stringtranslate.com

Уиллард Либби

Уиллард Фрэнк Либби (17 декабря 1908 г. — 8 сентября 1980 г.) — американский физико-химик, известный своей ролью в разработке радиоуглеродного датирования в 1949 г. , процесса, который произвел революцию в археологии и палеонтологии . За вклад в команду, разработавшую этот процесс, Либби был удостоен Нобелевской премии по химии в 1960 г.

Выпускник химического факультета Калифорнийского университета в Беркли в 1931 году , где он получил докторскую степень в 1933 году, он изучал радиоактивные элементы и разработал чувствительные счетчики Гейгера для измерения слабой естественной и искусственной радиоактивности. Во время Второй мировой войны он работал в лабораториях по замещающим сплавам (SAM) Манхэттенского проекта в Колумбийском университете , разрабатывая процесс газовой диффузии для обогащения урана .

После войны Либби принял должность профессора в Институте ядерных исследований Чикагского университета , где он разработал метод датирования органических соединений с использованием углерода-14 . Он также обнаружил, что тритий аналогичным образом может использоваться для датирования воды, а следовательно, и вина. В 1950 году он стал членом Генерального консультативного комитета (GAC) Комиссии по атомной энергии (AEC). В 1954 году он был назначен комиссаром, став ее единственным ученым. Он встал на сторону Эдварда Теллера в проведении ускоренной программы по разработке водородной бомбы , участвовал в программе « Атомы для мира » и защищал проведение администрацией ядерных испытаний в атмосфере .

Либби ушел из AEC в 1959 году, чтобы стать профессором химии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), должность, которую он занимал до выхода на пенсию в 1976 году. В 1962 году он стал директором Института геофизики и планетарной физики (IGPP) Калифорнийского университета в масштабах штата . Он начал первую программу по инженерной экологии в UCLA в 1972 году, и как член Совета по воздушным ресурсам Калифорнии он работал над разработкой и улучшением стандартов загрязнения воздуха в Калифорнии.

Ранняя жизнь и карьера

Уиллард Фрэнк Либби родился в Парашюте, штат Колорадо, 17 декабря 1908 года в семье фермеров Оры Эдварда Либби и его жены Евы Мэй (урожденной Риверс). [1] У него было два брата, Элмер и Рэймонд, и две сестры, Ева и Эвелин. [2] Либби начал свое образование в двухкомнатной школе в Колорадо. [3] Когда ему было пять лет, родители Либби переехали в Санта-Розу, Калифорния . [4] Он учился в средней школе Analy High School в Севастополе , которую окончил в 1926 году. [5] Либби, который вырос до 6 футов 2 дюйма (188 см), играл в тэкле в школьной футбольной команде. [6]

В 1927 году он поступил в Калифорнийский университет в Беркли, где получил степень бакалавра наук в 1931 году и степень доктора философии в 1933 году, [1] написав докторскую диссертацию на тему «Радиоактивность обычных элементов, особенно самария и неодима: метод обнаружения» [7] под руководством Венделла Митчелла Латимера . [8] Независимо от работ Джорджа де Хевеши и Макса Паля он обнаружил, что природные долгоживущие изотопы самария в первую очередь распадаются путем испускания альфа-частиц . [9]

Либби был назначен преподавателем на кафедре химии Калифорнийского университета в Беркли в 1933 году. [1] Он стал там доцентом кафедры химии в 1938 году. [10] Он провел 1930-е годы, создавая чувствительные счетчики Гейгера для измерения слабой естественной и искусственной радиоактивности. [9] Он присоединился к отделению Alpha Chi Sigma в Беркли в 1941 году. [11] В том же году он был удостоен стипендии Гуггенхайма , [10] и был избран для работы в Принстонском университете . [6]

Проект Манхэттен

8 декабря 1941 года, на следующий день после того, как японское нападение на Перл-Харбор привело к вступлению США во Вторую мировую войну , Либби добровольно предложил свои услуги лауреату Нобелевской премии Гарольду Юри . Юри организовал для Либби отпуск из Калифорнийского университета в Беркли и присоединение к нему в Колумбийском университете для работы над Манхэттенским проектом , военным проектом по разработке атомных бомб , [1] [6] в том, что стало его лабораториями Substitute Alloy Materials (SAM). [12] Во время своего пребывания в районе Нью-Йорка Либби был жителем Леонии, штат Нью-Джерси . [13]

