mini|hochkant=1.4|Gelände des Brookhaven National Laboratory 2010: Im Vordergrund die damals im Bau befindliche National Synchrotron Light Source II, rechts oben der Relativistic Heavy Ion Collider, dazwischen mehrere abgeschaltete Forschungseinrichtungen wie der Brookhaven Graphite Research Reactor und der High Flux Beam Reactor(Blick nach Nordwest) mini|hochkant=1.1|Lageplan der Großforschungsein­richtungen des BNL. Orange markierte Anlagen sind in Betrieb, blau stillgelegt.

Das Brookhaven National Laboratory (BNL) ist ein nationales Forschungszentrum auf Long Island im US-Bundesstaat New York.

Das Labor wurde 1947 auf dem Gelände der ehemaligen Militärbasis Camp Upton errichtet und seitdem stetig weiterentwickelt. Die ursprüngliche Dachorganisation des BNL war die United States Atomic Energy Commission. Heute wird es von deren Nachfolger, dem US Department of Energy, betrieben und finanziert. Das Labor beschäftigt etwa 3000 festangestellte Mitarbeiter. Darüber hinaus reisen jedes Jahr etwa 4500 Gastwissenschaftler an das BNL.

Schon seit seiner Gründung ist das Forschungsprogramm des BNL stark auf den Betrieb und die Nutzung von Großforschungseinrichtungen ausgerichtet. In den 1950er und 1960er Jahren gingen mehrere Forschungsreaktoren in Betrieb (darunter der Brookhaven Graphite Research Reactor und der High Flux Beam Reactor), in denen unter anderem Experimente in der Kern- und Materialforschung durchgeführt und Radionuklide für die biologische und medizinische Forschung produziert wurden. In demselben Zeitraum wurden zwei Protonenbeschleuniger für die Elementarteilchenphysik (das Cosmotron und das Alternating Gradient Synchrotron) in Betrieb genommen. In den 1970er Jahren kam die National Synchrotron Light Source hinzu, die intensive Röntgenstrahlen für ein breites Spektrum von Forschungsbereichen zur Verfügung stellte und sowohl von BNL-Wissenschaftlern als auch von einer wachsenden Gruppe externer Forschungsgruppen genutzt wurde; in den 1990er Jahren wurden auch Strahllinien für den infraroten Spektralbereich installiert. Nach Stilllegung dieser Anlagen betreibt das BNL heute zwei Großforschungseinrichtungen von internationaler Bedeutung: den Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) für die Schwerionen- und Elementarteilchenphysik sowie die National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) als Quelle von Synchrotronstrahlung für eine Vielfalt von Forschungsbereichen.

Für Entdeckungen mit direktem Bezug zum Brookhaven National Laboratory wurden insgesamt sieben Nobelpreise vergeben. Dazu zählen unter anderem die erstmalige Beobachtung des J/ψ-Mesons (Physik-Nobelpreis 1976), die Entdeckung des Myon-Neutrinos (Physik-Nobelpreis 1988), der Nachweis von kosmischen Neutrinos (Physik-Nobelpreis 2002) und die Aufklärung der Struktur und Funktion des Ribosoms (Chemie-Nobelpreis 2009). Heute reicht das Forschungsportfolio des BNL von der Grundlagenforschung in Physik, Chemie und Biowissenschaften bis hin zu anwendungsorientierten Fragestellungen in der Energie- und Umweltforschung.

Lage

Das BNL liegt im Osten der Insel Long Island, etwa 100 Kilometer Luftlinie vom Zentrum von New York City entfernt. Der BNL-Komplex erstreckt sich über eine Gesamtfläche von 21,3 Quadratkilometern und ist von den westlichen Ausläufern der Long Island Central Pine Barrens umgeben, einem Waldgebiet mit einer Fläche von circa 425 Quadratkilometern. Zwei Kilometer südlich des BNL verläuft der von New York City kommende Highway Interstate 495. Weitere drei Kilometer südlich befindet sich der Brookhaven Airport, der vom Verwaltungsbezirk Brookhaven betrieben wird. Sieben Kilometer östlich des Labors liegt der ausschließlich privat genutzte Calverton Executive Airpark. Darüber hinaus ist das Labor durch die 1997 gegründete New York and Atlantic Railway an das Schienennetz angeschlossen. Die nächstgelegenen Städte sind das rund 18 Kilometer südwestlich gelegene Patchogue und etwa 19 Kilometer östlich Riverhead.

