1928年——Ernest Lawrence以物理副教授的身份從耶魯大學(xué)來到加州大學(xué)伯克利分校,計(jì)劃繼續(xù)從事光電學(xué)的研究。(右圖)
1929年初——Lawrence看到Rutherford提出的產(chǎn)生快粒子的方法,他認(rèn)為自己知道如何改變它并能實(shí)現(xiàn)。他考慮通過將磁場中與軌道平面垂直的粒子軌道彎轉(zhuǎn)使粒子再循環(huán),以便每圈將粒子加速兩次。Lawrence說服了Livingston和David Sloan離開通用電氣研究實(shí)驗(yàn)室到伯克利作研究生,從事改進(jìn)回旋加速器技術(shù)的研究。
1930年——Sloan建造較大型的Wideroe重離子直線加速器。
1931年1月——在美國物理學(xué)會(huì)的一次會(huì)議上,報(bào)告了Lawrence和他的研究生M. Stanley Livingston建造的第一臺(tái)回旋加速器(左圖)將幾個(gè)氫分子離子加速到80,000 eV的結(jié)果。
1931年8月——Lawrence在加州大學(xué)伯克利校園獲得一個(gè)廢棄的實(shí)驗(yàn)室,用來安放他的第一臺(tái)回旋加速器。該實(shí)驗(yàn)室成為回旋加速器先驅(qū)者的大本營。他招募了許多杰出的、精力充沛和埋頭工作的忠實(shí)追隨者,比如Luis Alvarez, Donald Cooksey, John Lawrence, Edwin McMillan和Robert Thornton等。Sloan完成了一個(gè)1.14米長能夠產(chǎn)生1.2MeV水銀離子,接近百萬分之一安培的管子。(右圖為David Sloan在實(shí)驗(yàn)室工作)
1932年1月——聯(lián)邦電報(bào)公司的一塊大型磁鐵運(yùn)到老的工程測試實(shí)驗(yàn)室,后重新命名為“輻射實(shí)驗(yàn)室”(左圖),即LBNL的前身。Livingston造了一臺(tái)11英寸的回旋加速器。 與Sloan一起,他利用聯(lián)邦電報(bào)公司的一個(gè)水冷管制造了一臺(tái)高功率的高頻振蕩器,加速電壓達(dá)50 kV,頻率高達(dá)20,000,000赫茲。大的磁鐵移到新的實(shí)驗(yàn)室時(shí),11英寸的回旋加速器(右圖)的流強(qiáng)為十億分之一安培,能量為1.22 MeV。
Lawrence、Livingston和David Sloan全年拼命工作, 以使他們75噸重的磁鐵極之間產(chǎn)生束流。當(dāng)年夏季,為實(shí)現(xiàn)原子核分裂,Lawrence請(qǐng)他的老朋友Donald Cooksey為他建造探測器。Cooksey和他的一個(gè)學(xué)生在伯克利為 Lawrence建造成功所需要的探測器。12月,一臺(tái)新的27英寸的回旋加速器(左圖)產(chǎn)生了4.8 MeV的氫離子。
1934年初——居里夫婦在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)。Lawrence和他的學(xué)生們?cè)凇蹲匀弧冯s志上看到這一報(bào)道后半小時(shí)內(nèi)就又再現(xiàn)了居里夫婦的發(fā)現(xiàn),稱“核物理明顯提供了一個(gè)非常昂貴、復(fù)雜和有趣的研究領(lǐng)域?!?IMG height=157 hspace=10 src="./W020101222364765373116.bmp" width=250 align=right vspace=10 border=0 _fcksavedurl="/webpic/W0201012/W020101222/W020101222364765373116.bmp" OLDSRC="W020101222364765373116.bmp" />在羅馬的Enrico Fermi組顯示中子實(shí)際上誘發(fā)所有元素的活動(dòng)。Lawrence擁有了世界上最強(qiáng)大的中子束流,再次確認(rèn)和擴(kuò)展了Enrico Fermi組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
1934年3月——Lawrence和他的學(xué)生一直從事中子、質(zhì)子、氘核和阿爾法粒子產(chǎn)生人造同位素的研究。他開始尋找有用的放射性同位素后不久,就通過用氘核轟擊巖鹽有效地制造出鈉-24。他用他的回旋加速器(右圖)生產(chǎn)了其他的同位素,如磷-32、碘-131、鈷-60、锝-99并發(fā)現(xiàn)在醫(yī)學(xué)上具有重要的應(yīng)用。
1936年——輻射實(shí)驗(yàn)室作為加州大學(xué)物理系的一個(gè)獨(dú)立實(shí)體正式建立,Lawrence指定Cooksey為所長助理。Lawrence被任命為加州大學(xué)工程學(xué)院院長。改組后的實(shí)驗(yàn)室致力于核物理的研究, 而不是剛成立時(shí)的加速器物理研究。
