成就LLNL的核,化学和同位素研究的成功首先取决于我们科学劳动力的能力,包括员工,学生和博士后研究人员。在LLNL上,研究人员能够利用各种最先进的设备和功能,从用于同位素分析的质谱仪器到追踪放射性签名的新型辐射检测系统,到具有一定精度的模拟所需的世界一流的高性能计算能力。
今年,当我们准备对实验室的科学能力进行投资时,我们的总体目标是有目的性地推进人工智能 (AI) 方法和应用的使用。有目的性有助于确保我们的投资具有战略影响,并确保我们的投资组合为 LLNL 未来的贡献做好准备。而生成式人工智能的快速发展为 LLNL 开辟了新的可能性,使其能够将强大的能力部署到关键的研究领域,并在更广泛的人工智能领域开展基础性工作。这些新方法将受益于实验室重要的新计算能力,特别是 El Capitan 和 Tuolumne 计算机及其支持系统。这些独特的能力将增强 LLNL 及其同行国家实验室承担更具挑战性和影响力的计算项目的能力。
简介 炸药、铝热剂、推进剂和烟火等高能材料 (EM) 是劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 国家安全任务的核心。EM 在整个核武器中使用,也为大多数常规弹药提供能量来源。LLNL 是能源部/国家核安全管理局的卓越中心,负责炸药的研究、开发、合成、配制和特性。LLNL EM 企业的主要任务是确保美国核威慑的安全性、保障性和有效性。研究人员还运用他们的专业知识为国防部的常规武器开发解决方案,为国土安全部探索检测和击败自制爆炸物的新方法,并制定应对核反恐简易爆炸装置威胁的战略。利弗莫尔主站点(站点 200)和远程站点 300 的实验设施可进行研究,这些研究与高保真建模和模拟相结合,有助于推动 EM 的科学发现。
Livermore Lab Foundation(LLF)致力于促进科学知识并启发下一代科学家和工程师。与Lawrence Livermore国家实验室(LLNL)合作,LLF为寻求促进其教育和专业目标的学生提供支持。所有奖学金(仅夏季或全年)包括有偿的,全职10-12周实习;奖项基于LLNL的学生薪酬量表与您的学术水平相称。
本文档以第 1 部分中的 LLNL 鸟瞰图作为开篇,重点介绍了我们的使命和愿景声明。第 2 部分分解了我们的关键使命驱动承诺,并描述了目标和关键结果流程。第 3 部分重点介绍实验室的科学技术企业,并介绍我们的“S&T 动员者”——我们的人员、我们的设施和我们的核心竞争力——LLNL 的关键要素,是我们使命驱动工作的基础。第 4 部分介绍了 LLNL 的内部资金来源,并描述了每个资金来源如何支持持续卓越的研发。还重点介绍了外部赞助商对我们的 S&T 动员者的支持。第 5 部分解释了定期投资组合审查和指标使用的流程和重要性,因为建立可持续的成功依赖于监测结果。第 6 部分展望了实验室科学组合的未来状态以及我们的 S&T 动员者不断发展的贡献。
2022 年 12 月 5 日,LLNL 团队在国家点火装置 (NIF) 向装有部分冻结氢同位素的胶囊的黑腔发射了 192 束激光。结果是聚变点火——产生的聚变能量比传送到 NIF 目标的激光能量还要多。实验向目标传送了 2.05 兆焦耳(百万焦耳或 MJ)的能量,产生了 3.15 MJ 的能量。自 1960 年代物理学家意识到激光可以引发聚变反应,激光惯性约束聚变 (ICF) 可用于商业发电和用于核武器库存管理的研究以来,LLNL 一直致力于点火。自首次点火以来,NIF 又进行了三次成功的发射,扩大了 ICF 和商业化聚变能的可能性。这些成就为 LLNL 在聚变领域取得技术转让成功奠定了基础。
尼古拉斯·朱利安(Nicholas Julian),从2020年6月开始。Nikhil Chandra Austal,自2019年1月以来,伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学机械工程系的助理教授。 Asghar Aryanfar,自2017年10月以来,土耳其伊斯坦布尔的Bahçeşehir大学机电一体化工程系的助理教授。 Celia Reina(在LLNL),自2014年以来,宾夕法尼亚大学机械工程系的助理教授。Nikhil Chandra Austal,自2019年1月以来,伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学机械工程系的助理教授。Asghar Aryanfar,自2017年10月以来,土耳其伊斯坦布尔的Bahçeşehir大学机电一体化工程系的助理教授。Celia Reina(在LLNL),自2014年以来,宾夕法尼亚大学机械工程系的助理教授。Celia Reina(在LLNL),自2014年以来,宾夕法尼亚大学机械工程系的助理教授。
当前核心成员:Jiwoo Lee,Ordonary,Peter Glecker,Paul Ullrich,Bo Donich,Kristin Chang(LLNL,PCMDI)(SNU)(SNU),Elina Vankonen(NASA GSFC),Julie Caron(NCAR)(NCAR)
IPO 的一个重要目标是对当地产生影响。LLNL 授权的技术已促成众多新企业的成立,这些企业正在帮助推动经济增长,并支持三谷地区和大旧金山湾地区的高科技商业机会。例如,LLNL 的 Droplet Digital™ 聚合物链反应 (ddPCR) 已授权给位于加利福尼亚州普莱森顿的 QuantaLife, Inc. 这项技术可快速筛查生物样本中的病原体。它目前正用于检测感染患者中是否存在 COVID-19。LLNL 先进的激光喷丸系统已授权给位于加利福尼亚州利弗莫尔的 Metal Improvement Co. Inc. 这项技术可显著增强金属部件的强度,并已在商用飞机上喷丸了 40,000 多个喷气发动机风扇叶片。激光喷丸还用于波音 787-8 的机翼成型,使该飞机成为世界上每乘客英里燃油效率最高的飞机。 LLNL 开发的 DYNA3D 是第一个精确模拟金属结构弯曲、折叠和塌陷的计算机代码。DYNA3D 已授权给位于加州利弗莫尔的利弗莫尔软件技术公司,是汽车行业用于车辆碰撞测试的基础技术。
成就 60 多年来,LLNL 的研究人员和同事们一直致力于实现聚变点火,这是科学界最具挑战性的目标之一。2022 年 12 月 5 日的一项实验通过了这一历史性里程碑,为 HED 科学开辟了新前景,并使我们能够获得与未来库存管理相关的新机制。 为了支持 HED 科学,LLNL 开发了多种诊断方法,这些方法对于在短时间尺度上以及在高密度和高温下测量材料特性是必不可少的。 LLNL 的研究人员开发了高速摄像机,使用能够探测超致密材料的 x 射线,以优于 1/10 纳秒的时间分辨率创建实验的“电影帧”。 能够使用晶体 x 射线散射测量材料结构变化的仪器使科学家能够更新固体转变模型。 利弗莫尔的研究人员还利用机器学习和人工智能等新兴科学领域来提高 HED 模拟能力。