美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory，簡(jiǎn)稱ANL）是美國(guó)政府最早建立的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，也是美國(guó)最大的科學(xué)與工程研究實(shí)驗(yàn)室之一——在美國(guó)中西部為最大。阿貢前身是芝加哥大學(xué)的冶金實(shí)驗(yàn)室(Metallurgical Lab)，現(xiàn)在隸屬于美國(guó)能源部和芝加哥大學(xué)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主費(fèi)米于1942年在此領(lǐng)導(dǎo)小組建立了人類第一臺(tái)可控核反應(yīng)堆（芝加哥一號(hào)堆，Chicago Pile-1），完成了曼哈頓計(jì)劃的重要一環(huán)，并且使人類從此邁入原子能時(shí)代。

發(fā)展歷史

過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)中，芝加哥大學(xué)為美國(guó)能源部及其前身監(jiān)管阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行。阿貢是二次世界大戰(zhàn)曼哈頓工程的一部分，從芝加哥大學(xué)的冶金實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。1942年12月2日，美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)米（Enrico Fermi，1901-1954）和他約50名的同事在芝加哥大學(xué)的壁球場(chǎng)里產(chǎn)生了世界上第一個(gè)受控核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，“芝加哥一號(hào)堆”。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功完成受控核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)后，由橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室隨后完成了濃縮鈾235的提煉，并最終由洛斯·阿拉莫斯國(guó)家試驗(yàn)室組裝并實(shí)施試驗(yàn)。阿貢、橡樹嶺、洛斯·阿拉莫斯一起完成了原子彈制造的重要環(huán)節(jié)。

第二次世界大戰(zhàn)后，阿貢接受開發(fā)和平利用原子反應(yīng)堆的任務(wù)。數(shù)年來(lái)，阿貢的研究不斷擴(kuò)大，包括了科學(xué)、工程和技術(shù)的許多其他領(lǐng)域。

地理位置

阿貢有兩個(gè)場(chǎng)所。伊利諾伊州-東場(chǎng)所被芝加哥環(huán)路西南約25英里的森林保護(hù)區(qū)所環(huán)繞。阿貢的4000名雇員中約有3200名在該1500英畝樹木繁茂的場(chǎng)所工作。美國(guó)能源部芝加哥工作辦公室也設(shè)在這里。

愛達(dá)荷州-西場(chǎng)所占地約900英畝，位于蛇河谷愛達(dá)荷瀑布西約50英里處。它是阿貢多數(shù)主要核反應(yīng)堆研究設(shè)施的所在地。約有800名阿貢的雇員在此工作。

今天，阿貢有雇員3200名，包括大約2000名科學(xué)家和工程師，其中約1600人具有博士學(xué)位。2017年阿貢的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)約為7.7億美元，支持200多個(gè)研究項(xiàng)目，從原子核研究到全球氣候變化研究。1990以來(lái)，阿貢曾與600多家公司、無(wú)數(shù)的聯(lián)邦政府部門以及其他組織一道工作。

阿貢實(shí)驗(yàn)室有四個(gè)主要的研究領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域完成政府和能源部的賦予職責(zé)，以及為全社會(huì)提供重要的效益。它們是：計(jì)算、環(huán)境與生命科學(xué)，能源與全球安全，光子科學(xué)，物理科學(xué)與工程。

科學(xué)挑戰(zhàn)

阿貢謀求解決許多科學(xué)挑戰(zhàn)，包括在材料科學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、生命和環(huán)境科學(xué)、高能物理、數(shù)學(xué)和計(jì)算科學(xué)，包括高性能計(jì)算方面的實(shí)驗(yàn)和理論工作(現(xiàn)有Mira超級(jí)計(jì)算機(jī)，2021年將部署美國(guó)下一代exaFLOPS超級(jí)計(jì)算機(jī)Aurora)。阿貢令人激動(dòng)和領(lǐng)先的研究今天為社會(huì)帶來(lái)價(jià)值，也為未來(lái)的技術(shù)突破打下基礎(chǔ)。

