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樊春良:美国国家实验室的建立和发展——对美国能源部国家实验室的历史考察 ... ... . ...

2022-10-3 20:27| 发布者: admin| 查看: 1331| 评论: 0|来自: 公众号:科学与社会

摘要: 美国国家实验室的建立和发展——对美国能源部国家实验室的历史考察樊春良(中国科学院科技战略咨询研究院)摘要:美国能源部国家实验室在美国国家创新体系建设中占居重要位置,是国家实验室的一个典型代表,其发展经验 ...

能源部对高尔文报告给出了反应,同意高尔文委员会关于实验室治理系统已经破碎的看法,提出了一个新的实验室“管理改进路线图”,但不同意高尔文委员会关于使实验室管理系统“公司化”的建议。能源部提出一个新的解决方案,即任命新的实验室运行委员会,委员会由美国能源部的管理层人员和外部私营企业的顾问组成,负责审查和改进国家实验室的运行情况。[30]

白宫科学技术政策办公室(OSTP)根据NSTC的联邦实验室审查报告结果发布了指导意见。该指导意见指出,克林顿总统认为能源部、国防部和NASA的实验室系统要为国家在基础科学、国家安全、环境保护、能源、航空航天和提升工业竞争力等方面提供必要的技术服务。另外,指导意见还提出了改进实验室系统的机构管理和减少制度冗余的方针原则。[25]OSTP的意见标志着对冷战后联邦实验室的命运给出了一个肯定的答案。

1996年7月,能源部实验室运行委员会发布了战略性实验室第一阶段任务计划,汇编了美国能源部国家实验室的组织结构,资金使用和任务使命的相关信息。[25]

(2)国家实验室的成就

虽然国家实验室处于未来不确定的不稳定期,但这一时期的成就突出。1991年斯坦福直线加速器中心(SLAC)安装了欧洲以外的第一台互联网服务器,并安置北美首批网站。1994年2月11日,普林斯顿等离子中心托卡马克聚变试验反应堆(TFTR)启动,是第一个使用氘和氚的高能混合物运行的聚变装置。它产生的1070万瓦的聚变功率创造了世界纪录。1994年7月1日,世界上第一个大型超导射频技术装置在托马斯·杰斐逊国家加速器实验室正式运行。1995年3月2日,费米国家实验室宣布在对撞机探测器(CDF)上发现了第六种夸克——顶夸克。1995年3月26日,巨大的同步加速器——先进光子源(APS)在阿贡国家实验室(ANL)首次产生了X射线。自此之后,APS产生的高效高能量的X射线引领了两次诺贝尔奖的获奖之路,并用来研发治疗艾滋病,阿尔茨海默氏症和癌症的药物。1997年6月11日,桑迪亚国家实验室(SNL)宣布其“ASCI Red”超级计算机已经开始运行,该计算机是全球首个突破每秒一兆(万亿)次浮点运算的计算机。[25]

这一时期,能源部组建国家可再生能源实验室(1991)和国家能源技术实验室(1999)。自此,现有的能源部17个国家实验室建成(见表1)。

表 1  能源部17个国家实验室

来源:文献[30],根据文献[32]更新、补充。

注释:GOGO:国有国营;GOCO:国有民营;LLC:有限责任公司,指前面的实体是一个专门为管理国家实验室成立的联合实体。成立时间是指国家实验室的原单位成立的最早时间,例如国家可再生能源实验室的前身太阳能研究所成立于1977年。

3

21世纪初期:从注重安全到促进新技术发展

(1)科学与安全

2001年,9.11恐怖袭击事件再次引发了对国家安全问题的关注。国家实验室开始在支持核材料的安全性方面发挥越来越大的作用。

2002年11月,布什总统签署了2002年版《国土安全法案》,赋予美国国土安全部进入美国能源部国家实验室的特别权利。

(2)在新兴技术发展中的角色

美国在2001年实施国家纳米技术倡议(NNI)。《21世纪纳米技术研究与发展法案》于2003年正式通过成为法律,该法案批准了近20亿美元的纳米技术研发经费,包括能源部阿贡、劳伦斯伯克利、橡树岭、洛斯阿拉莫斯和桑迪亚等6个国家实验室建设纳米科学研究中心。[25]

4

 21世纪第2个十年:创新的动力源

国家实验室在大的仪器设施和尖端技术方面继续取得骄人的成就(如2011年在费米国家加速器实验室制造并测试的黑暗能量摄像机首次探测到宇宙光线,NASA向火星发射的“好奇号”探测器上搭载了许多国家实验室的技术),[25]继续强调依靠其独特的科学设施,吸引着来自世界各地的研究人员;同时,强调与政府其他部门的合作、与企业、大学、地方合作,推动技术的发展和提高国家竞争力。

自2013年以来,能源部开展了一项系统而全面的工作,以使国家实验室系统以更具战略性的方式聚焦在大规模、有影响力的举措。借着国家实验室依靠独特的设施解决多学科复杂问题独特的作用,国家实验室成为连接大学、工业界以及联邦研究合作伙伴的重要枢纽,促成和推动整个研发领域的发展。一个具体的表现是实验室和外部伙伴之间的合作,如州、工业界和大学;另一个表现是实验室之间的合作,即利用各自的优势,形成一个灵活应对重大挑战的具有凝聚力的体系,如2015年间,在实验室和非联邦伙伴之间达成约3000份有效协议。[31]

这一时期,能源部重视国家实验室管理,2013年成立国家实验室政策委员会,并重建国家实验室运营委员会。

2014年1月,国会通过《2014财年综合拨款法案》,指示能源部部长组织国家能源实验室效率审查委员会(CRENEL)对17个国家实验室审查,主要目的是评估实验室与能源部战略优先事项的一致性、重复问题、应对当前与未来能源和国家安全挑战的能力、规模以及对其他联邦机构的支持等议题。CRENEL于2014年5月成立,2015年10月38日提交最终报告,将美国能源部国家实验室描述为“为国家的安全、科学领导力和经济竞争力做出了深刻贡献的国有资产”,同时也提出了一系列建议,其目的在于尽可能地达到国家实验室经营的最高效率和最佳成果,确保在今后几年内通过这项国有资产实现国家利益的最大化。[32]

国家实验室继续在新兴关键技术中扮演重要角色。2018年美国国会通过《国家量子倡议法案》,能源部是主要的承担主体之一,国家实验室以国家量子战略为指导,从科学、劳动力、与企业合作、基础设施、经济与安全和国际合作方面等方面布局量子科技。[31]



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