标题：橡树岭国家实验室
历史
在第二次世界大战期间（1943年），为了赶在德国之前造出原子弹，美国启动“曼哈顿工程”，橡树岭国家实验室就是该工程的重要组成部分。  橡树岭国家实验室
一年之内，在一片荒无人烟的不毛之地建成了一座秘密城市“橡树岭”以及用于核武试验研究的国家实验室。很长一段时间，在公开出版的地图上是找不到橡树岭的。即使在现在，用GPS也只能查出该实验室所在的街道，但找不到它具体的门牌号码位置。  美国橡树岭国家实验室标识
大事记
1939年 发现核裂变
1942年 橡树岭被选为二战曼哈顿计划的场地 
1943年 世界上第一台连续运转造价1200万美元的石墨反应堆经过9个月的建造达到临界 
1944年 石墨反应堆生产出钚，为生产结束二战的原子弹所需钚的Hanford反应堆做好准备 
1945年 在石墨反应堆上发现元素61（钷）；在反应堆上首次开展中子散射研究（实验者为Ernie Wollan和Cliff Shull（右图）; 后者因在石墨反应堆上所做的开拓性工作荣获1994年诺贝尔物理奖） 
1946年 首次将反应堆生产的放射性同位素送到癌症医院；提出压水反应堆的设想 (后用于核电和潜水推力)；设计出放射探测器和剂量仪 
1947年 老鼠用来研究辐射对哺乳动物的遗传影响；原子委员会成立 
1948年 设计用于研究反应堆的燃料成分；材料实验反应堆在ORNL设计，建在爱达荷州
1949年 在ORNL开发出普雷克斯过程，后来在世界范围内成为从用过的反应堆燃料中回收铀和钚的方法 
1950年 橡树岭反应堆技术学校成立；低流强测试反应堆首次运行 
1951年 整体屏蔽反应堆开始运行；测量中子半寿命；安装5 MW静电加速器 
1952年 建造ORNL第一台重离子回旋加速器；根据对被辐照老鼠胚胎的研究，ORNL告戒不要对可能怀孕的妇女进行X光检查；均匀反应堆实验首次运行 
1953年 在ORNL安装当时世界上功率最大的橡树岭自动计算机和逻辑机；ORNL为军队在遥远场地使用所设计的可移动反应堆 
1954年 ORNL生态计划开始；测试ORNL实验飞机反应堆；塔式屏蔽设施首次运行，为倒运的核飞机计划提供数据和利用两种不同反应物对撞分子束流首次详细研究化学反应 
1955年 在联合国和平利用原子大会上ORNL小的“游泳池”式反应堆展示给艾森豪威尔总统；Alvin Weinberg 被任命为ORNL所长（右图），在此职位历时18年 
1956年 核糖核酸（RNA）被发现；展示首例骨髓移植。国家科学院委员会根据ORNL老鼠数据就辐射对人类遗传效应进行预测 
1957年 在ORNL领导的影响下，对可允许的医用辐射水平和工作地点的放射性核素作出决定；ORNL第一台聚变研究装置建成 
1958年 橡树岭研究反应堆开始运行；美国首次寻找高水平核废料储存地的努力由ORNL开始 
1959年 发现老鼠的雄性取决于Y染色体的存在；ORNL研究人员对用于美国第一台核动力民用船只的掩映队屏蔽进行了鉴定 
1960年 制作出用作个人辐射监视器的袖珍啸声器；测量化学制品对老鼠的遗传影响的实验计划启动 
1961年 开始开发放射性同位素加热源，为空间卫星提供动力；在ORNL反应堆上开发出嬗变搀杂法；后用于制造电子学部件 
1962年 开展辐射防护物理研究；研究反应堆竣工；借助计算机模拟发现离子沟道效应；军民研究计划启动；木实验台用放射性同位素铯-137作标记；分析表明核武器实验产生的放射性微粒具有危害性 
1963年 辐射屏蔽信息中心成立；橡树岭等时性回旋加速器首次运行 
1964年 成为第一个雇佣社会科学家（开始时进行军民研究）的国家实验室；在联合国大会上介绍ORNL核脱盐概念 
1965年 高通亮同位素反应堆(HFIR)和熔盐反应堆运行(MSR) 
1966年 石墨反应堆被命名为国家历史性里程碑；开发出评价核临界安全的KENO蒙特卡洛代码 
