観察者に質問してください: 放射線研究所では何が起こっていますか? // オブザーバー

ベラ・ラウフェンバーグ | 2022年12月5日（月曜日）

ベラ・ラウフェンバーグが執筆し、ピーター・ブリーンとスペンサー・ケリーが協力。

放射線研究所は大学のキャンパス内にある謎めいた存在です。 ヘスバラ図書館とノートルダム スタジアムの間に位置するこの印象的だが目立たないこの建物は、図書館の芝生の上に 3 階建ての高さで建っており、通り過ぎる多くの人を困惑させています。

核の始まり

放射線研究棟は 1963 年に建設されましたが、研究室が実際に設立されたのはもっと古く、マンハッタン計画の時代にまで遡ります。 ノートルダム大学は 1940 年代以前に遡り、独自の粒子加速器を開発した先駆的な大学の 1 つでした。

資金と資源が不足していたため、ノートルダム大学の物理学者ジョージ コリンズとエドワード クームズは、電気工学教授ホセ カパロとともに、1935 年に独自の粒子加速器の建設に着手しました。この大きな機械は、以前は「原子粉砕機」として知られていました。 」はクッシング工学ホールに収容されており、現在はデバルトロホール近くのフィッツパトリック工学ホールと統合されています。

1941 年に、2 番目の粒子加速器がサイエンス ホール (現在はラフォーチュン スチューデント センターの地下にある) に建設され、3 番目の粒子加速器は 1935 年に当時新しく建設されたニューランド ホールに設置されました。しかし、2 番目の粒子加速器の完成は、第二次世界大戦が始まったため、すぐに米国政府の注目を集めました。 マンハッタン計画の研究者の多くが働いていたシカゴ大学など、他の大学の科学者も、これらのハイテク加速器で研究するためにノートルダムにやって来ました。

研究者らはサウスショア線の電車で大学まで行き、実験中の学生全員をホールから追い出すことになった。 実験が夜間に行われたのか、昼間に行われたのかについては議論があるが、サイエンスホールの粒子加速器は原爆開発の実験に使用されたことが知られている。

戦後、ノートルダム大聖堂の研究者たちは、より紛争のない核放射線の利用に目を向けました。 現在知られている放射線研究所は、シカゴ大学のマンハッタン プロジェクト研究チームの研究者によって 1949 年に初めて設立されました。 1950 年代末のその頃、このグループは「放射線化学プロジェクト」という名前で呼ばれていました。 これが「放射線プロジェクト」へと変化し、1960年に「放射線研究所」が誕生しました。

しかし、研究は依然としてサイエンス ホールの地下に主に拠点を置いていましたが、これらの新しい事業とミルトン バートンの下での新しいリーダーシップが相まって、1963 年に大学から借りた土地に放射線研究棟の建設につながりました。

平和的な変革

放射線研究棟の完成後、大学における原子力研究は爆発的に増加しました。 この最先端の研究室は 3 階建てで、地下室は大型の実験装置の保管に便利です。 面積は約64,000平方フィートで、ホワイトハウスよりも大きい。

ノートルダム・マガジンの 1962 年夏号は、新しい建物を宣伝し、「その建設は斬新でエキサイティングであり、建築的に非常に印象的なものとなることが約束されている」と述べた。

建物全体は、2022 年 11 月 1 日まで米国エネルギー省によって所有され、資金提供され、その後正式にノートルダム寺院の所有物となりました。 同研究所は今でも政府から毎年約400万ドルの資金を受けている。

放射線研究所は今日に至るまで粒子加速器を所有し使用しており、そのうち 3 台は建物の外壁のすぐ外の地下に設置されています。 1 つのリニア加速器と 2 つのヴァン デ グラーフ加速器を使用してサンプルに放射線を照射するため、科学者はさまざまな実験で放射線の影響を分析できます。 同研究所は現在、放射性物質の直接発生源を 3 つ所有しており、それぞれが数インチの鉛に包まれている。

物理学教授と放射線研究室の研究者を兼任するジェイ・ラバーン氏は、同大学は現時点で「少なくとも」合計7台の粒子加速器を所有していると説明した。 研究室にいない4人のうち、3人は物理学科に所属しており、1人は太陽からの宇宙放射線を加えずに反応を調べるため、サウスダコタ州の鉱山の地下1マイルに位置している。

