Леона Харриет Вудс (9 августа 1919 — 10 ноября 1986), позже известная как Леона Вудс Маршалл и Леона Вудс Маршалл Либби , была американским физиком , которая помогла построить первый ядерный реактор и первую атомную бомбу .
В возрасте 23 лет она была самой молодой и единственной женщиной в команде, которая построила и экспериментировала с первым в мире ядерным реактором (тогда называвшимся котлом ) , Chicago Pile-1 , в проекте, возглавляемом ее наставником Энрико Ферми . В частности, Вудс сыграла важную роль в создании и последующем использовании счетчиков Гейгера для анализа во время экспериментов . Она была единственной женщиной, присутствовавшей, когда реактор стал критическим . Она работала с Ферми над Манхэттенским проектом , и впоследствии она помогла оценить поперечное сечение ксенона, который отравил первый промышленный реактор в Хэнфорде, когда он начал работать.
После войны она стала научным сотрудником Института ядерных исследований Ферми в Чикагском университете. Позже она работала в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси , Брукхейвенской национальной лаборатории и Нью-Йоркском университете , где в 1962 году стала профессором. Ее исследования включали физику высоких энергий , астрофизику и космологию . В 1966 году она развелась с Джоном Маршаллом и вышла замуж за лауреата Нобелевской премии Уилларда Либби . Она переехала в качестве профессора в Университет Колорадо и была штатным сотрудником корпорации RAND . В более позднем возрасте она заинтересовалась экологическими и природоохранными проблемами и разработала метод использования изотопных соотношений в годичных кольцах деревьев для изучения изменения климата . Она была ярым сторонником облучения пищевых продуктов как средства уничтожения вредных бактерий .
Леона Харриет Вудс родилась на ферме в Ла-Грейндже, штат Иллинойс, 9 августа 1919 года, она была вторым из пяти детей Уэйтстилла Арно Вудса, адвоката, и его жены Мэри Леоны Холдернесс Вудс. У нее было две сестры и два брата. [1] Она окончила среднюю школу Lyons Township в Ла-Грейндже в 14 лет и получила степень бакалавра наук по химии в Чикагском университете в 1938 году, в возрасте 18 лет . [1] [2]
После сдачи вступительных экзаменов по химии она обратилась к лауреату Нобелевской премии по физике Джеймсу Франку с предложением стать его аспиранткой, будучи впечатленной его докладом о зонах Бриллюэна, который он сделал в 1939 году . [3] Франк согласился, но сказал ей, что в молодости его профессор предупреждал его, что как еврейский ученый он умрет от голода. Поэтому Франк предупредила Вудс: «Ты женщина, и ты умрешь от голода». [4] Несмотря на то, что Франк не выглядела истощенной, она восприняла предупреждение серьезно и решила вместо этого стать аспиранткой Роберта Малликена , который однажды сам станет лауреатом Нобелевской премии. [4]
Малликен позволил ей выбрать собственную исследовательскую задачу и отредактировал окончательный вариант, прежде чем он появился в Physical Review . [4] Ее докторская диссертация «О полосах оксида кремния» [5], подготовленная под руководством Малликена и польского химика Станислава Мрозовского, была принята в 1943 году. [1] Малликен, как она позже вспоминала, дважды говорил ей, «что, возможно, не все, чему он меня учил, было напрасным». [4] Его студенты, отметила она, «согласны, что это его высшая похвала». [4]
К 1942 году, когда она заканчивала писать свою диссертацию, она была самой молодой и последней из довоенных учениц Малликена и работала одна, потому что все ее сокурсники были вовлечены в военную работу. Она познакомилась с Гербертом Андерсоном , который работал на Энрико Ферми . Они вместе ходили плавать в озеро Мичиган каждый день в 5 часов вечера. Андерсон обнаружил, что Вудс была экспертом в области вакуумных технологий из ее исследований, и как только она закончила докторскую диссертацию, он нанял ее для работы с детекторами трифторида бора, используемыми для измерения нейтронного потока . [6]