1967年 Walker Branch Watershed研究设施对生态系统研究开放；ORNL被选为领导国际生物计划下美国的生态系统研究；在ORNL高速离心机中分离出病毒；开发出评估辐射屏蔽保护能力的模拟代码 
1968年 使用铀233，第二个熔盐反应堆运行（这是第一台使用这种燃料的反应堆）；发明医疗诊断用的快速离心分析仪；用ORNL开发的区域离心机产生出超纯疫苗；设计出能更好抗中子诱导膨胀的不锈钢合金 
1969年 利用新的橡树岭电子直线加速器首次进行了中子截面测量；ORNL成为与遥感结合在一起的地理信息系统的领导者；设计出Apollo 11月亮岩石收集器 
1970年 提出SCALE标准，帮助确保用过核燃料的安全储存和运输；ORNL第一台用于等离子体物理实验的托卡马克聚变研究装置运行 
1971年 水生态实验室成立；获得环境影响说明所需的鱼最喜欢水温的数据；在加速器研究中确定了变形的铀234原子核的可能形状 
1972年 能量守恒研究计划启动；老鼠胚胎冷冻、解冻和移植到母性老鼠中，生出健康的幼鼠；在生物反应堆中，发现花园土壤的细菌去掉来自工业废水的硝酸盐和稀有金属；发现四极磁铁大共振；广泛研究出现这些原子核大振荡的模式 
1973年 对月球岩石的组成进行分析；制作出超声波鱼标记，用来测量和传送鱼最喜欢的水温 
1974年 Herman Postma被任命为ORNL所长（右图），历时14年；开发出铬钼钢；在世界范围内，用于电力事业锅炉和炼油锅炉 
1975年 开发出生态系统的计算机模型，使ORNL成为系统生态学方面的领先者；开发出将核燃料密封在空间探测器用的结实铱合金 
1976年 试验性的ANFLOW生物反应堆安装在橡树岭市污水处理厂；改进从煤生产液态和气体燃料并确定它们生物效应的计划启动 
1978年 吉米.卡特总统访问ORNL；开发出为裂变能源研究设备添加燃料的芯块注入法，在世界范围内被广泛采用 
1979年 ORNL的中性注入器帮助普林斯顿等离子体物理实验室使聚变等离子体温度创造记录；ORNL帮助核控制委员会确定三里岛核电厂事故的起因和后果；发现乙亚硝基脲是诱发老鼠变异最有效的化学制品；在研究老鼠中，发现食品防腐剂中的亚硝酸盐与食品和药物胺发生反应，形成引起癌症的硝基胺 
1980年 Holifield重离子研究装置（HHIRF）作为核物理用户装置对外开放;国家小角度散射研究中心开放后，HHIRF成为用户设施；国家环境研究园(12400英亩) 开放；发现新的离子注入技术能改进物质表面的性能；ORNL用氮离子注入钛合金后，制造出寿命更长的人造关节；建立计算机模型，预测电站对哈得孙河鱼的影响；ORNL研究人员启动遥控技术研究，成为世界上制造承担危险任务机器人的领先者 
1981年 开发出晶须韧化、抗短列陶瓷，用于工厂的切削工具 
1982年 为提高冷冻机和加热泵的效率，制定了标准，拟订了设计；制定了绝缘标准，后被联邦政府部门采用；开发出改进的镍铝化物合金，用于钢材和汽车部件的商业化生产；在大线圈测试设备上由聚变能研究人员对超导磁铁成功地进行了测试；二氧化碳信息分析中心成立，该中心是世界上有名的全球变化数据存储中心 
1984年 利用菠菜和藻类中的光和作用，开始进行从水产生含有巨大能量氢的实验 
1985年 开发出用碘123示踪的脂肪酸，用于医疗扫描诊断心脏病；田那西大学和橡树岭国家实验室建立科学联盟；开发出胶铸，现商业上用于形成微涡论的陶瓷部件 
1986年 ORNL确定切诺尔贝力核电站事故何时发生和为什么释放出那么多的放射 
1987年 高温材料实验室作为用户装置对谋求制造能效高发动机的工业界研究人员开放；激光器用来制造高温超导材料；鉴于能源部对实验室反应堆安全管理的担忧，ORNL所有反应堆关闭 
1988年 为开展聚变能源研究，利用仿星器，启动先进环形装置；Alvin Trivelpiece被任命为ORNL所长，历时12年 
