stringtranslate.com

Уиллард Либби

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

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 материалов-заменителей сплавов (SAM) Манхэттенского проекта в Колумбийском университете , разрабатывая процесс газовой диффузии для обогащения урана .

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

Либби ушел из AEC в 1959 году и стал профессором химии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1976 году. В 1962 году он стал директором Института геофизики и геофизики Калифорнийского университета в масштабе штата. Планетарная физика (ИГПП). Он начал первую программу экологической инженерии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1972 году и, будучи членом Калифорнийского совета по воздушным ресурсам , 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 Анали в Севастополе , которую окончил в 1926 году. [5] Либби, рост которой достиг 6 футов 2 дюймов (188 см), играла в школьной футбольной команде. [6]

В 1927 году он поступил в Калифорнийский университет в Беркли, где получил степень бакалавра 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» [ 1]. 7] под руководством Венделла Митчелла Латимера . [8] Независимо от работ Джорджа де Хевеши и Макса Паля он обнаружил, что естественные долгоживущие изотопы самария в первую очередь распадаются за счет испускания альфа-частиц . [9]

Либби был назначен преподавателем кафедры химии Калифорнийского университета в Беркли в 1933 году. [ 1 ] Он стал доцентом кафедры химии там в 1938 году . искусственная радиоактивность. [9] Он присоединился к отделению Альфа Хи Сигмы в Беркли в 1941 году. [11] В том же году он был удостоен стипендии Гуггенхайма , [10] и избран для работы в Принстонском университете . [6]

Манхэттенский проект

8 декабря 1941 года, на следующий день после нападения Японии на Перл-Харбор, в результате которого Соединенные Штаты вступили во Вторую мировую войну , Либби предложил свои услуги лауреату Нобелевской премии Гарольду Юри . Юри организовал для Либби отпуск из Калифорнийского университета в Беркли и возможность присоединиться к нему в Колумбийском университете для работы над Манхэттенским проектом , военным проектом по разработке атомных бомб , [1] [6] над тем, что стало его заменой материалов из сплавов. (СЭМ) Лаборатории. [12] Во время своего пребывания в районе Нью-Йорка Либби проживала в Леонии, штат Нью-Джерси . [13]

В течение следующих трех лет Либби работала над процессом газодиффузионного обогащения урана . [4] Для создания атомной бомбы требовался расщепляющийся материал, а делящийся уран-235 составлял лишь 0,7 процента природного урана. Поэтому лабораториям SAM пришлось найти способ отделения килограммов этого урана от более распространенного урана-238 . Газовая диффузия основана на принципе, согласно которому более легкий газ диффундирует через барьер быстрее, чем более тяжелый, со скоростью, обратно пропорциональной его молекулярной массе. Но единственным известным газом, содержащим уран, был высококоррозионный гексафторид урана , и подходящий барьер найти было трудно. [14]

В течение 1942 года Либби и его команда изучали различные барьеры и способы их защиты от коррозии, вызываемой гексафторидом урана. [15] Наиболее многообещающим типом был барьер из порошкового 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 «Норрис-Адлер». . [16]

Помимо разработки подходящего барьера, SAM Laboratories также должна была оказать помощь в проектировании установки разделения газов, которая стала известна как К-25 . Либби вместе с инженерами Kellex помогла разработать работоспособную конструкцию пилотной установки. [17] Либби провел серию испытаний, которые показали, что барьер Норриса-Адлера будет работать, и он остался уверен, что приложив все усилия, оставшиеся проблемы с ним можно будет решить. Хотя сомнения оставались, в сентябре 1943 года начались строительные работы на серийном заводе К-25. [18]

Когда 1943 год сменился 1944 годом, многие проблемы остались. Испытания машины на К-25 начались в апреле 1944 года без барьера. Внимание обратилось на новый процесс, разработанный Kellex. Наконец, в июле 1944 года на К-25 начали устанавливать заграждения «Келлекс». [19] К-25 вступила в эксплуатацию в феврале 1945 года, и по мере того, как каскад за каскадом вводились в эксплуатацию, качество продукции возрастало. К апрелю 1945 года К-25 достиг обогащения 1,1%. [20] Уран, частично обогащенный К-25, подавался в калютроны на Y-12 для завершения процесса обогащения. [21]

Строительство верхних ступеней установки К-25 было отменено, а вместо этого компании Kellex было поручено спроектировать и построить 540-ступенчатую установку боковой подачи, которая стала известна как К-27. [22] Последняя из 2892 ступеней К-25 начала работу в августе 1945 года. [20] 5 августа К-25 начала производить сырье, обогащенное до 23 процентов урана-235. [23] К-25 и К-27 полностью раскрыли свой потенциал лишь в ранний послевоенный период, когда они затмили другие заводы-производители и стали прообразами установок нового поколения. [20] Обогащенный уран использовался в бомбе «Маленький мальчик» , использованной при бомбардировке Хиросимы 6 августа 1945 года. [24] Либби принесла домой стопку газет и сказала жене: «Вот чем я занимаюсь». [6]