Группа Ферми построила ядерный реактор, известный как Chicago Pile-1 , под трибунами Stagg Field , заброшенного футбольного стадиона университета , где Вудс когда-то играл в сквош . Уолтер Зинн не хотел, чтобы женщина была вовлечена в грязную работу по размещению графитовых блоков, но у Вудс было много работы с детекторами и термопарами , и она использовала небольшую стопку графита собственного изготовления для измерения эффектов источника радия - бериллия на марганцевой фольге, чтобы получить меру сечения нейтронов для калибровки детекторов. [7] Ее навыки в стеклодувном деле пригодились при создании нейтронных детекторов. [8] Она была единственной женщиной, присутствовавшей, когда реактор вышел на критический уровень, и спросила Ферми: «Когда мы начинаем бояться?» [9]
Лора Ферми вспоминала Вудс как «высокую молодую девушку, сложенную как спортсменка, которая могла делать мужскую работу и делать ее хорошо. Она была единственной женщиной-физиком в группе Энрико. В то время ее мать, которая также была наделена неиссякаемой энергией, управляла небольшой фермой недалеко от Чикаго практически в одиночку. Чтобы избавить миссис Вудс от некоторой работы, Леона делила свое время между атомами и картофелем». [10]
Как и многие ученые, работавшие над проектом, Вудс демонстрировала небрежное отношение к опасности, которую представляет радиация. После утра с Уиллардом Либби, спаивавшим канистру со смесью соли радия и металлического бериллия, Вудс поглотила около 200 рентген , и количество ее лейкоцитов уменьшилось вдвое. Врачи прочитали ей лекцию о том, что у женщины есть только фиксированное количество яйцеклеток, к чему Вудс отнеслась скептически. Она посчитала важным то, чтобы пайка была сделана правильно. [11] Когда команда переехала в свой новый дом в Аргонне , у Вудс было общежитие в ее полном распоряжении. [12]
В июле 1943 года Вудс вышла замуж за Джона Маршалла. Вскоре после этого она забеременела. Хотя она рассказала об этом Энрико Ферми, они договорились не сообщать Уолтеру Зинну, опасаясь, что он будет настаивать, чтобы она покинула здание реактора. Она прикрывала свой беременный живот мешковатой джинсовой рабочей одеждой. [13] Она ездила на работу каждый день на неотапливаемом армейском автобусе, «приезжая каждое утро едва успев вырвать перед началом рабочего дня». [14] Ребенок, мальчик по имени Питер, родился в 1944 году. [1] Она вернулась на работу через несколько дней. [13]
Команда из Аргонна была под рукой для включения первого реактора на площадке Хэнфорд , где большие реакторы будут производить плутоний для бомб. Они следили за реактором посменно: Джон Маршалл и другие в дневную смену, Энрико Ферми и Леона Маршалл в ночную смену, заканчивающуюся в полночь, а Дон Хьюз и Джон Уилер в сменную смену. [15] Пока Маршаллы нянчились с реактором в Хэнфорде, они оставили Питера с матерью Леоны. [16]
Реактор был успешно запущен, но через несколько часов уровень мощности упал, и реактор остановился. Леона предположила, что проблема была в утечке воды, а не в радиоактивном яде. Однако ночью операторы смогли снова запустить реактор, но он снова заглох. Теперь время указывало на радиоактивный яд. Проработав числа с помощью логарифмических линеек и ручных калькуляторов, они определили нейтронное поперечное сечение яда, которым оказался ксенон-135 . К счастью, инженеры DuPont оснастили реактор на 50 процентов большим количеством топливных труб, чем требовали физики, и, загрузив их, им удалось запустить реактор. [15]
Когда много лет спустя ее спросили о том, что она думает о своем участии в Манхэттенском проекте , она сказала:
Я думаю, все были в ужасе от того, что мы ошибаемся (в нашем способе создания бомбы), и немцы нас опережают. Это был постоянный и постоянный страх, подпитываемый, конечно, тем фактом, что наши лидеры знали этих людей в Германии. Они ходили с ними в школу. Наши лидеры были в ужасе, и этот ужас передался нам. Если бы немцы получили это раньше нас, я не знаю, что бы случилось с миром. Что-то другое. Германия лидировала в области физики. Во всех отношениях, когда началась война, когда Гитлер снизил бум. Это было очень страшное время.