1989年 为核控制委员会重新颁发核电厂运行许可证，提供了“一般环境影响报告”第一草案 
1990年 ORNL的酸雨研究导致控制工业上的硫和氧化氮的排放 ；原子序数对比电子显微镜看到一列一列的原子；计算机代码帮助部队更好地在战场部署兵力和装备；确认中子内存在夸克 
1991年 在HHFIR上进行的中子活化分析否定了美国一位总统死于砷中毒的说法；写出软件，通过将到处分散的PC机连起来的办法解决问题 
1992年 乔治.布什总统参观ORNL；发明铼188同位素产生器，在世界范围内治疗癌症和心脏病患者；发明薄膜微型锂电池；发现和克隆老鼠刺豚鼠基因；发现变异基因引起肥胖症、糖尿病和癌症；开发出图形输入语言（GRAIL），用于在计算机上识别DNA序列中的基因 
1993年 发明光学活组织切片检查技术，不动手术就能发现食道中的癌症肿瘤；UT-ORNL名列前500台超级计算机 
1994年 发明“芯片实验室”，现商业上用于蛋白质分析和毒品发现实验；发明质谱测定技术，用于探测污染物、爆炸物和蛋白质；开发出ALLIANCE软件，使一组一组的机器人配合工作；为在新的并行超级计算机上运行未来气候模型准备了代码 
1995年 启动当时世界上最快的超级计算机Intel Paragon XP/S 150；发明了制造高温超导线的RABiTSTM方法；开发出超级计算机数据存储和检索超高速系统；ORNL的DNA蛋白质晶体搭载哥伦比亚号宇宙航天飞机在宇宙中生长；为海军开发出探测过往潜水艇的信号分析系统 
1996年 修改了大众冷冻机模型，将能耗降低一半；发现石墨泡沫导热异乎寻常的好；设计出心跳探测器，发现藏在车内的恐怖分子和罪犯；可查找的电子簿式视窗帮助合作者通过国际网络运行实验 
1997年 开发出检验俄罗斯武器等级的铀转换为反应堆等级燃料的设备；初步设计质谱仪，帮助海军发现生化威胁；第一次被批准公布在遗传上设计的微生物制造出增强受损录象带信号的VITALE，帮助警察解决犯罪问题；世界上最大的集水区实验说明干旱和大雨对森林的影响；首次被批准公布经过遗传工程处理得到的微生物 
1998年 发明MicroCAT扫描仪；绘制出变异老鼠内部变化图；户外FACE实验表明胶皮糖香树在浓化CO2大气中长得更快；ORNL的技术帮助半导体公司发现引起计算机芯片中缺陷的问题 
1999年 副总统戈尔在散裂中子源破土动工仪式上讲话；发明迅速探测人体疾病的多功能生物芯片；开展合金研究导致造纸厂的锅炉更新改进或新的锅炉，使其更加安全 
2000年 Bill Madia 被任命为ORNL所长；两台新的超级计算机投入运行；ORNL在国际蛋白质结构预测竞争中，位于前100名的第四名；田那西大学-橡树岭国家实验室开放国家运输研究中心；开发出节能加热泵水加热器；ORNL帮助将3个人类染色体排序；聚变能理论学家开始设计准-磁场极向仿星器 
2001年 HHFIR在更换锫反射器和增加研究建筑后重新运行；为半导体公司设计出检查三维缺陷直接到数字的全息照相术；GRAIL用于《科学》和《自然》关于人类基因组排序方面具有里程碑性的论文；能源部部长 Spencer Abraham访问ORNL，将DOE的土地转给ORNL用于新的建设；与工业伙伴开发出超导变压器和高温超导电缆
2002年 ORNL-Cray伙伴最快的超级计算机目标；UT-ORNL计算机科学联合研究所破土动工；3亿美元现代化计划开始动工兴建；能源部批准在ORNL建立那米阶段材料科学中心；人类生活家园橱窗中展示的ORNL能源技术；锕-225从ORNL运到医院治疗白血病 
2003年8月1日起，Jeff Wadsworth担任橡树岭国家实验室所长
2003年 私人资助的设施：在能源部立契约转让的土地上建造300，000平方英尺的设施中，将有最先进的能源和计算科学实验室。
