stringtranslate.com

Герберт Г. Макферсон

Герберт Г. Макферсон (2 ноября 1911 г. – 6 января 1993 г.) был американским инженером-атомщиком и заместителем директора Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL). Он внес вклад в проектирование и разработку ядерных реакторов и, по мнению Элвина Вайнберга, был «главным экспертом страны по графиту»... [1]

Карьера

Получив степень доктора философии по физике в Калифорнийском университете в Беркли в 1936 году, Макферсон поступил на работу в Национальную метеорологическую службу в Вашингтоне, округ Колумбия. В следующем году он был нанят Национальным углеродным подразделением корпорации Union Carbide and Carbon в Кливленде, штат Огайо, где он исследовал спектры углеродных дуг [2] , которые часто использовались в киноиндустрии. В 1956 году он переехал в Ок-Ридж, штат Теннесси, чтобы стать научным сотрудником в Национальной лаборатории Ок-Риджа. Макферсон стал заместителем директора Национальной лаборатории Ок-Риджа в 1965 году и занимал эту должность до 1970 года. [1] С 1970 по 1976 год он занимал должность профессора ядерной инженерии в Университете Теннесси. [3] В 1973 году он исполнял обязанности директора Института энергетического анализа [4] : 220  — организации, основанной Элвином Вайнбергом для изучения управления и будущих источников энергии. В 1978 году он был избран членом Национальной инженерной академии .

Ядерный графитиПроект Манхэттен

Возможность создания цепной реакции в уране стала очевидной в 1939 году после экспериментов по ядерному делению Отто Гана и Фрица Штрассмана и интерпретации этих результатов Лизой Мейтнер и Отто Фришем . Захватывающие возможности, которые это представило, быстро распространились по всему мировому физическому сообществу. Для того чтобы процесс деления стал цепной реакцией, нейтроны, созданные делением урана, должны быть замедлены путем взаимодействия с замедлителем нейтронов (элементом с низким атомным весом, который будет «отскакивать» при ударе нейтрона), прежде чем они будут захвачены другими атомами урана. В 1939 году было хорошо известно, что двумя наиболее перспективными замедлителями являются тяжелая вода и графит [5] (полукристаллическая форма чистого углерода).

В феврале 1940 года, используя средства, которые были выделены частично в результате письма Эйнштейна-Сциларда президенту Рузвельту, Лео Сцилард приобрел 4 тонны графита у National Carbon для использования в экспериментальном реакторе Энрико Ферми , так называемом экспоненциальном котле. [6] : 190  Ферми пишет, что «Результаты этого эксперимента были [sic] несколько обескураживающими» [7], предположительно из-за поглощения нейтронов какой-то неизвестной примесью. [8] : 40  Итак, в декабре 1940 года Ферми и Сцилард встретились с Х. Г. Макферсоном и В. К. Хамистером в National Carbon, чтобы обсудить возможное существование примесей в графите, не описывая конкретно причины своего визита. [9] : 143  Ранее (в сентябре 1939 г.) прочитав статью [10] Р. Б. Робертса и Дж. Б. Х. Купера (в которой описывалась необходимость замедлителя в цепной реакции), Макферсон смог определить цель визита. [11] Благодаря своему опыту работы со спектрами углеродных дуг он понял, что даже высококачественный графит содержит мельчайшие количества примесей бора , которые могут сделать его потенциально непригодным в качестве замедлителя нейтронов в урановом реакторе, [11] подтвердив подозрения Силарда. [5]

В результате этой встречи в течение следующих двух лет Макферсон (совместно с Л. М. Карри и В. К. Хамистером) разработал методы термической очистки для производства графита с низким содержанием бора, [11] [12] что привело к появлению продукта «AGOT Graphite» от National Carbon. По словам WP Eatherly, это был «первый настоящий ядерный графит». [13] К ноябрю 1942 года National Carbon отправила 250 тонн AGOT графита в Чикагский университет [6] : 200  , где он был использован при строительстве Чикагской поленницы-1 Ферми , первого ядерного реактора, генерирующего устойчивую цепную реакцию. AGOT графит также использовался для строительства графитового реактора X-10 в Оук-Ридже, штат Теннесси, и реакторов на полигоне Хэнфорд в Вашингтоне, которые производили плутоний во время и после Второй мировой войны. [11] [13] Этот процесс и его более поздние усовершенствования стали стандартными методами в производстве ядерного графита. [14]

Эта важная информация о примесях бора не была известна немецким ученым, которые пытались создать цепную реакцию в уране во время Второй мировой войны. Сечение поглощения нейтронов в графите было исследовано в Германии Вальтером Боте , П. Йенсеном и Вернером Гейзенбергом , которые обнаружили, что оно слишком велико, тем самым исключив графит как возможный замедлитель. [5] [15] [16] Следовательно, немецкие усилия по созданию цепной реакции включали попытки использовать тяжелую воду , дорогую и дефицитную альтернативу. Даже в 1947 году Гейзенберг все еще не понимал, что единственной проблемой с графитом были примеси бора. [15]