科研

設(shè)施裝置

阿貢運(yùn)行世界水平的國(guó)家級(jí)科學(xué)研究裝置，如先進(jìn)光子源APS，提高了美國(guó)的科學(xué)領(lǐng)先地位，打造美國(guó)的未來(lái)。阿貢設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行費(fèi)用太高以至于單個(gè)公司或大學(xué)不能建造和運(yùn)行的負(fù)載的研究設(shè)施。這些設(shè)施被來(lái)自阿貢、工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和其他國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家所用。阿貢還是強(qiáng)脈沖中子源、阿貢串列直線加速器系統(tǒng)和其他設(shè)施的所在地。

高性能計(jì)算

阿貢運(yùn)行有世界排名第九的超級(jí)計(jì)算機(jī)Mira，開發(fā)了廣泛使用的MPICH。將于2021年部署美國(guó)下一代exaFLOPS超級(jí)計(jì)算機(jī)Aurora。

能源計(jì)劃

能源資源計(jì)劃幫助確保為未來(lái)穩(wěn)定提供有效和清潔能源。阿貢的科學(xué)和工程師們正在開發(fā)新的先進(jìn)電池和燃料電池，以及先進(jìn)的電力生成和儲(chǔ)存系統(tǒng)，增加美國(guó)的能源資源，確保美國(guó)的能源未來(lái)，還在為提高美國(guó)和蘇聯(lián)設(shè)計(jì)的核反應(yīng)堆的安全和壽命而工作。

環(huán)境管理

環(huán)境管理包括解決美國(guó)的環(huán)境問(wèn)題和促進(jìn)環(huán)境管理。該領(lǐng)域的研究包括可選擇性的能源系統(tǒng)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)影響評(píng)估、有害垃圾場(chǎng)分析和補(bǔ)救計(jì)劃編制、電冶金處理準(zhǔn)備失去效能的核燃料進(jìn)行處理，以及排除污染和使老化核反應(yīng)堆退役的新技術(shù)。阿貢在開發(fā)管理和解決美國(guó)環(huán)境問(wèn)題、促進(jìn)環(huán)境服務(wù)新方法中處于前沿。

國(guó)家安全對(duì)美國(guó)和阿貢研究的重要性提高。數(shù)年來(lái)，阿貢為此目的所開發(fā)的能力正幫助美國(guó)抗擊恐怖主義的威脅。這些能力包括核燃料循環(huán)、生物學(xué)、化學(xué)、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)建模方面的專門技術(shù)。該項(xiàng)研究正在幫助開發(fā)探測(cè)化學(xué)、生物和放射性威脅以及識(shí)別它們來(lái)源的高靈敏度儀器和技術(shù)。其他研究正幫助探測(cè)和阻止武器的可能擴(kuò)散或?qū)嶋H攻擊。

為使阿貢受公眾資助的研究讓工業(yè)界受益，幫助加強(qiáng)美國(guó)的技術(shù)基礎(chǔ)，阿貢也將工業(yè)技術(shù)開發(fā)作為一項(xiàng)重要的工作。

阿貢教育計(jì)劃部為從主要的國(guó)家大學(xué)到地區(qū)初中的全體教員和學(xué)生提供廣泛的教育機(jī)會(huì)。阿貢參加教育計(jì)劃的人比任何其他能源部的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的人都多，每年培訓(xùn)1000名研究生和博士后研究人員的工作已經(jīng)作為他們正常研究與開發(fā)活動(dòng)的一部分，以幫助公眾了解科學(xué)，提高美國(guó)人的科學(xué)、工程和數(shù)學(xué)水平的責(zé)任。

阿貢設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和/或管理許多科學(xué)和工程研究設(shè)施，并將這些設(shè)施向來(lái)自工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和其他政府實(shí)驗(yàn)室的研究人員開放。這些設(shè)施中的6個(gè)屬于美國(guó)能源部正式的國(guó)家用戶設(shè)施或用戶中心。它們是：先進(jìn)光子源、串列直線加速器系統(tǒng)、大氣輻射測(cè)量氣候研究設(shè)施、納米尺度材料中心、電子顯微中心和強(qiáng)脈沖中子源。

