• 기능성 나노 물질 센터 (Center for Functional Nanomaterial, CFN): 나노 규모 물질 연구에 사용된다.^[20][59]
• 국립 싱크로트론 광원 II (National Synchrotron Light Source II, NSLS-II): 2015년에 개설되어 30년간 운영된 국립 싱크로트론 광원 (NSLS)을 대체한 브룩헤이븐의 최신 사용자 시설이다.^[21] 이전 NSLS는 2003년과 2009년 노벨 화학상 수상 연구에 기여했다.^[22][60]
• 교류 기울기 싱크로트론 (Alternating Gradient Synchrotron, AGS): 입자 가속기의 일종으로, 뮤온 중성미자, 매력 쿼크, CP 위반 발견 등 세 차례의 노벨상 수상 연구에 사용되었다.^[23][61]
• 가속기 시험 시설 (Accelerator Test Facility, ATF): 입자 빔을 생성, 가속하고 감시하는 시설이다.^[24][62]
• 탠덤 반데그라프 가속기 (Tandem Van de Graaff Accelerator): 한때 세계에서 가장 큰 정전 가속기였다.^[25][63]
• 계산 과학 자원: 스토니브룩 대학교와 공동으로 운영하며, 과학 연구 분야에서 세계 최고 수준의 성능을 가진 대규모 병렬 블루진 슈퍼컴퓨터를 포함한다.^[26]
• 학제 간 과학 건물: 고온 초전도체 및 에너지 문제 해결에 중요한 기타 물질을 연구하는 고유한 실험실을 갖추고 있다.^[27]
• 미국 항공우주국 우주 방사선 연구소 (NASA Space Radiation Laboratory, NSRL): 과학자들이 이온 빔을 사용하여 우주선을 시뮬레이션하고, 우주 방사선이 우주 비행사와 장비에 미치는 위험을 평가하는 연구를 수행한다.^[28]
• 전자-이온 충돌기 (Electron-Ion Collider, EIC): 2020년 1월, 미국 에너지부는 브룩헤이븐 국립연구소의 eRHIC 설계를 미래 EIC로 선정했다.^[14] 이 설계는 기존 RHIC를 활용하여 편광된 전자 시설을 추가하는 방식으로 제안되었다.^[15]

6. 외부 협력

ATLAS 실험의 기여 파트너이며, 이는 스위스 제네바 인근 CERN의 거대 강입자 충돌기(LHC)에 위치한 4개 검출기 중 하나이다.^[29]

브룩헤이븐은 또한 테네시주 오크리지의 강입자 중성자원(SNS)과 협력하여 SNS 축적 링 설계를 담당했다.

브룩헤이븐은 중국의 다야 베이 원자로 중성미자 실험과 페르미 국립 가속기 연구소(Fermilab)의 심층 지하 중성미자 실험을 포함하여 전 세계의 다양한 중성미자 연구 프로젝트에 참여하고 있다.^[30]

7. 환경 정화 노력

1994년 연구소의 고속 중성자 빔 반응로 화재로 인한 작업자 방사선 노출 사건과 1997년 삼중수소 누출 보고 이후, 기존 운영 주체였던 Associated Universities, Inc.(AUI)는 계약을 잃었다.^[1][2] 1998년부터는 스토니브룩 대학교와 배텔 기념 연구소가 공동으로 설립한 브룩헤이븐 과학 협회(Brookhaven Science Associates LLC, BSA)가 운영하고 있다.^[1]

1997년 1월, 연구소 부지에서 채취된 지하수 샘플에서 연방 음용수 기준치의 2배에 달하는 삼중수소 농도가 검출되었고, 일부 샘플에서는 기준치의 32배까지 측정되었다.^[3] 이 삼중수소는 고 플럭스 빔 원자로(High Flux Beam Reactor)의 사용후 연료 저장조에서 누출되어, 인근 서폭 카운티 주민들의 식수원인 대수층으로 흘러 들어간 것으로 밝혀졌다.^[3] 미국 에너지부(DOE)와 연구소(BNL)의 조사 결과, 이 누출은 당국이 인지하지 못한 채 12년 동안 지속된 것으로 드러났다.^[3] 누출 감지를 위한 감시 우물 설치는 1993년에 처음 논의되었으나, 실제 완공은 1996년에 이루어졌다.^[3] 이러한 연구소의 미흡한 대처와 DOE의 감독 소홀은 큰 논란을 일으켰고, 결국 1997년 5월 AUI는 운영 계약자에서 해지되었다.^[3][4]

