橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory, ORNL)是美国能源部下属的最大、最多样化的综合性国家实验室,成立于1943年,原称克林顿实验室,最初作为曼哈顿计划的一部分,以生产和分离铀和钚为主要目的。
2024年,ORNL再次迎来了开创性研究和创新的一年,其科研成果不仅深化了对基础科学的理解,更为解决世界上最紧迫的挑战提供了科学解决方案。其中在核技术领域橡树岭国家实验室(ORNL)科学家发布了首个铀矿物数据库——《铀拉曼和红外实验光谱汇编》(CURIES),为分析铀矿物的结构光谱关系提供了有力工具,填补了矿物学家和锕系元素科学家现有知识体系中的关键空白。
据了解,《铀拉曼和红外实验光谱汇编》是一个汇集了铀矿物拉曼光谱和红外光谱实验数据的资料库 。它利用拉曼光谱和红外光谱这两种分析技术,详细记录了铀矿物的分子结构、化学键振动状态等关键信息。通过这些光谱数据,研究人员可以深入了解铀矿物的组成和性质,为铀矿资源的勘探、开发和利用提供有力的科学支撑。此外,该汇编还可能包含对铀矿物中不同基团振动谱带的特征分析,如结晶水和结构水的伸缩和弯曲振动等,为预测铀矿物性能和改进相关产品设计提供重要参考。
《2024 年回顾:ORNL 的热门科学新闻》原文如下:
在稀土化学领域,ORNL的研究人员取得了重大突破。他们深入研究了钷的配位化学,钷是一种对能源和量子技术至关重要的稀土元素。通过揭示其独特性质,科学家们为能源和材料科学领域的新应用开发开辟了道路。
在无线电力传输方面,ORNL也创造了新的世界纪录。他们开发的新型多相无线电力传输系统成功为电动汽车提供了高达270千瓦的充电功率,无需物理连接器即可实现高效、高容量的充电。这一技术不仅为电动汽车的普及提供了有力保障,也为未来交通和工业系统的无线能量传输奠定了坚实基础。
此外,ORNL还在水电大型部件制造方面取得了显著进展。他们利用3D打印等先进制造技术,实现了水电系统大型部件的国内生产,旨在降低成本、加快部署并提高水电技术的效率。
在植物碳吸收方面,ORNL的研究也取得了重要发现。他们发现全球植物对二氧化碳的吸收量增加了近三分之一,这一结果不仅凸显了植物生物学在地球系统研究中的重要作用,也为利用自然过程进行碳封存的策略提供了科学依据。
在材料科学领域,ORNL的科学家推出了一种创新的“绿色地板”材料,可作为建筑和工业应用中钢材的替代品。这种环保复合材料不仅显著减少了生产过程中的碳排放,还保持了与钢材相当的强度或耐用性。
在锂资源提取方面,ORNL的化学家开发出了一种革命性的方法,可以更高效地从矿场、油田和回收电池中提取锂。这一新工艺不仅解决了供应链挑战,还满足了电动汽车电池和储能系统日益增长的需求。
在太空探索方面,ORNL也发挥了重要作用。他们利用超级计算资源为美国宇航局的火星任务提供了精确模拟和优化,确保了航天器的平稳着陆和任务的安全执行。这一合作不仅展示了ORNL在高性能计算方面的实力,也为推进太空探索和载人登陆火星任务提供了有力支持。
在基础科学研究方面,ORNL也取得了重要进展。他们利用中子散射工具和资源研究了玻璃材料中的原子环结构,为预测玻璃性能和改进产品设计提供了有力支撑。
在量子材料领域,ORNL也展示了其强大的科研实力。他们开发出了一种革命性的技术,可以“写入”单个原子以创建可定制的量子材料。这一技术有望重新定义材料制造领域,为量子计算和传感等先进设备的生产提供有力保障。
最后,ORNL科学家还发布了首个铀矿物数据库——《铀拉曼和红外实验光谱汇编》(CURIES)。这一公共数据库为分析铀矿物的结构光谱关系提供了有力工具,填补了矿物学家和锕系元素科学家现有知识体系中的关键空白。这一成果不仅为ORNL的核不扩散使命提供了支持,也为全球核科学领域的发展做出了重要贡献。