1937年9月——一臺(tái)新的37英寸回旋加速器產(chǎn)生8 MeV氘核。(左圖為Lawrence在37英寸回旋加速器的控制臺(tái)前)
1939年6月——60英寸回旋加速器首次運(yùn)行,發(fā)射出16 MeV氘核。 9月,德國納粹發(fā)動(dòng)第二次世界大戰(zhàn)。Lawrence宣布建造一臺(tái)100 MeV回旋加速器計(jì)劃。由于擔(dān)心德國的科學(xué)家根據(jù)核裂變?cè)碓O(shè)計(jì)出原子彈,所以美國決定搞原子彈。Lawrence的新加速器磁鐵作為戰(zhàn)時(shí)優(yōu)先項(xiàng)目加以完成,它有助于開發(fā)制造第一個(gè)核爆炸裝置所用的機(jī)械。Lawrence獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。
1940年4月——Lawrence從洛克菲勒基金會(huì)得到建造新加速器的主要一筆140萬美元經(jīng)費(fèi),用于購買一臺(tái)磁鐵截面直徑為184英寸的回旋加速器。Lawrence認(rèn)為,該加速器將開辟超越100 MeV的物理前沿,會(huì)發(fā)現(xiàn)完全沒有預(yù)料到的特點(diǎn)和有極重要的發(fā)現(xiàn),它還可能引起人為的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),開啟核能的巨大寶庫。Edwin McMillan發(fā)現(xiàn)U-239。珍珠港事件發(fā)生后, Lawrence被授權(quán)繼續(xù)進(jìn)行钚的研究。
1942年1月——由于一切為了戰(zhàn)爭,材料非常緊缺,不得不實(shí)行配給制。輻射實(shí)驗(yàn)室被定為A-1優(yōu)先級(jí)用鋼。184英寸磁鐵被定為作戰(zhàn)裝置(右圖)。磁鐵被放在一個(gè)大的質(zhì)譜儀里,實(shí)驗(yàn)Lawrence將U-235從U-238分離出來的可行性。
1942年3月——Lawrence利用實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)改進(jìn)了37英寸的回旋加速器進(jìn)行初步演示,成功地將可裂變的同位素濃縮為鈾的樣品。Glenn Seaborg應(yīng)邀加入Compton和Fermi開發(fā)钚產(chǎn)生后將其分離的化學(xué)工藝。4月17日,Glenn Seaborg用公文包帶著钚乘火車前往芝加哥。Glenn Seaborg的工作并未使在伯克利的钚研究工作結(jié)束。Wahl繼續(xù)研究鑭-氟化物過程。化學(xué)院院長Wendell Latimer指導(dǎo)這項(xiàng)工作,并開始研究熱對(duì)钚生產(chǎn)反應(yīng)堆中使用的材料的影響。與此同時(shí),Hamilton組檢查快中子對(duì)石墨減速劑的影響。
1942年10月——輻射實(shí)驗(yàn)室的管理模式發(fā)生變化,部門分開,管理層次增加,制訂了相關(guān)手續(xù),加強(qiáng)安全管理。
1943年5月1日—— 輻射實(shí)驗(yàn)室的人員增加到826人,外加65名警衛(wèi)。8月,由橡樹嶺建造的電磁集合體的軌道運(yùn)行中出現(xiàn)故障,Lawrence和其他人從伯克利前往進(jìn)行診斷。
1944年6月——輻射實(shí)驗(yàn)室的總?cè)藬?shù)接近1200人。7月,經(jīng)過連續(xù)20000小時(shí)運(yùn)行后,60英寸回旋加速器(左圖)停機(jī)檢修。Lawrence起草并修改曼哈頓工程未來計(jì)劃。
1945年3月——Lawrence寫信給曼哈頓工程,提出接受7百萬—1千萬用于戰(zhàn)后輻射實(shí)驗(yàn)室第一年的運(yùn)行費(fèi)用。 Alvarez和 McMillan從LANL回到輻射實(shí)驗(yàn)室。Groves授權(quán)完成184英寸的同步回旋加速器并建造一臺(tái)電子同步加速器。Alvarez獲得設(shè)計(jì)產(chǎn)生2000 MeV質(zhì)子直線加速器初步工作的經(jīng)費(fèi)支持;Seaborg從芝加哥返回領(lǐng)導(dǎo)核化學(xué),從事放射性同位素的研究。
1945年7月16日——美國第一顆原子彈在新墨西哥州爆炸成功,幾周后美國在長崎投下一顆原子彈。