Радиоуглеродное датирование

После войны Либби приняла предложение Чикагского университета стать профессором химического факультета нового Института ядерных исследований . [1] Он вернулся к своим довоенным исследованиям радиоактивности. [4] В 1939 году Серж Корф обнаружил, что космические лучи генерируют нейтроны в верхних слоях атмосферы. Они взаимодействуют с азотом-14 в воздухе с образованием углерода-14 : [25] [26]

1 п + 14 Н → 14 С + 1 п

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

Комиссия по атомной энергии

Председатель Комиссии по атомной энергии (AEC) Гордон Дин назначил Либби членом своего влиятельного Генерального консультативного комитета (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 там лаборатории в Институте Карнеги для продолжения своих исследований аминокислот . Будучи стойким политически консервативным, 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 разработки водородной бомбы . [6] В качестве комиссара Либби сыграла важную роль в продвижении программы Эйзенхауэра « Атом для мира» [9] и была частью делегации США на Женевских конференциях по мирному использованию атомной энергии в 1955 и 1958 годах. [6] [ 31]

Как единственному ученому среди пяти членов комиссии AEC, Либби пришлось защищать позицию администрации Эйзенхауэра в отношении ядерных испытаний в атмосфере . [32] Он утверждал, что опасность радиации от ядерных испытаний меньше, чем от рентгена грудной клетки, и, следовательно, менее важна, чем риск наличия неадекватного 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 научных исследований по выяснению воздействия радиоактивных осадков на население мира, которые он инициировал в 1953 году, когда работал в GAC. [34] К 1958 году даже Либби и Теллер поддерживали ограничение на атмосферные ядерные испытания. [35]

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

Либби в лаборатории, гр. 1960-е годы

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

Либби начал первую программу экологической инженерии 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 основал исследовательскую программу по изучению гетерогенного катализа с идеей сокращения выбросов от автомобилей за счет более полного сгорания топлива. [8] Избрание Ричарда Никсона президентом в 1968 году породило слухи о том, что Либби может быть назначена советником президента по науке. Была буря протеста со стороны учёных, которые посчитали Либби слишком консервативной, и предложение не было сделано. [36]

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

Награды и отличия

Либби была избранным членом Национальной академии наук , Американской академии искусств и наук и Американского философского общества . [3] Помимо Нобелевской премии, он получил множество наград и наград, в том числе медаль Чандлера Колумбийского университета в 1954 году, [37] премию памяти Ремсена за лекции в 1955 году, премию за двухсотлетие лекций от Городского колледжа Нью-Йорка и Премия «За приложения в области химии» в 1956 году, медаль Эллиота Крессона Института Франклина в 1957 году, премия Уилларда Гиббса Американского химического общества в 1958 году, премия Джозефа Пристли от Дикинсон-колледжа и медаль Альберта Эйнштейна в 1959 году, Геологическое общество Америки. Медаль Артура Л. Дэя в 1961 году, [38] Премия «Золотая тарелка» Американской академии достижений в 1961 году, [39] Золотая медаль Американского института химиков в 1970 году, [40] и Премия Лемана от Нью-Йоркской академии наук в 1971 году. Он был избран членом Национальной академии наук в 1950 году. [38] В библиотеке средней школы Анали есть фреска с изображением Либби, [5] а городской парк Севастополя и близлежащее шоссе названы в его честь. [41] Его статья 1947 года о радиоуглеродном датировании была удостоена награды «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 вышла замуж за Леонор Хики, учительницу физкультуры . [6] У них были дочери-близнецы, Джанет Ева и Сьюзан Шарлотта, родившиеся в 1945 году. [2]

В 1966 году Либби развелась с Леонорой и вышла замуж за Леону Вудс Маршалл , выдающегося физика-ядерщика , которая была одной из первых строителей Чикагской сваи-1 , первого в мире ядерного реактора . Она присоединилась к нему в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в качестве профессора экологической инженерии в 1973 году. Благодаря этому второму браку он приобрел двух пасынков, детей от ее первого брака. [2] [44]