主要研究领域
中子科学、化学与放射化学技术、复杂生物系统、能源科学、工程科学与机器人、环境科学、高效计算、数学、测量科学、物理和化学科学、模拟科学、国家安全。  
回旋加速器
ORIC是一台可变能量多粒子加速器，1962年建成。等时性或磁场沿方位角变化回旋加速器的概念首先由L.H. Thomas于1938年提出。等时性是指通过径向增加磁场以补偿离子质量相对论性增加所得到的沿轨道绕转的恒定频率。因为径向增加磁场使束流散焦，为环流时没有损失和有效引出，所以需要磁场中方位角的变化使束流聚焦。ORIC是首先建成的等时性或磁场沿方位角变化回旋加速器之一。  回旋加速器ORIC的主要用途是作为产生放射性离子束的驱动器，给位于放射性离子束注入器平台的靶-离子源装置提供强质子、氘核和a粒子。靶反应产生放射性原子，然后离子化和加速。
脉冲中子源
橡树岭电子直线加速器（ORELA）脉冲中子源是个大功率以电子加速器为基础的中子源，它提供强中子毫微秒脉冲，每个脉冲里有能量在10e-03 - 10e08 eV的中子。ORELA每年大约运行1200小时，是个用户装置，对大学、国家实验室和工业界的科学家开放。  脉冲中子源概念图在这一装置上可进行许多类型的中子截面测量（总的、俘获、裂变、弹性、散射以及伽马射线和中子产生），能量分辨率极好。采用飞行时间方法确定相互作用的中子能量。还进行探测器的标定和探测器对中子的响应测量。中子通量峰值约1 MeV时，利用ORELA进行许多类型的辐射损坏和活化研究最为理想。 
该装置由一台180-MeV的电子加速器、中子产生靶、200米长通向地下探测器位置的隐藏真空飞行管、许多复杂的探测器、数据获取和分析系统组成。中子由来自钽辐射器的韧致辐射产生。慢化的或非慢化的中子都有，光谱的形状由可移动的滤波器进行进一步的修整。脉冲宽度为4-30毫微秒，重复率每秒为12-1，000个脉冲。世界上还剩一台类似ORELA的装置，在比利时。
实验设施
建筑技术中心 有近20个复杂的实验设施和装置。这些设施和装置不仅为本实验室的科学家和工程师服务，而且对美国的大学、工业界和其他的国家实验室以及国外研究机构的研究人员开放。同时，通过将不必要的重复劳动降低到最小程度，促进科学界有益的相互影响和在许多情况下最佳利用昂贵的独特设备，推动国家的研究与开发，并完成能源部的任务。 
生物处理研究设施　
生物处理研究设施系指采用搅拌罐、桶状反应堆和用于大规模批量和桶型实验的发酵实验生产装置，研究先进生物处理方案的实验室组合体。研究与开发活动包括（但不局限于）饲料养分的预处理和分离、微生物培育分类和改进以及基因控制；微生物和酶的定位、先进生物反应堆原理；垃圾生物处理、处理可行性和按比例扩大、先进分析原理、生物处理检测和控制以及生化分离。 
建筑技术中心　
建筑技术中心确定、开发和推广可持续性和能源效率高的建筑技术和系统。该中心为美国建筑业提供建筑外壳、加热和冷却以及设备的测试和分析诀窍。其他研究领域为监测和系统分析现有的建筑工作。  建筑技术中心用于中子科学的锎用户装置　
用于中子科学的锎用户装置是个采用紧凑型（手指大小）锎-252中子源容器的独特中子辐照装置。这些中子源为能源部锎-252分配计划储存在锎用户装置。有两个没污染的热室研究人员可以进入和组装实验设备，之后是能放射出大于1011中子/秒的锎-252中子源，这些中子源可用于辐照。快中子谱（平均能量约为2.1  用于中子科学的锎用户装置MeV）可调制到热中子谱，小样品容积可由大于108 cm-2 s-1的热和/或快中子通量辐照。相应的伽吗剂量比中子剂量小得多。利用锎用户装置的实验避免了在规章和放射性方面对中子源进行监管和处理的考虑。 
工业创新计算中心　
由于ORNL的计算能力，该工业创新计算中心的用户们利用它的计算能力，解决以前因计算能力不足或没有适当的软件而无法解决具有挑战性与工业有关的问题。 