В течение следующих трех лет Либби работал над процессом газовой диффузии для обогащения урана . [4] Для атомной бомбы требовался расщепляющийся материал, а расщепляющийся уран-235 составлял всего 0,7 процента от природного урана. Поэтому лаборатории SAM должны были найти способ отделить килограммы его от более распространенного урана-238 . Газовая диффузия работала по принципу, что более легкий газ диффундирует через барьер быстрее, чем более тяжелый, со скоростью, обратно пропорциональной его молекулярному весу. Но единственным известным газом, содержащим уран, был высококоррозионный гексафторид урана , и подходящий барьер было трудно найти. [14]

В течение 1942 года Либби и его команда изучали различные барьеры и средства их защиты от коррозии, вызванной гексафторидом урана. [15] Наиболее перспективным типом был барьер из порошкообразного никеля, разработанный Эдвардом О. Норрисом из Jelliff Manufacturing Corporation и Эдвардом Адлером из Городского колледжа Нью-Йорка , который к концу 1942 года стал известен как барьер «Норриса-Адлера». [16]

В дополнение к разработке подходящего барьера, лаборатории SAM также должны были помочь в проектировании газоразделительной установки, которая стала известна как K-25 . Либби помогал инженерам из Kellex в создании работоспособной конструкции для пилотной установки. [17] Либби провел серию испытаний, которые показали, что барьер Норриса-Адлера будет работать, и он оставался уверенным, что при всеобъемлющих усилиях оставшиеся проблемы с ним могут быть решены. Хотя сомнения оставались, строительные работы на полномасштабной производственной установке K-25 начались в сентябре 1943 года. [18]

Когда 1943 год сменился 1944 годом, осталось много проблем. Испытания оборудования на K-25 начались в апреле 1944 года без барьера. Внимание переключилось на новый процесс, разработанный Kellex. Наконец, в июле 1944 года барьеры Kellex начали устанавливаться на K-25. [19] K-25 начал работу в феврале 1945 года, и по мере того, как каскад за каскадом вступали в строй, качество продукта повышалось. К апрелю 1945 года K-25 достигла 1,1% обогащения. [20] Уран, частично обогащенный в K-25, подавался в калютроны на Y-12 для завершения процесса обогащения. [21]

Строительство верхних ступеней завода K-25 было отменено, и Kellex было поручено вместо этого спроектировать и построить 540-ступенчатый блок боковой подачи, который стал известен как K-27. [22] Последняя из 2892 ступеней K-25 начала работу в августе 1945 года. [20] 5 августа K-25 начал производить сырье, обогащенное до 23 процентов урана-235. [23] K-25 и K-27 достигли своего полного потенциала только в ранний послевоенный период, когда они затмили другие производственные заводы и стали прототипами для нового поколения заводов. [20] Обогащенный уран использовался в бомбе Little Boy , примененной при бомбардировке Хиросимы 6 августа 1945 года. [24] Либби принес домой стопку газет и сказал жене: «Вот чем я занимался». [6]

Радиоуглеродное датирование

После войны Либби принял предложение Чикагского университета занять должность профессора на химическом факультете нового Института ядерных исследований . [1] Он вернулся к своим довоенным исследованиям радиоактивности. [4] В 1939 году Серж Корфф обнаружил, что космические лучи генерируют нейтроны в верхних слоях атмосферы. Они взаимодействуют с азотом-14 в воздухе, образуя углерод-14 : [25] [26]

