美国国家核安全局实验室和区域自主研发战略规划

发布时间: 2019-12-10 14:43:20   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  实验室自主研发(LDRD)和区域自主研发(SDRD)项目分别成立于1991年和2002年,在美国利弗莫尔、阿拉莫斯、桑地亚国家实验室,实验室自主研发项目是科研内部投资的重要来源。内华达国家核安全区(NNSS)通过国会组织了应用科学与技术研究开发命名为区域自主研发项目。横跨不同实验室和区域的LDRDSDRD项目引起了广泛的兴趣和关注,给许多机构和组织提供了参与多项目的机会。

  LDRDSDRD项目是美国国家核安全局(NNSA)发展科学技术工具和能力满足未来国家安全需求的战略基础的一部分。

  在能源部413.2C法令中,明确提出了LDRD的5个目标,即:

       保持实验室的科技创新能力;

       増强实验室应对未来能源部或囯家核军工局(NNSA)任务的能力;

       培养实验室的创新能力,激励实验室探索前沿科学技术;

       研究和开发全新理论;

       高风险且极具潜在价值的研究和开发。

  一、实现目标的战略:

  NNSA实验室和NNSS的一个共同目标是利用科学工程技术解决国家安全问题。其各自战略的优先等级与DOENNSA、以及国家战略指导文件并列,如建立了美国核武器政策、任务、能力和武装力量的2018《核态势评估》。特别地,DOE的任务是负责美国联邦政府能源政策制定,能源行业管理,能源相关技术研发、武器研制等。在国家安全任务内,NNSA维持并增强美国核武器库存的安全、保密和有效。

  通过各自战略计划,NNSA实验室和NNSS利用项目为新型国家安全挑战培养能力和科研力量,从而获得NNSA任务并支撑2018《核态势评估》。战略LDRDSDRD投资在制度优先权上并列。由系统年度计划和人员发起建议、严格的同行评议挑选过程。年度计划描述了递交NNSA办事处的项目投资战略。鉴于项目的类别,分为实验室、区域和内部竞争,项目的影响列入当前及未来DOENNSA挑战合并应用中。

  深刻理解项目是如何影响NNSA定量指标和单独的评估,指标和分析用于项目持续改善并发表在年度报告上,包括战略优先、项目构架和资助项目的信息。

  二、目前和未来国家安全挑战

  通过创立和维持可靠的科学技术基础,项目允许NNSA建立新的途径响应国家安全挑战。2018《核态势评估》认定了一些重要挑战,项目计划在表述这些挑战是发挥重要作用。

  1、挑战:提供快速、灵活和有效核威慑

  正如2018《核态势评估》所提到的,“我们的核威慑力量正处于十字交叉路口,目前,通过延长核动力核设施的使用期限潜藏了核威胁,有些延长期限超过了数十年,这些系统的运行期限是不确定的。事实上,我们现在正在寻找更新整个核三角现代化和维持核设施有效性的平衡点”

  项目作用:为支撑核威慑任务,项目在研发方面投资增强当前老化核武器系统的基本认知。项目以这种方式提供帮助来确保库存的可行性,同时增强必要的科学技术基础对抗推动武器性能新要求的世界性威胁。新兴国家需求推动项目不仅使库存更加快速、灵活、有效,还将探索新的理念和选项。这要求基础和应用研究横跨学科,包括先进材料和制造、核辐射科学与工程、高能量高强度物理、天体物理学、加速器、微电子和电力系统、传感和探测技术,以及高性能模拟系统理解和预测复杂系统性能支撑灵敏武器系统发展。

  2、挑战:防止所有大规模毁灭性武器的威胁

  想要降低大规模毁灭性武器造成的全球威胁,需要拥有预防、打击和应对核武器、放射性武器、化学和生物扩散武器等的能力,并能够正确应对全世界恐怖主义威胁和恐怖袭击等事件。根据《2018年核态势评估报告》,降低核恐怖主义风险的最有效方式是确保核武器和核材料的来源安全。