冷却、加热和动力集成实验室　
冷却、加热和动力集成实验室是使来自工业界、大学和其他研究机构的研究人员为建筑申请对分布式能源产品和系统进行测试的设施，它可使开发者进行性能和可靠性测试。 
燃料、发动机和排气研究中心　
燃料、发动机和排出物研究中心专门详细描述内燃发动机的排出物和效率，其综合能力包括半敞开的发动机排气模拟器，各种各样的功率计和车辆。该中心有几个专用诊断和测量工具，还包括许多旨在协助开发和评估发动机和排气控制技术的美国其他设施少见的工具。  燃料、发动机和排气研究中心高通量同位素反应堆　
高通量同位素反应堆是一台多用途85-MW同位素制备反应堆，具有进行各种辐照实验的能力和设备。它的峰值热中子通量为2.6×1015中子/厘米2/秒，在西方世界最高。高通量同位素反应堆是个铍反射轻水冷却和调制通量 – 俘获型游泳池式的反应堆，采用浓缩铀235作为燃料。一个燃料周期通常为85-MW时全功率运行23 – 27天，然后停机约4 -7天。 
高温材料实验室　
高温材料实验室提供最先进的表征确定表面和大部分材料在分子水平组成和微结构的仪器设备；测量在各种环境条件下的机械性能，特别是生命预期研究，在模拟使用条件下蠕变和疲劳实验，以及微机械测试和分析；用于对材料变化、结构、稳定度、反应和通过现场衍射膨胀的高温和室温研究；通过衍射方法，测量剩余应力和结构（极性图）；为各种各样的样品如涂层、薄膜、复合材料等提供大量独特的高温热传递和热分析设备；利用装有仪器的磨床研究最佳研磨参数，并对加工过的部件进行精密测量，以及进行摩擦和磨损研究。 
高温材料实验室　
Holifield放射性离子束装置提供高质量短寿命放射性同位素束流。橡树岭等时性回旋加速器产生的强轻离子束打击高耐熔靶时，产生这些同位素。放射性同位素从产生靶裂变出来，离子化，形成束流和所选的质量。然后放射性离子束被注入到25-MV的串联加速器 – 世界上电压最高的静电加速器，供核反应、结构和天体物理研究。 
金属处理实验室用户设施 　
金属处理实验室用户设施提供专门设备，用于研究材料合成（熔融、铸造和粉末冶金）；变形处理（锻造、轧制、挤压成型和热机械处理）；材料表征（机械性能、断裂力学、非损伤性检查、腐蚀、计算机控制膨胀计分析（淬火、变形和低温），以及数据库生成；连接（焊接、铜焊、粘合以及固化监视和控制）；利用世界上一些最大型的并行计算机和ORNL人员开发出的计算代码，进行数学模拟（预测热梯度、熔化的金属流动、相平衡、固化率、张力分布、剩余应力等）。使用陶瓷和复合材料的大量经验，也给金属处理实验室用户设施提供将金属处理技术用于对开发最终使用产品感兴趣的更为普通的材料方面的主要优势。 
老鼠遗传学研究设施 　
该设施包括大约800支标准的或变种的实验室老鼠。在这800种老鼠中，目前养着350种，其他450种作为冷藏胚胎、精子和/或卵巢放着。50多年来，老鼠遗传学研究设施吸引了高水平的老鼠遗传学者和分子生物学家利用这些资源开展进本研究，分析基因功能和确定老鼠中类似人类遗传疾病的原形。 
国家运输研究中心 　
建立国家运输研究中心的目的在于开发和评估先进的运输技术和系统，利用组先进的硬件和计算技术，解决国内和国际意义的问题，譬如空气质量下降、对不稳定石油供应的依赖、交通拥塞和高速公路的安全。左图为一辆重型卡车撞上路旁障碍物。 
橡树岭国家环境研究园　
橡树岭国家环境研究园是一个户外研究室，有几个野外研究场地。场地上有维护和支持设施，足以能够进行复杂的备有仪器的环境实验。在这些仪器中，有精细的监视系统，它们能够使使用者在延长期内精确地测量环境因子。园中的各种场地为水中和陆地的生态系统分析，像生产能源设施产生的污染物的生物地球化学的循环、地形的改变、森林和野生动物管理。因园区受联邦政府管辖，所以土地和水资源的完整性，以及为动的土地的保存得到保障。 