Geschichte

Gründung und Anfangsjahre

Konzeption und Finanzierung Die Initiative zur Gründung eines Nationallabors im Nordosten der Vereinigten Staaten ging ursprünglich von dem Physik-Nobelpreisträger Isidor Isaac Rabi aus. Rabi war in den 1930er Jahren Professor an der Columbia University in New York City. In den Kriegsjahren 1940–1945 war er am Radiation Laboratory des Massachusetts Institute of Technology tätig und nahm am Manhattan Project zur Entwicklung der ersten Kernwaffen teil. 1945 kehrte er an die Columbia University zurück. Viele seiner ehemaligen Kollegen hatten inzwischen die Universität verlassen und Positionen an anderen Einrichtungen in den Vereinigten Staaten angenommen. Dazu gehörten unter anderem die Nobelpreisträger Enrico Fermi und Harold Urey, die ebenfalls am Manhattan Project mitgewirkt hatten, dann aber von der University of Chicago abgeworben wurden. Gemeinsam mit seinem Kollegen Norman Ramsey (der später ebenfalls den Physik-Nobelpreis erhielt) plante Rabi zunächst den Bau eines Forschungsreaktors an der Columbia University, um die Attraktivität des Standorts für herausragende Physiker zu erhöhen. Da die dafür benötigten Ressourcen die Kapazität der Columbia University jedoch überstiegen, etablierten neun UniversitätenIm Einzelnen waren die folgenden Universitäten an der Ostküste der Vereinigten Staaten beteiligt: Die Columbia University, die Cornell University, die Harvard University, die Johns Hopkins University, das MIT, die University of Pennsylvania, die Princeton University und die University of Rochester sowie die Yale University. Siehe: John S. Rigden: Rabi – Scientist & Citizen. Harvard University Press, New York 1987, S. 185. im März 1946 auf Betreiben Rabis und Ramseys die Initiatory University Group (IUG), welche die Gründung eines neuen Labors an der Ostküste planen und einleiten sollte. Der erste Vorsitzende der IUG war Lee DuBridge, der während des Zweiten Weltkriegs das MIT Radiation Laboratory geleitet hatte. Zur Finanzierung des Labors stellte die IUG einen Antrag an General Leslie Groves, den militärischen Leiter des Manhattan Projects, der zu der Zeit noch immer als Koordinator des US-Kernwaffenprogramms tätig war. General Groves gab der IUG im März 1946 eine Finanzierungszusage. Am 1. Januar 1947 wurde das Labor unter dem Namen Brookhaven National Laboratory als Nationallabor etabliert und neben dem Argonne National Laboratory und dem Clinton National Laboratory1948 in „Oak Ridge National Laboratory“ umbenannt. Siehe: Leland Johnson & Daniel Schaffer: Oak Ridge National Laboratory Review – Volume 25. (PDF, 1992), S. 2. unter die Aufsicht der neugeschaffenen Atomic Energy Commission (AEC), dem Vorläufer des heutigen Energieministeriums, gestellt. Das temporäre Konsortium der neun Gründungsuniversitäten wurde im Jahr 1947 unter dem Namen Associated Universities Incorporated (kurz AUI) im Bundesstaat New York formell registriert.

Camp Upton mini|555x555px|Panorama des Camp Upton aus dem Jahr 1919.Es gab insgesamt 17 Vorschläge für den Ort, an dem das neue Labor errichtet werden sollte, wobei die meisten Stützpunkte des US-Militärs waren. Ein von Norman Ramsey geleitetes Komitee wurde mit der Entscheidungsfindung beauftragt. Die maßgeblichen Kriterien waren dabei die Erreichbarkeit des Labors innerhalb einer Stunde von der nächsten Zugstation, ausreichende Fläche für die Großforschungseinrichtungen und eine schwache Besiedlung der umliegenden Gegend, um im Falle eines Reaktorunfalls Strahlenschäden innerhalb der Bevölkerung zu minimieren. Die Kommission identifizierte den ohnehin überflüssig gewordenen Armeestützpunkt Camp Upton auf Long Island nahe New York City als den einzigen Ort, der all diese Kriterien erfüllte. Camp Upton wurde im Jahr 1917 fertiggestellt und fungierte während des Ersten Weltkriegs als Ausbildungslager für Rekruten der US-Streitkräfte, die von eingereisten französischen und britischen Offizieren instruiert wurden. Nach Ende des Ersten Weltkriegs wurde das Camp vorerst stillgelegt, mit dem Einstieg der Vereinigten Staaten in den Zweiten Weltkrieg jedoch reaktiviert. Dabei diente Camp Upton in den Kriegsjahren unter anderem als Krankenhaus und als Kriegsgefangenenlager, bevor es im Jahr 1946 vollständig geschlossen wurde. Aufgrund der Empfehlung des Ramsey-Komitees wurde das Gelände des Camp Upton am 21. März 1947 vom Kriegsministerium der Vereinigten Staaten an die AEC übertragen.