Реактор на расплавленной соли

В 1956 году директор ORNL Элвин Вайнберг назначил Макферсона руководителем эксперимента с реактором на расплавленных солях , [4] : 125  [17] : 90  [18] : 109  революционной безопасной, эффективной и относительно недорогой конструкции реактора, теперь называемой ториевым топливным циклом . В течение двух лет химические испытания расплавленных материалов, исследования затрат, общая конструкция и расчеты были завершены и изложены в квартальном отчете Макферсона о ходе работ по MSRE. [19] Вычисления выполнялись [19] на ORACLE (компьютере) , клоне машины IAS фон Неймана , которая была построена в ORNL под руководством Элстона Скотта Хаусхолдера . [17] : 70  [18] : 86  [20] MSRE финансировался Комиссией по атомной энергии в 1959 году и был завершен в 1965 году. Он работал непрерывно до тех пор, пока не был закрыт в 1969 году, но это доказало жизнеспособность проекта [4] : 126  [21] [22] Вайнберг называет этот проект «возможно, самым гениальным и смелым инженерным экспериментом, когда-либо проводившимся в ORNL». [11] (В 1972 году правительство США отказалось финансировать предлагаемый последующий реактор-размножитель на расплавленной соли в ORNL, уволило Элвина Вайнберга и перенаправило свою поддержку на проектирование и строительство реакторов-размножителей на быстрых нейтронах с жидким металлом, таких как реактор-размножитель Clinch River . [4] : 200  [22] )

В 1958 году, одновременно с публикацией первого учебника по ядерным реакторам [23], Макферсон (совместно с Джеймсом Лейном и Фрэнком Масланом) отредактировал и опубликовал свой инженерный трактат по реакторам на жидком топливе [24].

Археология майя

После выхода на пенсию Макферсон заинтересовался культурой и писаниями майя, особенно теми, которые относятся к Дрезденскому кодексу . Эта древняя рукопись майя содержит таблицу, обычно называемую «Таблица предупреждений о затмениях» дат, интервалы между которыми приблизительно соответствуют интервалам между солнечными затмениями, происходящими во всем мире. Сотни статей были написаны в попытках понять эту таблицу (см. [25] [26] ). Макферсон изучал сложную проблему того, как древняя цивилизация могла преуспеть в создании такой таблицы, когда у нее не было астрономических моделей, которые были бы необходимы для предсказания затмений во всем мире [27] [28] и когда только несколько солнечных затмений были видны майя на протяжении всего периода их цивилизации. [29] [30] В работе, которую некоторые эксперты считают «самым интересным из последних исследований таблицы затмений», [25] : 275  Макферсон описал [31] простую процедуру, с помощью которой такая таблица могла быть составлена ​​астрономами майя в процессе определения «лунного сезона».