1 н + 14 Н → 14 С + 1 п

Период полураспада углерода-14 составляет 5730±40 лет. [27] Либби понял, что когда растения и животные умирают, они перестают потреблять свежий углерод-14, тем самым давая любому органическому соединению встроенные ядерные часы. [26] Он опубликовал свою теорию в 1946 году, [28] [29] и расширил ее в своей монографии «Радиоуглеродное датирование» в 1955 году. Он также разработал чувствительные детекторы излучения, которые могли бы проводить измерения, требуемые этой техникой. Тесты с секвойями с известными датами по их годичным кольцам показали, что радиоуглеродное датирование является надежным и точным. Эта техника произвела революцию в археологии , палеонтологии и других дисциплинах, которые имели дело с древними артефактами. [4] В 1960 году он был удостоен Нобелевской премии по химии «за его метод использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и других отраслях науки». [30] Он также обнаружил, что тритий аналогичным образом можно использовать для датирования воды, а следовательно, и вина. [26]

Комиссия по атомной энергии

Председатель Комиссии по атомной энергии (AEC) Гордон Дин назначил Либби в свой влиятельный Генеральный консультативный комитет (GAC) в 1950 году. В 1954 году он был назначен комиссаром AEC президентом Дуайтом Д. Эйзенхауэром по рекомендации преемника Дина, Льюиса Штрауса . Либби и его семья переехали из Чикаго в Вашингтон, округ Колумбия. Он привез с собой грузовик с научным оборудованием, которое он использовал для создания лаборатории в Институте Карнеги , чтобы продолжить свои исследования аминокислот . Будучи убежденным консерватором в политических взглядах, он был одним из немногих ученых, которые встали на сторону Эдварда Теллера, а не Роберта Оппенгеймера во время дебатов о том, разумно ли проводить ускоренную программу по разработке водородной бомбы . [6] В качестве комиссара Либби сыграл важную роль в продвижении программы Эйзенхауэра «Атом для мира» [9] и входил в состав делегации США на Женевских конференциях по мирному использованию атомной энергии в 1955 и 1958 годах. [6] [31]

Будучи единственным ученым среди пяти комиссаров КАЭ, Либби пришлось защищать позицию администрации Эйзенхауэра по ядерным испытаниям в атмосфере . [32] Он утверждал, что опасность радиации от ядерных испытаний была меньше, чем от рентгенографии грудной клетки, и, следовательно, менее важна, чем риск наличия недостаточного ядерного арсенала, но его аргументы не смогли убедить научное сообщество или успокоить общественность. [9] [33] В январе 1956 года он публично раскрыл существование проекта «Солнечный свет» , серии секретных исследовательских работ по выяснению воздействия радиоактивных осадков на население мира, которые он инициировал в 1953 году, работая в GAC. Проект вызвал споры после того, как был раскрыт общественности, и с раскрытием информации выяснилось, что большая часть исследований включала в себя кражу тел мертвых детей без согласия родителей и проведение радиоактивных экспериментов над ними. Многие из 1500 образцов трупов были младенцами и маленькими детьми, и были вывезены из стран от Австралии до Европы, часто без согласия или ведома их родителей. [34] К 1958 году даже Либби и Теллер поддерживали ограничения на испытания ядерного оружия в атмосфере. [35]

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Либби в лаборатории, 1960-е гг.

Либби ушел из AEC в 1959 году и стал профессором химии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, должность, которую он занимал до выхода на пенсию в 1976 году. Он преподавал химию на первокурсниках с отличием. В 1962 году он стал директором Института геофизики и планетарной физики (IGPP) Калифорнийского университета, должность, которую он также занимал до 1976 года. Его время в качестве директора охватывало космическую программу «Аполлон» и высадки на Луну. [4] [8]

Либби начал первую программу по инженерной экологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1972 году. [8] Будучи членом Калифорнийского совета по воздушным ресурсам , он работал над разработкой и улучшением стандартов загрязнения воздуха в Калифорнии. [9] Он создал исследовательскую программу по изучению гетерогенного катализа с целью сокращения выбросов от автотранспортных средств за счет более полного сгорания топлива. [8] Избрание Ричарда Никсона президентом в 1968 году породило предположения о том, что Либби может быть назначен советником президента по науке. Была буря протестов со стороны ученых, которые посчитали Либби слишком консервативным, и предложение не было сделано. [36]

Хотя Либби вышел на пенсию и стал почетным профессором в 1976 году, [8] он продолжал профессионально заниматься наукой вплоть до своей смерти в 1980 году. [3]