  项目作用:面对上述挑战,通过本类项目研究,能够促进不扩散、反恐、反扩散和应急反应能力的提升,覆盖了从危机初步显现到正确应对的整个过程。国家核能安全管理局(NNSA)在这一挑战中的核心作用是发现能够检测放射性武器、核武器、化学生物武器和爆炸制剂,并正确表征其相关特征;革新性地开拓地基和天基测量技术;以及开展空前规模的数据科学研究。

  3、挑战:在多个领域阻止和防御威胁

  除了显著增强的核力量以外,美国的对手们还在包括外层空间和网络空间在内的多个领域采取具有挑战性的行动。《2018年核态势评估报告》承认,目前存在的威胁范围之广前所未有,包括常规威胁、化学威胁、生物威胁、核威胁、空间和网络威胁,以及暴力的非国家威胁。日渐增长的威胁带来了更多的不确定性和风险。核武器研制和美国广泛的全球安全使命之间存在着一种自然的、日益重要的协同联系。当NNSA实验室和NNSS运用他们的技术能力应对这些复杂的挑战时,国家将从中受益。

  项目作用:面对上述挑战,通过本类项目研究,提高国家及其关键基础设施的安全性和恢复能力,使其免受网络攻击、电磁脉冲、机器人和无人机攻击、生物制剂和自然灾害的影响。项目还探讨了与空间、网络空间、生物科学、生物工程和其他军事领域的技术爆炸引起的新型安全挑战的解决方案。提高应对前两项挑战的能力并扩大投资也与此相关。

  4、挑战:加强国家能源和环境安全

  能源和环境安全是国家安全的重要组成部分。美国的安全和经济活力取决于外部是否能够向美国安全、经济、可靠地提供能源资源,包括与美国相互高度依存的国家、全球电力、燃料、水资源网络等。生物系统和地球之间复杂的相互作用有助于保障美国能源和水资源基础设施的安全。地球科学和大气科学在NNSA任务中发挥了重要作用,包括通过环境系统确定放射性化合物的处理方法和运输方案,以及监测地下、水下和地面核试验。我们需要创新性和变革性的科学技术解决方案,以应对本世纪美国面临的这些能源和环境安全挑战。

  项目作用:本类项目主要在生物、地球科学、工程、制造和物理学的交叉领域开展研究工作,以完成能源部的能源和环境安全任务,同时有利于完成NNSA的核心任务。

  5、吸引和培养世界级的技术人才队伍

  这些项目通过招募、培训和保留对完成未来任务至关重要的关键领域技术人员,助力美国以正确的姿态应对当前和新出现的挑战。国家安全事业的成功取决于高素质的劳动力,其应在广泛的技术领域具备高水平的专业技能。事实上,如《2018年核态势评估报告》中所述,核基础设施的科学家、工程师和生产人员支持开展以下工作,包括核军备控制、减少核威胁、推进核动力舰船建设、维持核不扩散、外国核武器项目评估、核反恐和应急响应等。跨技术领域的前沿项目研发吸引了顶尖的人才。

  6、开展LDRDSDRD项目的原则和最佳范例

  提案的提出应就国家安全需要和优先事项提供了自上而下的指导,并能引导员工提出建议。项目的选择基于科学前景和任务相关性,同时应遵守法律和行政命令。提案要经过严格且独立的同行审查,以确保技术先进性,并符合国家安全使命。评估标准包括创新性和创造力、科学影响力、研究方法的可行性、团队的资质以及对NNSA任务的潜在影响。评选过程符合美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院和美国能源部科学办公室制定的最佳实践标准。NNSA外地办事处需核实每一个项目的任务相关性和对法规的遵守情况,批准实施年度计划中所阐述的战略方针,并审查所有项目的结果。能源部的每个任务地区都投资了该计划,并从中受益。

  NNSALDRDSDRD工作组的协助下,NNSA实验室与NNSS就项目实施原则的最佳范例进行了交流。实施原则包括向能源部和NNSA提交年度报告,在现场和实验室内外进行独立的同行审查,以及根据项目规模进行分级监督等。

  若凡编译自:LDRD-SDRD-strategic-framework

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