Forschungsprogramm Gemäß der Initiative von Rabi und Ramsey lag der anfängliche Forschungsschwerpunkt des BNL auf der Kernforschung. Infolge der militärischen Bedeutung dieses Forschungszweiges erschwerten strenge Sicherheitsüberprüfungen aller neuangestellten Wissenschaftler zunächst die Rekrutierung von wissenschaftlichem Personal. Zusätzliche Komplikationen ergaben sich aus der von der AEC geforderten Geheimhaltung von Forschungsergebnissen. Nach langwierigen Verhandlungen zwischen der AUI und der AEC konnte in diesen Angelegenheiten ein Kompromiss erzielt werden: Alle Forschungsergebnisse sollten öffentlich zugänglich sein, mit Ausnahme einiger Erkenntnisse aus der Kernphysik, die vor der Veröffentlichung von der AEC freigegeben werden mussten. Personen ohne Sicherheitszertifikat sollten Zugang zu allen Gebäuden erhalten, ausschließlich dem Reaktor und der Bücherei, in der geheime Dokumente aufbewahrt wurden. Mit diesen Regelungen konnten die BNL-Wissenschaftler unter Leitung des ersten Direktors Philip Morse ihr Ziel verwirklichen, eine universitätsähnliche Arbeitsatmosphäre zu schaffen. Die Einstellung von Wissenschaftlern schritt danach zügiger voran, und Mitte 1948 hatte das BNL bereits 1500 Angestellte.

+ Direktoren Name Zeitraum Lebensdaten Philip M. Morse 1947–1948 1903–1985 Leland J. Haworth 1948–1961 1904–1979 Maurice Goldhaber 1961–1973 1911–2011 George H. Vineyard 1973–1981 1920–1987 Nicholas P. Samios 1982–1997 * 1932 Lyle Schwartz (interim) 1997 Peter Bond (interim) 1997–1998 John H. Marburger 1998–2001 1941–2011 Peter Paul (interim) 2001–2003 1932–2017 Praveen Chaudhari 2003–2006 1937–2010 Samuel H. Aronson 2006–2012 * 1942 Doon Gibbs seit 2012 * 1954

Nach dem vollständigen Ausbau im Jahr 1948 gab es am BNL sechs Departments: Physik, Chemie, Biologie, Medizin, Ingenieurwissenschaften und Instrumentierung. Während sich die letzteren beiden Departments fast ausschließlich mit dem Aufbau und Betrieb der Forschungsreaktoren und Teilchenbeschleuniger befassten, konzentrierte sich das Forschungsprogramm der übrigen Abteilungen überwiegend auf Kernphysik, Kernchemie und Strahlenchemie, häufig unter Zuhilfenahme der Großforschungseinrichtungen. Die biomedizinische Forschung erhielt zunächst vergleichsweise wenige Ressourcen. Die Pläne des ersten Leiters des Medizin-Departments, William Sunderman, ein Lehrkrankenhaus im Labor einzurichten, wurden nicht realisiert und Sunderman verließ das Labor bereits im Jahr 1948. Auch das Biologie-Department hatte anfangs große Schwierigkeiten, ein Forschungsprogramm ins Leben zu rufen. Im Verlauf desselben Jahres konnte das Labor dann jedoch Donald Van Slyke, einen prominenten Wissenschaftler an der Rockefeller University, zunächst als Berater, dann als stellvertretenden Leiter des Departments engagieren. Van Slyke initiierte eine Reihe neuer Forschungsprojekte, insbesondere die Anwendung von Radionukliden in der biomedizinischen Forschung.

Historische Großforschungseinrichtungen

Forschungsreaktoren mini|Vorne der High Flux Beam Reactor (HFBR), im Hintergrund der Brookhaven Graphite Research Reactor (BGRR). Brookhaven Graphite Research Reactor (BGRR)