Награды и почести

Либби был избранным членом Национальной академии наук , Американской академии искусств и наук и Американского философского общества . [3] Помимо Нобелевской премии, он получил множество наград и почестей, включая медаль Чандлера Колумбийского университета в 1954 году, [37] премию за лекции памяти Ремсена в 1955 году, премию за двухсотлетие лекций от Городского колледжа Нью-Йорка и премию за ядерные применения в химии в 1956 году, медаль Эллиотта Крессона Института Франклина в 1957 году, премию Уилларда Гиббса Американского химического общества в 1958 году, премию Джозефа Пристли колледжа Дикинсона и медаль Альберта Эйнштейна в 1959 году, медаль Артура Л. Дэя Геологического общества Америки в 1961 году, [38] премию «Золотая пластина» Американской академии достижений в 1961 году, [39] Золотую медаль Американского института химиков в 1970 году, [40] и премию Лемана от Нью-Йоркской академии наук в 1971. Он был избран членом Национальной академии наук в 1950 году. [38] В библиотеке средней школы Analy High School есть фреска с изображением Либби, [5] а городской парк Севастополя и близлежащее шоссе названы в его честь. [41] Его работа 1947 года по радиоуглеродному датированию была отмечена премией Citation for Chemical Breakthrough Award от Отдела истории химии Американского химического общества, врученной Чикагскому университету в 2016 году. [42] [43] [29]

Личная жизнь

В 1940 году Либби женился на Леонор Хики, учительнице физкультуры . [6] У них были дочери-близнецы, Джанет Ева и Сьюзен Шарлотта, которые родились в 1945 году. [2]

В 1966 году Либби развелся с Леонор и женился на Леоне Вудс Маршалл , выдающемся физике-ядерщике , которая была одним из первоначальных строителей Чикагского реактора-1 , первого в мире ядерного реактора . Она присоединилась к нему в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в качестве профессора по экологической инженерии в 1973 году. Благодаря этому второму браку у него появилось двое пасынков, детей от ее первого брака. [2] [44]

Либби умер в Медицинском центре Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе 8 сентября 1980 года от тромба в легком, осложненного пневмонией . [36] Его статьи находятся в Научно-исследовательской библиотеке Чарльза Э. Янга в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. [45] Семь томов его статей были отредактированы Леоной и Райнером Бергерами и опубликованы в 1981 году. [46]