現在の研究所所長のイアン・カーマイケル氏は、この研究所には加速器やその他の放射線源が収容されているが、公衆にとって完全に安全であると述べた。

「（加速器が）オンのときは放射線がオンになります。しかし、オフのときは放射線がオフになります」と彼は説明した。 「それらは長期的な放射線源ではありません。」

建物は安全で、加速器はコンクリートと土の足元に設置されていますが、地下にある放射性物質にさらされるのと同様に、走行中の加速器の横に巻き込まれると致命的です。

ラヴァーン氏はオブザーバー紙に対し、人々は安全に建物から出られると冗談めかして語った。

「人々が研究室に入って出られなくなるという噂があることは知っていますが、それは真実ではありません」と彼は断言した。

彼はまた、毎年冬になると、ある学生がまるで放射線で変形したかのように、研究室の外で頭が2つある雪だるまを作るというジョークにも言及した。

研究室の外で起こっていることに加えて、この建物には電荷移動プロセスとエネルギー変換の専門家であるプラシャント・カマトのような多くの有名な放射線科学者が住んでいます。彼はResearch.comによってトップ50の化学者の一人に選ばれ、米国の化学者ランキングで31位にランクされています。著者のレベッカ・ヒック氏はノートルダム大聖堂の発表で、世界ランキングでは45位だと述べた。 最近、放射線研究協会フェローの第一期生に加わったラバーン氏は、大学での 44 年間、主に原子炉の安全性に関する数え切れないほどのプロジェクトに取り組んできました。

「私たちは原子炉を扱っています。原子炉はどれくらい安全ですか? 原子炉をより良く稼働させることはできるでしょうか? 原子炉をより長く長持ちさせることはできるでしょうか? 現在存在する原子炉の多くは寿命を迎えようとしています。[エネルギー省は] 原子炉の寿命を延ばしたいと考えています。」それで、私たちはそれを安全に行うことができるでしょうか？」 彼は尋ねた。

原子炉の近くにいないのにどうやって原子炉を扱うのかと質問されたとき、ラバーン氏は、原子炉の温度まで水を加熱するために高圧セルを使用し、その温度での特定の化学を研究していると説明した。

ラヴァーン氏は宇宙や月の石に含まれる放射線を扱うサイドプロジェクトも行っており、人類を月や火星に送り返そうとしているスペースXのような企業と定期的に連絡を取っていると語った。

科学の裏側

放射線研究所での多くの主要な発見の背後にある主力は、科学ガラス吹き工場と機械工場という 2 つの作業場です。

機械工場は研究室の地下にあります。 2 つの大きな部屋にまたがっており、平面研削盤、ボール盤、鋸、溶接装置、CNC テクノロジー、CO2 レーザーなどのさまざまな技術ツールが設置されています。 ショップのプロジェクトには、3D プリント、CAD 設計、レーザー彫刻、機械コンサルティング、器具の組み立てと改造が含まれます。

このショップを運営するのは、「ジャーニーマン」と呼ばれる特定の種類のプロの職人であるプログラムマネージャーのジョー・アドメイブ氏です。 彼は研究室内外でさまざまなプロジェクトに取り組んでおり、それが彼の最も好きな仕事の部分です。

「（この仕事で）私が気に入っている点は、何がその扉をくぐっていくかわからないということです」と彼は語った。 「それは毎日何か新しいことです。」

アドマーブさんは約11年間この店を経営しており、ラバーンさんの同意を得て自らを「ユニコーン」と呼んでいる。

「私は何でも屋のようなものです」と彼は説明した。 「今日、これらすべての分野に熟練した人を見つけることは非常にまれです。」

一方、吹きガラス工房は 1 階にあり、科学吹きガラスの大学の学位を取得した全国的に有名な吹きガラス職人、キバ フォードによって運営されています。 Admave の機械工場と同様に、Ford は数年間この研究室に勤務しており、大学内および全国の両方で多種多様なプロジェクトに取り組んでいます。 彼の技術工房には、精密な湿式カットオフソー、湿式ベルトサンダー、コルクボーリングマシン、ESA-P 吹きガラス旋盤、大型対流式オーブンが設置されています。 彼は、粒子検出用の試験管から暗黒物質研究用の光学セルに至るまで、あらゆるものを作成しています。

LaVerne 氏は、ショップが研究室における多くの大きな進歩に役立ったと指摘しました。

「新しい科学を達成するには、新しい科学機器が必要です」と彼は言いました。 「私たちの発見の多くは、（店が）なければ不可能だったでしょう。」

[email protected] までベラに連絡してください。