這些復(fù)雜、造價(jià)昂貴的設(shè)施，一個(gè)公司或大學(xué)無(wú)法建造和運(yùn)行，作為國(guó)家科學(xué)資源加以管理。

阿貢還有許多對(duì)來(lái)自工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和其他國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開放，收取成本費(fèi)的實(shí)驗(yàn)室和研究設(shè)施。在談判的基礎(chǔ)上，研究成果根據(jù)用戶的決定可以私人擁有或在公開文獻(xiàn)上發(fā)表。如研究成果在公開文獻(xiàn)上發(fā)表，研究人員能夠免費(fèi)使用這些設(shè)施。如果成果屬于私人擁有，收取設(shè)施使用費(fèi)一般根據(jù)運(yùn)行費(fèi)的回收情況加以確定。

研究人員可使用的其他實(shí)驗(yàn)室和設(shè)施有：

2-MeV直線加速器；3-MeV靜電加速器；錒類設(shè)備；先進(jìn)計(jì)算試驗(yàn)臺(tái)；先進(jìn)動(dòng)力系試驗(yàn)設(shè)備；氣溶膠實(shí)驗(yàn)室；阿兒法-伽嗎熱室設(shè)施；分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室；大氣邊界層實(shí)驗(yàn)；大氣場(chǎng)測(cè)量設(shè)備；汽車粉碎殘余物實(shí)驗(yàn)室；基礎(chǔ)能源科學(xué)同步輻射中心；電池分析和診斷實(shí)驗(yàn)室；鈷60源（20000居里）；柴油機(jī)試驗(yàn)設(shè)備；地區(qū)冷暖供應(yīng)模擬器；電氣化學(xué)能的儲(chǔ)存；電滲析典型實(shí)驗(yàn)設(shè)備；電子顯微實(shí)驗(yàn)室-阿貢-西場(chǎng)所；工程開發(fā)實(shí)驗(yàn)室；泡沫浮選分離典型試驗(yàn)設(shè)備；燃料電池試驗(yàn)設(shè)備；燃料調(diào)節(jié)設(shè)備；高溫電解爐設(shè)備；熱性燃料檢查設(shè)備；輻照材料實(shí)驗(yàn)室；激光應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室；激光實(shí)驗(yàn)室；磁成像設(shè)備；磁共振成像設(shè)備；溶解腐蝕和冷卻能力實(shí)驗(yàn)（MACE）；微型質(zhì)譜儀實(shí)驗(yàn)室；毫米波實(shí)驗(yàn)室；中子放射照相術(shù)反應(yīng)堆；非破壞性的評(píng)估實(shí)驗(yàn)室；非破壞性的評(píng)估試驗(yàn)負(fù)載系統(tǒng)設(shè)施；非破壞性的評(píng)估顯微鏡設(shè)備；優(yōu)質(zhì)煤取樣設(shè)備；動(dòng)力系和放射實(shí)驗(yàn)室；脈沖電子直線加速器；RDT&E稀釋設(shè)備；反應(yīng)堆模擬設(shè)備；機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室；安全分析培訓(xùn)中心；芒硝設(shè)備試驗(yàn)工廠；結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心；摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

2022年，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員希望用微小的磁渦流取代條形磁鐵。微小磁渦流或成下一代內(nèi)存材料。

含氟電解質(zhì)

2023年5月，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家開發(fā)了一種含氟電解質(zhì)，即使在低于0℃的溫度下也能很好地發(fā)揮作用。

諾貝爾獎(jiǎng)得主

恩里科·費(fèi)米（Enrico Fermi，1901-1954）：因利用中子輻射發(fā)現(xiàn)新的放射性元素，及慢中子所引起的有關(guān)核反應(yīng)，獲1938年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

邁耶夫人（Maria Goeppert Mayer，1906-1972）：因研究原子核殼模式取得的成果，獲得1963年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

阿列克謝·阿布里科索夫（Alexei Abrikosov，1928-2017）：因其提出的在極端低溫時(shí)物質(zhì)如何顯示其奇異行為理論，獲2003年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

行政組成

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室所長(zhǎng)：Paul K. Kearns

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副所長(zhǎng)：Matthew Tirrell

負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的首席官員：John P. Quintana