Библиография

Примечания

  1. ^ abcde "Уиллард Ф. Либби – Биографический". Nobel Foundation . Получено 7 декабря 2014 г.
  2. ^ abc "Уиллард Ф. Либби". Sylent Communications . Получено 26 июля 2015 г.
  3. ^ abc Magill 1989, стр. 703–712.
  4. ^ abcde Carey 2006, стр. 231–232.
  5. ^ ab "Фреска Уилларда Ф. Либби в средней школе Анали и крупный план мемориальной доски, которую можно увидеть на левом плече Либби, 6 мая 1984 года". Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Получено 22 июля 2015 года .
  6. ^ abcdefg "Наука: Философский камень". Time . 15 августа 1955 г. Получено 22 июля 2015 г.
  7. ^ Либби, Уиллард Ф. (1933). «Радиоактивность обычных элементов, особенно самария и неодима: метод обнаружения». Калифорнийский университет в Беркли. Архивировано из оригинала 11 января 2020 г. Получено 22 июля 2015 г.
  8. ^ abcde "University of California: In Memoriam, 1980 – Willard Frank Libby, Chemistry: Berkeley and Los Angeles". University of California . Получено 22 июля 2015 г.
  9. ^ abcde Сиборг 1981, стр. 92–95.
  10. ^ ab "Уиллард Ф. Либби". Фонд Джона Саймона Гуггенхайма . Получено 28 июля 2015 г.
  11. ^ "Альфа Хи Сигма". Глава Сигма . Получено 22 июля 2015 г.
  12. ↑ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 128.
  13. ^ "Well-Read, Well-Shaded and Well-Placed". The New York Times . 15 июня 1997 г. Получено 30 марта 2011 г. Гораздо позже среди его жителей были пять лауреатов Нобелевской премии, среди которых были Энрико Ферми, один из разработчиков атомной бомбы, и Уиллард Либби, открывший радиоуглеродное датирование; Сэмми Дэвис-младший, Пэт Бун и Алан Алда, артисты, и Роберт Ладлэм, автор
  14. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 29–31.
  15. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 99–100.
  16. ↑ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 101, 126.
  17. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 121–124.
  18. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 130–134.
  19. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 137–141.
  20. ^ abc Jones 1985, стр. 167–171.
  21. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 159–160.
  22. ↑ Джонс 1985, стр. 158–165.
  23. ↑ Джонс 1985, стр. 148.
  24. ↑ Хьюлетт и Андерсон, 1962, стр. 401–403.
  25. ^ Корфф, С.А. (1 декабря 1940 г.). «О вкладе в ионизацию на уровне моря, производимом нейтронами в космическом излучении». Журнал Института Франклина . 230 (6): 777–779. doi :10.1016/S0016-0032(40)90838-9.
  26. ^ abc Уиллард Либби на Nobelprize.org, доступ 1 мая 2020 г., включая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1960 г. Радиоуглеродное датирование
  27. ^ Годвин, Х (1962). "Период полураспада радиоуглерода". Nature . 195 (4845): 984. Bibcode :1962Natur.195..984G. doi : 10.1038/195984a0 . S2CID  27534222.
  28. ^ WF Libby (1946). «Атмосферный гелий-3 и радиоуглерод из космической радиации». Physical Review . 69 (11–12): 671–672. Bibcode : 1946PhRv...69..671L. doi : 10.1103/PhysRev.69.671.2.
  29. ^ ab Anderson, EC; Libby, WF; Weinhouse, S.; Reid, AF; Kirshenbaum, AD; Grosse, AV (30 мая 1947 г.). «Радиоуглерод из космической радиации». Science . 105 (2735): 576–577. Bibcode :1947Sci...105..576A. doi :10.1126/science.105.2735.576. PMID  17746224.
  30. ^ "Нобелевская премия по химии 1960". Нобелевский фонд . Получено 27 июля 2015 г.
  31. ^ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 446.
  32. ↑ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 278–279.
  33. ^ Грин 2007, стр. 65.
  34. ^ Бак, Элис (июль 1983 г.). "Комиссия по атомной энергии" (PDF) . Министерство энергетики США . Получено 29 июля 2015 г.
  35. ↑ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 542–543.
  36. ^ ab Well, Martin (10 сентября 1980 г.). «Уиллард Либби умер, известный своими исследованиями углерода-14». Washington Post . Получено 29 июля 2015 г.
  37. ↑ «Завтра вручить медаль Чандлера чикагскому химику». Columbia Daily Spectator . Том XCVIII, № 66. 16 февраля 1954 г. Получено 29 июля 2015 г.
  38. ^ ab Laylin 1993, стр. 419–420.
  39. ^ "Лауреаты Золотой пластины Американской академии достижений". www.achievement.org . Американская академия достижений .
  40. ^ "Золотые медалисты". AIC . Получено 17 января 2015 г. .
  41. ^ "Городские парки". Город Севастополь, Калифорния . Архивировано из оригинала 15 ноября 2016 года . Получено 29 июля 2015 года .
  42. ^ "2016 Awardees". Американское химическое общество, Отдел истории химии . Школа химических наук Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. 2016. Получено 14 июня 2017 .
  43. ^ "Citation for Chemical Breakthrough Award" (PDF) . Американское химическое общество, Отдел истории химии . Школа химических наук Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. 2016 . Получено 14 июня 2017 .
  44. ^ Фолкарт, Берт А. (13 ноября 1986 г.). «Леона Маршалл Либби умерла; единственная женщина, работавшая на первом ядерном реакторе Ферми» . Получено 16 апреля 2013 г.
  45. ^ "Поиск помощи для документов Уилларда Ф. Либби" . Получено 28 июля 2015 г. .
  46. ↑ Либби 1981.

Ссылки

Внешние ссылки