Либби умерла в Медицинском центре Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе 8 сентября 1980 года от тромба в легком, осложненного пневмонией . [36] Его статьи находятся в 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». Нобелевский фонд . Проверено 7 декабря 2014 г.
  2. ^ abc "Уиллард Ф. Либби". Тихая связь . Проверено 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 . Проверено 22 июля 2015 г.
  6. ^ abcdefg «Наука: Философский камень». Время . 15 августа 1955 года . Проверено 22 июля 2015 г.
  7. ^ Либби, Уиллард Ф. (1933). «Радиоактивность обычных элементов, особенно самария и неодима: метод обнаружения». Калифорнийский университет в Беркли . Проверено 22 июля 2015 г.
  8. ^ abcde «Калифорнийский университет: Памяти, 1980 - Уиллард Фрэнк Либби, Химия: Беркли и Лос-Анджелес». Калифорнийский университет . Проверено 22 июля 2015 г.
  9. ^ abcde Сиборг 1981, стр. 92–95.
  10. ^ ab "Уиллард Ф. Либби". Фонд Джона Саймона Гуггенхайма . Проверено 28 июля 2015 г.
  11. ^ "Альфа Хи Сигма". Глава Сигма . Проверено 22 июля 2015 г.
  12. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 128.
  13. ^ «Начитанный, хорошо раскрашенный и хорошо размещенный». Нью-Йорк Таймс . 15 июня 1997 года . Проверено 30 марта 2011 г. Много позже среди его жителей были пять лауреатов Нобелевской премии, среди них Энрико Ферми, один из разработчиков атомной бомбы, и Уиллард Либби, открывший радиоуглеродное датирование; Сэмми Дэвис-младший, Пэт Бун и Алан Алда, артисты, и Роберт Ладлам, 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, с. 148.
  24. ^ Хьюлетт и Андерсон 1962, стр. 401–403.
  25. ^ Корф, SA (1 декабря 1940 г.). «О вкладе в ионизацию на уровне моря, производимую нейтронами космического излучения». Журнал Института Франклина . 230 (6): 777–779. дои : 10.1016/S0016-0032(40)90838-9.
  26. ^ abc Уиллард Либби на Nobelprize.org, по состоянию на 1 мая 2020 г., включая Нобелевскую лекцию, 12 декабря 1960 г. Радиоуглеродное датирование .
  27. ^ Годвин, Х (1962). «Период полураспада радиоуглерода». Природа . 195 (4845): 984. Бибкод : 1962Natur.195..984G. дои : 10.1038/195984a0 . S2CID  27534222.
  28. ^ ВФ Либби (1946). «Атмосферный гелий-три и радиоуглерод от космического излучения». Физический обзор . 69 (11–12): 671–672. Бибкод : 1946PhRv...69..671L. дои : 10.1103/PhysRev.69.671.2.
  29. ^ Аб Андерсон, ЕС; Либби, ВФ; Вайнхаус, С.; Рид, А.Ф.; Киршенбаум, А.Д.; Гросс, А.В. (30 мая 1947 г.). «Радиоуглерод от космического излучения». Наука . 105 (2735): 576–577. Бибкод : 1947Sci...105..576A. дои : 10.1126/science.105.2735.576. ПМИД  17746224.
  30. ^ «Нобелевская премия по химии 1960 года». Нобелевский фонд . Проверено 27 июля 2015 г.
  31. ^ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 446.
  32. ^ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 278–279.
  33. ^ Грин 2007, с. 65.
  34. ^ Бак, Алиса (июль 1983 г.). «Комиссия по атомной энергии» (PDF) . Министерство энергетики США . Проверено 29 июля 2015 г.
  35. ^ Хьюлетт и Холл 1989, стр. 542–543.
  36. ^ ab Ну, Мартин (10 сентября 1980 г.). «Умер Уиллард Либби, известный своими исследованиями углерода-14». Вашингтон Пост . Проверено 29 июля 2015 г.
  37. ^ «Чтобы завтра вручить медаль Чендлера химику из Чикаго» . Колумбийский ежедневный зритель . Том. XCVIII, нет. 66. 16 февраля 1954 года . Проверено 29 июля 2015 г.
  38. ^ ab Laylin 1993, стр. 419–420.
  39. ^ "Обладатели Золотой пластины Американской академии достижений" . www.achievement.org . Американская академия достижений .
  40. ^ «Обладатели золотой медали». АИК . Проверено 17 января 2015 г.
  41. ^ «Городские парки». Город Севастополь, Калифорния . Архивировано из оригинала 15 ноября 2016 года . Проверено 29 июля 2015 г.
  42. ^ «Лауреаты 2016 года». Американское химическое общество, отдел истории химии . Школа химических наук Университета Иллинойса Урбана-Шампейн. 2016 . Проверено 14 июня 2017 г.
  43. ^ «Награда за химический прорыв» (PDF) . Американское химическое общество, отдел истории химии . Школа химических наук Университета Иллинойса Урбана-Шампейн. 2016 . Проверено 14 июня 2017 г.
  44. ^ Фолкарт, Берт А. (13 ноября 1986 г.). «Умерла Леона Маршалл Либби; единственная женщина, работавшая над первым ядерным реактором Ферми» . Проверено 16 апреля 2013 г.
  45. ^ «В поисках помощи для документов Уилларда Ф. Либби» . Проверено 28 июля 2015 г.
  46. ^ Либби 1981.

Рекомендации

Внешние ссылки