Герберт Г. Макферсон (2 ноября 1911 г. - 6 января 1993 г.) был американским инженером-ядерщиком и заместителем директора Окриджской национальной лаборатории (ORNL). Он внес свой вклад в проектирование и разработку ядерных реакторов и, по мнению Элвина Вайнберга, был «ведущим в стране экспертом по графиту»... [1]
После получения докторской степени. Получив степень бакалавра физики в Калифорнийском университете в Беркли, в 1936 году Макферсон поступил на работу в Национальную метеорологическую службу в Вашингтоне, округ Колумбия. В следующем году его наняли в Национальное углеродное подразделение Union Carbide and Carbon Corporation 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 Окриджской национальной лаборатории. Макферсон стал заместителем директора Окриджской национальной лаборатории 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 занимал должность исполняющего 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 .
Возможность создания цепной реакции в уране стала очевидной в 1939 году после экспериментов по делению ядра Отто Хана и Фрица Штрассмана и интерпретации этих результатов Лизой Мейтнер и Отто Фришем . Захватывающие возможности, которые это открыло, быстро распространились по всему мировому физическому сообществу. Чтобы процесс деления шел по цепной реакции, нейтроны, образующиеся при делении урана, должны быть замедлены путем взаимодействия с замедлителем нейтронов (элементом с низким атомным весом, который будет «отскакивать» при ударе нейтрона), прежде чем они начнут быть захвачен другими атомами урана. В 1939 г. 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 у компании National Carbon 4 тонны графита для использования в экспериментальном реакторе Энрико Ферми , так называемой экспоненциальной установке. [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 причин своего визита. [9] : 143 Прочитав ранее (сентябрь 1939 г.) статью [10] Р.Б. Робертса и Дж.Б.Х. Купера (в которой описывалась необходимость модератора в цепной реакции), Макферсон смог сделать вывод о цели визита. [11] Благодаря своему опыту работы со спектрами углеродных дуг он понял, что даже высококачественный графит содержит незначительные количества примесей бора , которые могут сделать его потенциально непригодным для использования в качестве замедлителя нейтронов в урановом реакторе, [11] подтверждая подозрения Сциларда. [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] , в результате чего появился продукт «AGOT Graphite». «Нэшнл Карбон. По словам WP Etherly, это был «первый настоящий графит ядерного качества». [13] К ноябрю 1942 года компания National Carbon отправила 250 тонн графита AGOT в Чикагский университет [6] : 200 , где он был использован при строительстве Ферми Чикагского реактора Pile-1 , первого ядерного реактора, способного генерировать устойчивую цепную реакцию. . Графит AGOT также использовался для строительства графитового реактора X-10 в Ок-Ридже, штат Теннесси, и реакторов на Хэнфордской площадке в Вашингтоне, которые производили плутоний во время и после Второй мировой войны. [11] [13] Этот процесс и его более поздние усовершенствования стали стандартными методами производства 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 исследовали в Германии Вальтер Боте , П. Йенсен и Вернер Гейзенберг , 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. Еще в 1947 году Гейзенберг еще не понимал, что единственной проблемой графита являются примеси бора. [15]
В 1956 году директор ORNL Элвин Вайнберг назначил Макферсона руководителем эксперимента с реактором на расплавленной соли , [4] : 125 [17] : 90 [18] : 109 — революционной безопасной, эффективной и относительно недорогой конструкции реактора, теперь называемой Ториевый топливный цикл . В течение двух лет химические испытания расплавленных материалов, исследования стоимости, общий дизайн и расчеты были завершены и были изложены в ежеквартальном отчете Макферсона о ходе работы MSRE. [19] Вычисления проводились [19] на ORACLE (компьютере) , клоне машины IAS фон Неймана , которая была построена в ORNL под руководством Олстона 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, пока не был остановлен в 1969 году, но доказал жизнеспособность конструкции. [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 предложенный последующий реактор-размножитель на расплавленной соли в ORNL, уволило Элвина Вайнберга и перенаправило свою поддержку на проектирование и строительство быстрых реакторов-размножителей на жидком металле, таких как Clinch River Breeder. Реактор [4] : 200 [22] )
В 1958 году, одновременно с публикацией первого учебника по ядерным реакторам, [23] Макферсон (вместе с Джеймсом Лейном и Фрэнком Масланом) отредактировал и опубликовал свой инженерный трактат по реакторам на жидком топливе [24]
После выхода на пенсию Макферсон проявил интерес к культуре и писаниям майя, особенно к тем, которые имели отношение к Дрезденскому кодексу . Эта древняя рукопись майя содержит таблицу дат, обычно называемую «Таблица предупреждений о затмениях», интервалы между которыми примерно соответствуют интервалам между солнечными затмениями, происходящими во всем мире. В попытках понять эту таблицу были написаны сотни статей (см. [25] [26] ). Макферсон изучал загадочную проблему того, как древней цивилизации удалось создать такую таблицу, когда она не обладала астрономическими моделями, которые были бы необходимы для предсказания затмений во всем мире [27] [28] и когда было видно только несколько солнечных затмений. майя на протяжении всего периода их цивилизации. [29] [30] В том, что некоторые эксперты считают «наиболее интересным из недавних исследований таблицы затмений», [25] : 275 Макферсон описал [31] простую процедуру, с помощью которой такая таблица могла быть составлена Астрономы майя в процессе определения «лунного сезона».
{{citation}}
: |first1=
имеет общее имя ( справка )