گزارش جدید ارزش اقتصادی علم نوترون را برای صنعت ایالات متحده برجسته می کند

بر اساس تجزیه و تحلیل تأثیر اقتصادی علم نوترون، تأسیسات فدرال که پرتوهای نوترونی را برای صنعت ایالات متحده ارائه می دهند، نقش بزرگی در ارائه سریع تر و مقرون به صرفه تر کالاهای جدید به بازار دارند.

این مطالعه کنید، توسط موسسه تحقیقاتی غیرانتفاعی انجام شده است RTI International، بر کمی کردن منافع اقتصادی ملی ناشی از سرمایه گذاری در سه تأسیسات پراکندگی نوترون که توسط دولت ایالات متحده اداره می شود: مرکز NIST برای تحقیقات نوترون (NCNR) تمرکز می کند. را راکتور ایزوتوپی با شار بالا آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) و منبع نوترون اسپلاسیون ORNL. مطالعه، از طریق یک قرارداد همکاری با NIST تأمین مالی شده است، همچنین بینش هایی را در مورد راه های رقابتی نگه داشتن ایالات متحده در حرکت رو به جلو در زمینه های مربوط به تحقیقات نوترونی از جمله نیازهای زیرساختی ارائه می دهد.

نوترون ها ذرات زیر اتمی هستند که می توانند عمیق تر از اشعه ایکس و سایر کاوشگرهای ماده به مواد نفوذ کنند. محققان می توانند از پرتوهای نوترونی استفاده کنند کشف چیزهای جدید در مورد خواص مواد، مهم ساختن نوترون ها در زمینه های تحقیقاتی علمی از علم مواد به فیزیکی و علوم زیستی. نوترون ها اغلب چیزی را آشکار می کنند که اشعه ایکس نمی تواند. به عنوان مثال، آنها می توانند راحت تر از اتم های سبک مانند هیدروژن تصویربرداری و مطالعه کنند. هیدروژن در موجودات زنده و مواد آلی رایج است و نوترون ها را برای علم ارزشمند می کند تحقیقات مرتبط با توسعه دارو.

با این حال، ظرفیت پراکندگی نوترون ایالات متحده از دهه 1990 کاهش یافته است. در سال 1985، ایالات متحده پنج آزمایشگاه فدرال با ظرفیت پراکندگی نوترون داشت. در حال حاضر، تنها NIST و ORNL از ابزارهای پراکندگی نوترونی پشتیبانی می‌کنند و برنامه‌های «کاربر باز» در مقیاس بزرگ را ارائه می‌دهند، که به علاقه‌مندان از سایر مؤسسات اجازه می‌دهد تا با استفاده از ابزارهای NIST و ORNL تحقیق کنند.

RTI چهار مطالعه موردی مختلف از فناوری‌های تحت تأثیر تحقیقات انجام شده در سه تأسیسات نوترونی از سال‌های 1998 تا 2020 را گزارش می‌کند. علاوه بر مطالعات موردی، RTI با 247 کاربر تسهیلات در مورد نتایج تحقیقاتشان نظرسنجی و مصاحبه کرد و نشریات، پتنت‌ها و شبکه‌های تحقیقاتی مشترک تشکیل شده در این تأسیسات را تجزیه و تحلیل کرد.

از جمله یافته ها:

• امکاناتی که بیشتر از پرداخت هزینه خود هستند: مزایای ترکیبی تحقیقات علمی شرح داده شده در چهار مطالعه موردی، هزینه های ساخت و ساز و عملیاتی NCNR و دو تأسیسات Oak Ridge را به طور کامل پوشش می دهد، حتی اگر تنها 6٪ -11٪ از مزایا به تحقیقات پراکندگی نوترون نسبت داده شود.
• تجزیه و تحلیل هزینه و فایده مطالعات موردی نشان‌دهنده بازده اقتصادی قابل توجهی نیز است: با فرض اینکه پراکندگی نوترون توسعه فناوری‌های مطالعات موردی منتخب را تنها تا دو سال سرعت بخشیده است – بر اساس شهادت کارشناسان به‌دست‌آمده از RTI – یک تخمین محافظه کارانه – نرخ تخمینی بازگشت 2.67 است. به عبارت دیگر، به ازای هر دلار سرمایه گذاری در تسهیلات، 2.67 دلار به اقتصاد آمریکا بازگردانده اند. و این تنها چهار مورد از ده ها فناوری و محصولی بود که تحقیقات نوترونی بر آنها تأثیر گذاشته است.
• این گزارش نشان می دهد که یافته ها بخش کوچکی از کل نوآوری را نشان می دهد که تحت تأثیر زیرساخت های پراکندگی نوترون قرار دارد. RTI بیش از 22000 نشریه علمی و 1565 حق ثبت اختراع را که از تحقیقات انجام شده در تاسیسات نوترونی فدرال بین سال‌های 1960 تا 2020 حاصل شده است شناسایی کرده است.

RTI همچنین حداقل 372 شرکت مستقر در ایالات متحده را شناسایی کرد که از حداقل یکی از منابع نوترونی فدرال ایالات متحده استفاده می کردند. اینها شامل شرکت های بزرگ تا کوچک در تقریباً هر صنعت در ایالات متحده است.

با وجود این مزایا، اکثر کاربران تسهیلات مورد بررسی RTI نشان دادند که به دلیل ظرفیت ناکافی داخلی برای علم اندازه‌گیری نوترون، در انجام تحقیقات خود با مشکل مواجه بودند. نظرسنجی از 247 کاربر تسهیلات نشان داد که 77 درصد از این پاسخ دهندگان به دلیل ظرفیت ناکافی در پنج سال قبل از تعطیلی تسهیلات در سال 2020، مشکلاتی را تجربه کردند. از نمونه نظرسنجی، 19٪ تحقیقاتی را که نتوانستند در ایالات متحده تکمیل کنند به یک مرکز بین المللی بردند.

RTI توصیه هایی را برای تقویت سیستم پراکندگی نوترون ایالات متحده ارائه کرد، از جمله تشکیل یک کارگروه رهبری فدرال برای ایجاد یک برنامه ده ساله برای تاسیسات پراکندگی نوترون ایالات متحده، حفظ بودجه کافی برای سه تاسیسات موجود، و ساخت تاسیسات جدید برای افزایش ظرفیت آنها.

---

گزارش: AC Walsh، S. Nienow، JMS Merker، EC Decker، CN Strack، ME Salem، G. Martin و B. Shaw. ارزیابی اثرات اقتصادی گذشته‌نگر و آینده‌نگر سرمایه‌گذاری در منابع و تأسیسات تحقیقاتی نوترون ایالات متحده از سال 1960 تا 2030: گزارش نهایی. RTI International. منتشر شده در می 2024.