Я, конечно, помню, что я чувствовал, когда были использованы атомные бомбы. Мой зять был капитаном первого тральщика, отправленного в гавань Сасебо. Мой брат был морским пехотинцем с огнеметом на Окинаве. Я уверен, что эти люди не выдержали бы вторжения. Было совершенно ясно, что война продолжится, и погибнет полмиллиона наших бойцов, не говоря уже о том, сколько японцев. Вы знаете, и я знаю, что генерал (Кертис) Лемей бомбил Токио, и никто даже не упоминает о той бойне, которая тогда произошла. Они думают, что Нагасаки и Хиросима были чем-то по сравнению с бомбардировкой.
ОНИ НЕ ПРАВЫ!
Я ни о чем не жалею. Я думаю, мы поступили правильно, и мы не могли поступить иначе. Да. Я знаю, что предполагалось, что вторая бомба, Нагасаки, была не нужна. Парни, которые плачут на плечах, когда вы на войне, до самой смерти, я не думаю, что вы стоите и спрашиваете: «Это правильно?» [17]
После войны Леона Маршалл вернулась в Чикагский университет, где стала научным сотрудником Института ядерных исследований Ферми . [1] [18] Работая с тяжеловодным реактором Chicago Pile 3 , она нашла способ 100-процентной спиновой поляризации нейтронных пучков и определила показатель преломления нейтронов для различных материалов. [19] Ее второй ребенок, Джон Маршалл III, родился в 1949 году. [ 1] Она стала доцентом в 1953 году. [18]
После смерти Ферми в 1954 году Маршаллы разошлись. Джон Маршалл вернулся в Лос-Аламосскую лабораторию, в то время как Леона, теперь фактически мать-одиночка, [1] стала научным сотрудником Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, в 1957 году . [18] В следующем году она стала научным сотрудником Брукхейвенской национальной лаборатории , в то время как фокус исследований в области физики смещался от ядра к элементарным частицам . В 1960 году она присоединилась к Нью-Йоркскому университету в качестве доцента физики. Она стала профессором в 1962 году. [1]
Три года спустя она стала профессором в Университете Колорадо , исследуя физику высоких энергий , астрофизику и космологию . Затем она стала штатным сотрудником в RAND Corporation , где проработала до 1976 года. В 1966 году она развелась с Джоном Маршаллом и вышла замуж за Уилларда Либби , который получил Нобелевскую премию в 1960 году. Позже она присоединилась к нему в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе , где в 1973 году стала приглашенным профессором по экологическим исследованиям, инженерии, инженерной археологии, механической аэрокосмической и ядерной инженерии. [1] [18]
Теперь известная как Леона Маршалл Либби, она заинтересовалась экологическими и природоохранными проблемами и разработала метод использования соотношений изотопов кислорода-18 к кислороду-16 , углерода-13 к углероду-12 и дейтерия к водороду в годичных кольцах деревьев для изучения изменений температуры и характера осадков за сотни лет до того, как были сделаны записи, что открыло дверь к изучению изменения климата . [18] [20]
Как и Уиллард Либби, она была ярым сторонником облучения пищевых продуктов как средства уничтожения вредных бактерий и выступала за смягчение правовых и нормативных ограничений на его использование. [21] Она предложила, чтобы вместо опрыскивания малатионом фрукты, пораженные средиземноморской плодовой мухой, можно было обрабатывать гамма-лучами. [22]
Она была плодовитым автором, опубликовав более 200 научных работ. [22] Во время работы в RAND она написала статью о создании атмосферы для Луны (1969). Среди ее работ — автобиографическаяThe Uranium People (1979), история ранних атомных исследований. После смерти Либби в 1980 году она редактировала его статьи вместе с Райнером Бергером и опубликовалаThe Life Work of Nobel Laureate Willard Libby(1982). Ее последняя статья оквазизвездных объектахпоявилась в 1984 году.[1][18]
Она умерла в медицинском центре Св. Иоанна в Санта-Монике, штат Калифорния , 10 ноября 1986 года [22] от инсульта, вызванного анестезией . [23] У нее остались сыновья Питер и Джон, а также четверо внуков. [22] У нее также было две падчерицы, Джанет Ева и Сьюзан Шарлотта, от второго брака. [24]