Ссылки

  1. ^ ab Weinberg, Alvin M. (1994). Первая ядерная эра . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Американский институт физики. Рисунок 11. ISBN 978-1563963582.
  2. ^ MacPherson, HG (1941), «Угольная дуга как стандарт излучения», Температура, ее измерение и контроль в науке и промышленности , Scranton PA: Reinhold Publishers, стр. 1141–1149
  3. ↑ Элисон Перрусо, ред. (1980), Кто есть кто в Америке, т. 2, Маркиз Кто есть кто, стр. 2112
  4. ^ abcd Вайнберг, Элвин М. (1994). Первая ядерная эра . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Американский институт физики. ISBN 978-1563963582.
  5. ^ abc Бете, Ганс (2000), «Немецкий урановый проект», Physics Today , 53 (7), Американский институт физики: 34–36, Bibcode : 2000PhT....53g..34B, doi : 10.1063/1.1292473
  6. ^ Аб Сальветти, Карло (2001). «Груда Ферми». В К. Бернардини и Л. Бонолисе (ред.). Энрико Ферми: Его работа и наследие . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Verlag. стр. 177–203. ISBN 3540221417.
  7. ^ Ферми, Энрико (1946), «Разработка первого котла с цепной реакцией», Труды Американского философского общества , 90 (1): 2024
  8. ^ Ферми, Энрико (1965). Сборник статей . Том 2. Издательство Чикагского университета.
  9. ^ Сцилард, Гертруда; Уэрт, Спенсер (1978). Лео Сцилард: Его версия фактов . Том. II. МТИ Пресс. ISBN 0262191687.
  10. ^ Робертс, Р. Б.; Купер, Дж. Б. Х. (1939), «Уран и атомная энергетика», Журнал прикладной физики , 10 (9): 612–614, Bibcode : 1939JAP....10..612R, doi : 10.1063/1.1707351
  11. ^ abcde Weinberg, Alvin (1994), "Herbert G. MacPherson", Memorial Tributes , т. 7, National Academy of Engineering Press, стр. 143–147, doi :10.17226/4779, ISBN 978-0-309-05146-0
  12. ^ Карри, Л. М.; Хамистер, В. К.; Макферсон, Х. Г. (1955). Производство и свойства графита для реакторов . Национальная углеродная компания.
  13. ^ ab Eatherly, WP (1981), "Ядерный графит - первые годы", Журнал ядерных материалов , 100 (1–3): 55–63, Bibcode : 1981JNuM..100...55E, doi : 10.1016/0022-3115(81)90519-5
  14. ^ RE Nightingale, ed. (1962). Ядерный графит . Отдел технической информации, Комиссия по атомной энергии США. Нью-Йорк: Academic Press.
  15. ^ ab Гейзенберг, Вернер (16 августа 1947 г.), «Исследования в Германии по техническому применению атомной энергии», Nature , 160 (4059): 211–215, Bibcode : 1947Natur.160..211H, doi : 10.1038/160211a0, PMID  20256200, S2CID  4077785
  16. ^ Хентшель, Клаус (ред.); Хентшель, Энн М. (переводчик) (1996), «Документ 115», Физика и национал-социализм: антология первоисточников (английский перевод Гейзенберга, 1947), Birkhäuser, стр. 361–379, ISBN 978-3-0348-0202-4 {{citation}}: |first1=имеет общее название ( помощь )
  17. ^ ab Джонсон, Лиланд; Шаффер, Дэниел (1994). Национальная лаборатория Оук-Ридж, первые пятьдесят лет . Ноксвилл, Теннесси: Издательство Университета Теннесси.
  18. ^ ab "Olympian Feats", ONRL Review , 25 (3, 4), Министерство энергетики США, Martin Marietta Energy Systems, 1992, архивировано из оригинала 2014-01-09 , извлечено 2015-03-21
  19. ^ ab Ежеквартальный отчет о ходе реализации программы реактора на расплавленных солях за период, заканчивающийся 31 января 1958 г. (PDF) , том ORNL-2474, Национальная лаборатория Ок-Риджа
  20. ^ Рейли, Эдвин (2003). Вехи в компьютерной науке и информационных технологиях . Гринвуд. стр. 193. ISBN 978-1573565219.
  21. ^ PN Haubenreich и JR Engel (1970). "Опыт эксперимента с реактором на расплавленной соли" (PDF, перепечатка) . Ядерные приложения и технологии . 8 (2): 118–136. doi :10.13182/NT8-2-118.
  22. ^ ab MacPherson, HG (1985), «Приключение с расплавленной солью» (PDF) , Ядерная наука и техника , 90 : 374–380, doi :10.13182/NSE90-374
  23. ^ Вайнберг, Элвин; Вигнер, Юджин (1958). Физическая теория нейтронных цепных реакций . Издательство Чикагского университета. ISBN 0226885178.
  24. ^ Лейн, Джеймс А.; Макферсон, Х. Г.; Маслан, Фрэнк (1958). Реакторы на жидком топливе . Reading MA: Addison-Wesley Publishing Co.
  25. ^ ab Bricker, Harvey; Bricker, Victoria (2011). Астрономия в кодексах майя . Филадельфия, Пенсильвания: Американское философское общество. ISBN 9780871692658.
  26. ^ Келли, Дэвид; Милон, Юджин (2011). Исследуя древние небеса . Нью-Йорк: Springer Verlag. ISBN 9781441976239.
  27. ^ Лаунсбери, Флойд Г. (1978), «Майя нумерация, вычисления и календарная астрономия», в Charles Gilispie (ред.), Dictionary of Scientific Biography , т. 15, Приложение I, Нью-Йорк, Нью-Йорк: Charles Scribner's Sons, стр. 759–818
  28. ^ Лаунсбери, Флойд Г. (1982), «Астрономические знания и их применение в Бонампаке, Мексика», в Энтони Авени (ред.), Археоастрономия в Новом Свете , Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press, стр. 143–168, ISBN 9780521247313
  29. ^ Авени, Энтони Ф. (1983), «комментарий [о предсказании солнечных затмений классическими майя, Х. М. Брикером и В. Р. Брикером]», Current Anthropology , 24 : 18–19, doi : 10.1086/202931, S2CID  163330918
  30. ^ Мальмстрём, Винсент Х. (2008), За пределами «Дрезденского кодекса»: новые взгляды на эволюцию предсказания затмений майя (PDF) , Дартмутский колледж
  31. ^ Макферсон, Х. Г. (1987), «Лунный сезон майя», Antiquity , 61 (233): 440, doi : 10.1017/S0003598X00072999, S2CID  164115214

Внешние ссылки