橡树岭电子直线加速器　
橡树岭电子直线加速器被用来产生强毫微秒中子脉冲，脉冲的能量在10-3 eV to 108 eV之间，用于广泛的实验。利用飞行时间技术，可以对许多不同种类的中子反应进行研究，分辨率和精确度都很高。目前该加速器的项目集中在基础和应用核物理的研究方面。在离中子源9和200米之间的距离处的10 个撤离的飞行道上，可同时进行实际上属独立的实验。 
物理性能研究设施 　
物理性能研究设施专门用于测量生理化学特性的，这些测量可以获得独特的数据，模拟产生基础物理特性，评价它们对工业工艺优化的影响。 
功率电子学和电动机械研究设施　
功率电子学和电动机械设施因其开发和制造先进功率转换器、可调速驱动器和电动机械的样机，以及功率传输和分配的研发、功率的质量、效率和测量方面的专门技术而得到世界的承认。中心提供功率转换器布局、热管理、最大程度的降低电磁干扰和减少空间和重量的装配技术、以数字信号为基础的马达驱动器控制技术、系统能量管理、飞轮能量储存应用和超高速驱动应用方面独特的专门技术。 
共享研究设备合作研究中心　
共享研究设备合作研究中心在穿透电子显微镜方法、扫描电子显微镜方法、原子探头场离子显微镜方法和机械性能微分析方面提供最先进的能力。
生物医学
50多年来，美国能源部生物和环境研究局医学科学处将与能源有关的基础科学的研究成果应用于先进的医学研究。现在，ORNL在先进生物医学技术（ABT）方面的研究项目真地将能源部物理、化学、工程、数学和基因组科学的惊人进展结合在了一起。 
这一进展的核心是能源部国家实验室的制度，这种制度是作为美国独特的科学设施和诀窍而成功地建立的。几十年来，能源部所属国家实验室都巧妙地将自由探索科学与学科项目管理平衡起来。这里描述的项目显示出使生活变得更好与能源有关的研究的巨大潜力。
1993年以来，生物和环境研究局在医学科学处内部发起先进生物医学计划。先进生物医学技术支持基础工程研究，利用能源部所属国家实验室的独特资源和诀窍，开发创新性的医疗技术。先进生物医学技术研究支持解决高风险医学技术问题的多学科、多机构的研究项目。研究最终导致开发出医疗器械和医疗技术，这些医疗器械和技术转让给国家卫生研究院进行临床实验，或转让给工业部门进行进一步开发。 
目前（2009年）在先进生物医学技术研究领域的研究由以下项目组成。这些项目利用从核医学、天文物理等得到的技术，提供改进研究方法和治疗的新工具，成果丰硕。研究项目的计划建立在能源部其他计划如国防、环境和物理开发出来的可用于医学应用的技术基础之上。
主要成就
反应堆化学——钷的发现　
1914年，第一次世界大战中在战斗中阵亡的前一年，其工作影响元素在周期表中最后排序 才华横溢的英国物理学家证明在稀土钕和钐之间应该存在元素61。1941-42年美国化学家们试图造出元素61，但不能证明已经造出这一元素。  Charles Coryell1945年，在Charles Coryell的领导下，工作在石墨反应堆上的化学家Jacob Marinsky和Larry Glendenin造出了元素61。他们通过铀的裂变和用用来自反应堆中裂变铀的中子轰击钕获得这一元素。他们在附近的热实验室和化学楼里工作，利用离子交换色层法，首次从化学上鉴定了元素61的两个同位素。 
Marinsky和Glendenin在1947年的美国化学学会会议上宣布了他们在化学上证明元素61 的存在。1948年，他们在马省理工学院工作时建议将元素61“钷”命名为普罗米修斯，希腊神话中的巨人，相传因盗取天火给人类触怒主神宙斯，被锁在高加索山崖遭受神鹰折磨。这一想法来自Coryell的妻子Grace Mary。1949年这一名称被国际化学化学联合会所接受。 
钷是在地球地壳中没有发现发射β的放射性金属，在仙女座中一个星的光谱里看到了它。钷147用于导弹中的仪器核动力电池。 