연구소 관리자들은 삼중수소 누출을 제때 발견하지 못한 책임을 인정했으며, DOE 역시 연구소 운영 감독에 소홀했음을 시인했다.^[3] 특히 연구소 측은 지역 사회의 우려와 환경 규정 준수 약속에도 불구하고 감시 우물 설치를 계속해서 낮은 우선순위로 취급했으며, DOE의 현장 감독 사무소인 브룩헤이븐 그룹은 연구소가 모든 규제 약속, 특히 감시 우물 설치 합의를 이행하도록 책임을 묻지 못했다.^[3] DOE 고위 지도부 또한 환경, 안전, 보건 문제에 대한 계약자의 책임을 보장하는 효과적인 시스템 구축에 실패했다는 지적을 받았다.^[3]

1993년 이후 DOE는 연구소 부지의 토양 및 지하수 오염 정화를 위해 5.8억달러 이상을 투입하여 여러 주요 정화 프로젝트를 완료했다. 주요 내용은 다음과 같다.^[5]

• 브룩헤이븐 흑연 연구 원자로(Brookhaven Graphite Research Reactor) 폐쇄 및 제염
• 페코닉 강(Peconic River)의 수은 오염 퇴적물 제거
• 16개의 부지 내외 지하수 처리 시스템 설치 및 운영 (1996년 이후 약 946.4억L 이상의 지하수 정화)

8. 공공 활동

브룩헤이븐 국립연구소는 승인된 공개 행사를 제외하고는 일반 대중에게 개방되지 않는다. 그러나 매년 여름, 특히 7월에 '여름 일요일(Summer Sundays)'이라는 이름으로 일반인 대상 공개 프로그램을 운영한다.^[31] 이 기간 동안 방문객들은 연구소의 주요 시설 투어에 참여하거나 특별 강연 및 과학 쇼를 관람할 수 있다.

9. 노벨상

브룩헤이븐 국립연구소에서 이루어진 연구를 통해 여러 과학자들이 노벨상을 수상하는 영예를 안았다. 이는 물리학과 화학 분야에서 획기적인 발견과 연구 성과를 인정받은 결과이다.^{[35][36][37][38][39]} 자세한 수상 내역은 아래에서 확인할 수 있다.

9. 1. 노벨 물리학상

9. 2. 노벨 화학상

• 2003년 : 로더릭 매키넌 - 이온 통로 연구^[60][47]
• 2009년 : 벤카트라만 라마크리슈난, 토머스 스타이츠 - 리보솜 연구^[72][48]

10. 재직했던 인물

wikitext

참조

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_[2] 웹사이트 About BNL https://www.bnl.gov/[...] BNL.gov 2016-06-21
_[3] 웹사이트 Our Office https://www.weather.[...] 2024-03-15
_[4] 웹사이트 Physics Department http://www.bnl.gov/p[...] Bnl.gov 2008-05-12
_[5] 웹사이트 Homepage, Basic Energy Sciences Directorate http://www.bnl.gov/b[...] Bnl.gov 2010-03-17
_[6] 웹사이트 Environmental Sciences Department http://www.bnl.gov/d[...] Bnl.gov 2009-02-04
_[7] 웹사이트 Brookhaven National Laboratory Nonproliferation and National Security Programs http://www.bnl.gov/n[...] Bnl.gov 2010-02-02
_[8] 웹사이트 Biology Department – Brookhaven National Laboratory http://www.biology.b[...] Biology.bnl.gov 2010-03-17
_[9] 웹사이트 BNL ! Accelerator-based Science https://www.bnl.gov/[...]
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_[12] 서적 Making Physics: A Biography of Brookhaven National Laboratory 1999
_[13] 웹사이트 BNL - Our History: Accelerators https://www.bnl.gov/[...]
_[14] 간행물 U.S. Department of Energy Selects Brookhaven National Laboratory to Host Major New Nuclear Physics Facility https://www.energy.g[...]
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_[16] 웹사이트 The anatomy of the first video game - On the Level http://www.nbcnews.c[...] 2008-10-23
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_[18] 웹사이트 RHIC | Relativistic Heavy Ion Collider http://www.bnl.gov/r[...] Bnl.gov 2010-03-17
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_[21] 웹사이트 National Synchrotron Light Source http://www.nsls.bnl.[...] Nsls.bnl.gov 2010-03-17
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_[27] 웹사이트 BNL Newsroom ! Doors Open at New Interdisciplinary Science Building for Energy Research at Brookhaven Lab https://www.bnl.gov/[...] 2016-08-23
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_[30] 웹사이트 BNL ! Neutrino Research History https://www.bnl.gov/[...] 2016-08-23
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