戰(zhàn)爭將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都動(dòng)員起來,核醫(yī)學(xué)、核物理和核化學(xué)也被動(dòng)員起來。Hamilton和他的同事們研究了裂變產(chǎn)物對(duì)生理學(xué)的影響。LBNL的Donner實(shí)驗(yàn)室的John Lawrence和他的同事們調(diào)查了高度飛行產(chǎn)生的生物學(xué)后果。利用惰性氣體放射性同位素,他們揭開了減壓疾病和其他疾病的奧秘,在低壓室模擬高海拔度試驗(yàn)了1500人。實(shí)驗(yàn)室示蹤物的研究為了解氣體的循環(huán)和擴(kuò)散,像氧氣設(shè)備、降落傘開啟器這樣的實(shí)用設(shè)備以及用毛細(xì)血管測量血液的循環(huán)和灌注的方法起了基本的作用。
1946年 11月1日——184英寸同步回旋加速器首次出束(下圖)。二戰(zhàn)結(jié)束后,輻射實(shí)驗(yàn)室迅速恢復(fù)起來。
 
老輻射實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)?FONT size=2>Melvin Calvin(右圖)的領(lǐng)導(dǎo)下,利用碳-14和離子交換、紙色譜分析法和放射性照相術(shù)新技術(shù),繪制了碳在光合作用中的軌跡。
1946年至1949年期間,輻射實(shí)驗(yàn)室不到30%的服務(wù)部門直接與軍事問題有關(guān),其余的工作集中在Crocker 實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)小組參加了在比基尼島的核試驗(yàn),它告誡海軍要清除核爆炸對(duì)船的污染。它研究了放射性浮懸顆粒和裂變產(chǎn)物對(duì)生物學(xué)的影響。戰(zhàn)后前幾年輻射實(shí)驗(yàn)室的其他的防衛(wèi)工作涉及分離可裂變?cè)亍?/P>
1947年——醫(yī)學(xué)上開始應(yīng)用新元素。今天普遍使用的70個(gè)人造放射性核素的一半首先在回旋加速器上產(chǎn)生,其中一半在輻射實(shí)驗(yàn)室被發(fā)現(xiàn)或首先合成。 8月,Lawrence說服原子能委員會(huì)里主要反對(duì)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的研究局長James Fisk承認(rèn)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的必要性。
Brobeck設(shè)計(jì)了一臺(tái)10 BeV質(zhì)子加速器(左圖),造價(jià)相當(dāng)184英寸回旋加速器的10倍。設(shè)計(jì)遇到了許多技術(shù)的不穩(wěn)定性。為幫助解決這些問題,輻射實(shí)驗(yàn)室建了一個(gè)1/4的模型。
1948年——美國原子能委員會(huì)停止研制分裂同位素的電磁裝置。Alvarez的直線加速器建成,束流流強(qiáng)達(dá)到0.4 mA。年末,Lawrence的多學(xué)科設(shè)施蓬勃發(fā)展起來。在“熱實(shí)驗(yàn)室”,Seaborg, Albert Ghiorso, James Kennedy, B. B. Cunningham和其他人詳細(xì)闡述錒類元素的豐富和各種各樣的化學(xué)特性;Seaborg和他的助手們?cè)?0英寸的回旋加速器上又合成了锫(97)、锎(98)和鍆(101)。
1948年12月——340MeV的電子同步加速器(右圖)首次出束(從1945年起在Edwin McMillan的指導(dǎo)下開始設(shè)計(jì))。
1949年11月——R. Bjorkland、W. E. Crandell、B. J. Moyer和H. York觀測到來自184英寸同步回旋加速器的質(zhì)子轟擊來自靶的光子產(chǎn)生的幾對(duì)電子。
1950年1月——Lawrence向美國原子能委員會(huì)建議建造一臺(tái)25 MeV高流強(qiáng)直線加速器模型。4天后, 他要求建造一臺(tái)產(chǎn)生350 MeV氘核,每天制造1克中子的加速器。原子能委員會(huì)批準(zhǔn)在LIVERMORE海軍航空基地建造加速器模型MARK-I(左圖為MARK-I的真空室),用于生產(chǎn)核武器和輻射戰(zhàn)爭中使用的釙。4月J. Steinberger, W. Panofsky和J. Steller在實(shí)驗(yàn)中,利用McMillan建造的電子同步加速器產(chǎn)生的X射線的準(zhǔn)直束打靶產(chǎn)生光子。 夏季,朝鮮戰(zhàn)爭爆發(fā)后,開始研制MARK-II(右圖),用于生產(chǎn)氚和钚。
1951年——Edwin McMillan和Glenn Seaborg因發(fā)現(xiàn)第一批超鈾元素而分享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。Lawrence開始力勸建造強(qiáng)流強(qiáng)、強(qiáng)聚焦回旋加速器MARK-III,以試驗(yàn)扇區(qū)聚焦原理,但原子能委員會(huì)未予批準(zhǔn)。