核医学——疾病的诊断和治疗　
将ORNL产生的放射性同位素转变为可恢复人体健康的试剂是ORNL核医学研究人员长期以来的奋斗目标。二十世纪七十年代中叶以来，在Russ Knapp的领导下，他们开发出用于医学扫描诊断心脏病的放射性成像试剂。该试剂已经在全世界350，000病人研究中经过了试验，现在，在日本和俄罗斯进行工业化生产，并用于治疗无数的心脏病患者。ORNL试剂是用放射性碘做标记的脂肪酸，可用来探测心脏病发作后心肌有多少还活着，预测搭桥手术或气球状的血管成型术是否会恢复所有血液流通。  制备放射性同位素1993年，ORNL小组开发出钨188/铼188同位素生成器，在ORNL试验放射性试剂，并确定了在美国和国外的临床试验。试验表明铼188（从钨188衰变而成）可缓解癌症诱发的骨和肝痛以及关节炎患者的发炎，还可防止气球状的血管成型术后冠状动脉中滑肌细胞的形成（心瓣再狭窄），减少重复气球状血管成型术的需要。
ORNL的Saed Mirzadeh和他的同事们所开发出来的放射性同位素生成器为白血病患者正在提供成功的治疗。ORNL存有铀233。该同位素衰变形成锕，在ORNL生成器里送到世界上的研究场所。在纪念Sloan-Kettering 癌症中心，将用从锕225衰变获得的铋213做标记的抗体注入患有急性髓细胞白血病的患者。铋同位素破坏造成患者病危的血细胞。 
光合作用——发现光　
对研究绿色植物细胞和辐射有兴趣的几位ORNL的生物学家集中研究了光合作用。在这一过程中，植物利用光作为能源，从空中的二氧化碳和水合成碳水化合物（细胞组织）。右图：James Lee帮助说明了光照水中的藻类可通过光合作用产生氢。 
William Arnold和Robert Emerson在率先的研究中发现了光和单元，导致Arnold 1966年发现滞后的光，国际上承认其为光合作用中的一个基本发现。（Arnold还因创造被广泛用来描述原子核分裂过程的术语“核裂变”而出名。）Roderick Clayton为光合作用第一步的电子学性质提供了证据。 
七十年代和八十年代，Robert Pearlstein开发了描述绿色植物和细菌的叶绿素触角晶格中光能量迁移的理论模型。后来在八十年代，Elias Greenbaum和他的ORNL的同事Perry Eubanks、Jim Thompson、Mark Reeves和Ginger Tevault利用菠菜后来又用藻类中的光和作用将水分子分裂产生氧和富能气体氢。1985年，Greenbaum展示了光合作用电子与铂金属纳米粒子的直接电器触点；这一工作特刊登在《科学》杂志的封面上。1995年，Greenbaum与Ida Lee和James Lee合作，发现了隔离的光系统I反应中心的二极管特性。2000年，继续进行这一工作，首次测量了隔离的光合作用反应中心的光电压。 
2002年，Greenbaum和他在ORNL及南加州大学的助手们研究了使用光合作用反应中心为法律上失明的盲人恢复视力问题。ORNL只有少数几个光合作用的研究人员，但他们都为这一领域作出了显著贡献。
现任所长
  Jeff Wadsworth2003年8月1日起，Jeff Wadsworth担任橡树岭国家实验室现任所长。他是国际上公认的冶金学家，曾任位于俄亥俄州首府哥伦布市Battelle纪念研究所的首席执行官，集中从事能源部科学计划、技术转让和国土安全方面的工作。
1980年-1992年，在Palo Alto研究实验室为洛克希德导弹和空间公司工作。2002年8月到Battelle纪念研究所工作之前，任劳论斯·利弗莫尔国家实验室负责科技的副所长。2003年，他因在开发先进材料和超塑性，以及在确定大马士革和其他钢种的历史和产地所做出的突出贡献，和在科学上维护国家安全方面的广泛主导作用而被选为美国科学进步协会的会员。