1952年——MARK-I建成。8月7日,原子能委員會(huì)終止MARK-II。
1953年11月——MARK-I關(guān)機(jī)。
1954年—— 在建造1/4的模型加速器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)參數(shù)幾經(jīng)修改,6 BeV質(zhì)子加速器建成,使其能夠產(chǎn)生反物質(zhì)。11月19日,Alvarez在建造了兩個(gè)粒子探測器的基礎(chǔ)上,建造的第三個(gè)液氫泡室在6 BeV質(zhì)子加速器上運(yùn)行。
1957年——建造了一臺(tái)重離子加速器。利用它合成了锘(102)和銠(103)。輻射實(shí)驗(yàn)室獲得一臺(tái)IBM650計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)和伯克利校園里的一臺(tái)IBM704完成了數(shù)據(jù)分析和第一個(gè)泡室系統(tǒng)。Frank Solmitz和Arthur Rosenfeld首次實(shí)現(xiàn)了重建由Franckenstein室提供的軌跡,并將它們與假設(shè)的相互作用軌跡加以比較。
1958年——授權(quán)建造88英寸扇區(qū)聚焦回旋加速器。8月27日Lawrence病逝,他不僅為回旋加速器的技術(shù)做出巨大貢獻(xiàn),而且確立了LBNL的多學(xué)科基礎(chǔ),創(chuàng)建了新的綜合科學(xué),包括核科學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)。LBNL成為一個(gè)多學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,研究領(lǐng)域包括冶金、催化劑、表面科學(xué)、電子顯微術(shù)、理論化學(xué)、光電光譜學(xué)、地球科學(xué)、水文學(xué)、 物理化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤學(xué)、激光化學(xué)和生物學(xué)。Edwin McMillan(左圖)被任命為LBNL所長直到1973年。
1959年3月——72英寸液氫泡室探測器建成(右圖)。Denis Keefe和Leroy Kerth發(fā)明火花室。
1961年——Melvin Calvin因利用碳-14和離子交換、紙色譜分析法和放射性照相術(shù)新技術(shù), 繪制了碳在光合作用中的軌跡獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。88英寸扇區(qū)聚焦回旋加速器 (左圖)建成。
1963年——螺旋掃描法研制成功。測量事例數(shù)大幅度增加。實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)經(jīng)過改進(jìn)升級(jí),使測量的事例在1968年比前20年約提高了1000倍。
1967年——與SLAC合作建造的20 BeV電子直線加速器開始運(yùn)行;還與SLAC合作建造了PEP。(右圖為LBNL設(shè)計(jì)的在PEP上使用的探測器——時(shí)間投影室)
1973年——Andrew M. Sessler被任命為LBNL所長(左圖)。他把LBNL的研究領(lǐng)域擴(kuò)展到能源和環(huán)境研究。
1980年——David A. Shirley(右圖)被任命為LBNL所長(1980-1989)。 他將研究領(lǐng)域擴(kuò)展到空間科學(xué)和戰(zhàn)時(shí)開始進(jìn)行的反應(yīng)堆材料研究領(lǐng)域。該實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了杰出的儀器,如1.5 MeV 的電子顯微鏡等。
1987年——LBNL開始建造先進(jìn)光源ALS。
1989年9月——Charles Vernon Shank(左圖)被任命為LBNL所長(1989-2004)。他被公認(rèn)為科學(xué)研究的帥才,他的研究領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、電機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)。
1993年3月——先進(jìn)光源ALS建成,同年10月22日投入運(yùn)行。下圖為ALS的儲(chǔ)存環(huán)與波蕩器。
 
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