Frank Spedding | |
---|---|
Születési dátum | 1902. október 22. [1] [2] [3] […] |
Születési hely | |
Halál dátuma | 1984. december 15. [1] [2] [3] […] (82 éves) |
A halál helye |
|
Ország | |
Munkavégzés helye | |
alma Mater | |
tudományos tanácsadója | Gilbert Newton Lewis |
Díjak és díjak | Guggenheim-ösztöndíj ( 1934 ) Irving Langmuir-díj [d] ( 1933 ) |
Frank Harold Spedding ( eng. Frank Harold Spedding ; 1902. október 22. [1] [2] [3] […] , Hamilton , Ontario – 1984. december 15. [1] [2] [3] […] , Ames , Iowa [4] ) amerikai vegyész volt, aki részt vett a Manhattan Project atombombákhoz való urán előállításában . Az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia tagja [6] .
Spedding 1902. október 22-én született a kanadai Ontario állambeli Hamiltonban Howard Leslie Spedding és Mary Ann Elizabeth (Marshall) Spedding gyermekeként. Apja révén honosított amerikai állampolgár lett. 1920-ban lépett be a Michigani Egyetemre , 1925-ben vegyészmérnöki alapképzést, a következő évben pedig analitikus kémiából szerzett mesterfokozatot.
Moses Gomberg ajánlásával Spedding a Kaliforniai Egyetemen (Berkeley ) jelentkezett Ph.D címért. Gilbert Lewis felügyelete alatt Spedding 1929-ben Ph.D. fokozatot szerzett "Lineáris abszorpciós spektrumok szilárd anyagokban alacsony hőmérsékleten a spektrum látható és ultraibolya tartományában" című disszertációjával.
Spedding diplomája egybeesett a nagy gazdasági világválság kezdetével , ami megnehezítette az álláskeresést. 1930 és 1932 között Spedding nemzeti kutatási ösztöndíjat kapott, ami lehetővé tette számára, hogy a Berkeley-ben maradjon, és folytassa a szilárdtest-spektrumokkal kapcsolatos kutatásait.
Észak-Kaliforniában túrázás közben találkozott Ethel Annie MacFarlane-nel, aki osztotta szenvedélyét a túrázás és a hegymászás iránt. A manitobai Winnipegben született, a Saskatchewani Egyetemen és a Torontói Egyetemen szerzett diplomát, ahol történelemből szerzett mesterfokozatot. Amikor megismerkedtek, egy középiskolában tanított Victoria államban (British Columbia ). 1931. június 21-én házasodtak össze. Lányuk, Mary Ann Elizabeth 1939-ben született.
1932 és 1934 között Spedding Gilbert Lewisnál dolgozott kémiatanárként. Ekkortájt kezdett érdeklődni a ritkaföldfémek kémiája iránt . Drágák voltak, és általában csak kis mennyiségben kaphatók.
1933-ban megkapta a legkiválóbb fiatal vegyésznek járó Irving Langmuir-díjat [7] . A díj 1000 dollár pénzjutalom volt. Speddingnek pénzt kellett kölcsönkérnie, hogy Chicagóba menjen a bónuszért. Chicagóban fontos kapcsolatba került: Herbert Newby McCoy, a Chicagói Egyetem egykori kémiaprofesszora azt javasolta neki, hogy vásároljon több font európiumot és szamáriumot . Ezeket a Lindsay Light and Chemical Company állította elő a tóriumgyártás melléktermékeként . McCoy ezt követően Speddinget ajánlotta Arthur Comptonnak .
1934-ben Spedding Guggenheim-ösztöndíjat kapott , amely lehetővé tette számára, hogy Európában tanuljon. Eredetileg Németországban akart tanulni James Franknél és Francis Simonnál , de Adolf Hitler 1933 márciusi hatalomra kerülése után elhagyták Németországot . Így hát elment a Cambridge -i Egyetem Cavendish Laboratóriumába , ahol Ralph Fowler találkozott vele .
Spedding John Lennard-Jonesszal dolgozott, és részt vett Max Born előadásain . Meglátogatta Niels Bohrt Koppenhágában és előadást tartott Leningrádban .
Amikor Spedding 1935-ben visszatért az Egyesült Államokba, a nagy gazdasági világválság még tartott, és a munkaerőpiac nem javult. 1935 és 1937 között a Cornell Egyetem adjunktusaként szolgált . Ez egy másik ideiglenes pozíció volt, de lehetővé tette számára, hogy Hans Bethe -vel dolgozzon .
Állandó állást keresve jelentkezett az Ohio Állami Egyetemre . Kiderült, hogy az állást már betöltötték, de ott értesült az Ames-i Iowa State College (ma Iowa State University ) megüresedett állásáról. „Nem választottam volna ezt a helyet – emlékezett később Spedding –, de kétségbe voltam esve. Arra gondoltam: mehetek oda, és fejleszthetem a fizikai kémiát, és ha valóban megnyílnak az állások, mehetek egy másik iskolába.”
Spedding 1937-ben foglalta el adjunktusi és fizikai kémia tanszéki posztot az Iowa State College-ban. Iskolaalapítási erőfeszítései olyan sikeresek voltak, hogy pályafutása hátralévő részét ott töltötte: 1941-ben kémiaprofesszor, 1950-ben fizikaprofesszor, 1962-ben kohászprofesszor, 1973-ban pedig professor emeritus.
A Manhattan Project atomreaktorok létrehozását kérte plutónium előállítására . Ezt a Chicagói Egyetem Kohászati Laboratóriumának kellett elvégeznie Arthur Compton irányításával . Compton fizikus Herbert McCoyhoz fordult, akinek jelentős tapasztalata volt az izotópokkal és radioaktív elemekkel kapcsolatban, hogy tanácsot kérjen egy kémiai osztály felállításához a laboratóriumban. McCoy Speddinget az aktinidákhoz kémiailag hasonló ritkaföldfém-elemek szakértőjének ajánlotta , beleértve az uránt és a plutóniumot. Compton felkérte Speddinget a kohászati laboratórium vegyi osztályának élére.
A Chicagói Egyetem helyhiánya miatt Spedding felajánlotta, hogy megszervezi az Ames-i Iowa State College kémiai tanszékének egy részét, ahol kollégái készek voltak segíteni. Úgy döntöttek, hogy Spedding minden hét felét Amesben, a felét pedig Chicagóban tölti.
Az első napirendi téma az atomreaktor uránjának felkutatása volt. Az egyetlen kereskedelmi forgalomban kapható uránfémet a Westinghouse Electric and Manufacturing Company állította elő fotokémiai eljárással. Ezek 25 centes érme méretű rudak voltak , amelyek grammonként körülbelül 20 dollárért keltek el. Edward Creutz, az urángyártó csapat vezetője egy narancs méretű fémgömböt szeretett volna kísérleteihez. A Westinghouse technológiával 200 000 dollárba kerülne, és egy évbe telne az elkészítése.
Egy másik nagy probléma az urán tisztasága volt. A szennyeződések neutronméregként működhetnek, és megzavarhatják az atomreaktor működését. Az urán-oxid, amelyet Enrico Fermi a kísérleti reaktorához akart használni, elfogadhatatlanul sok szennyeződést tartalmazott. Az urán-oxid laboratóriumi tisztításának leghatékonyabb módja az uranil-nitrát dietil-éterben való nagy oldhatósága volt . Ennek a folyamatnak az ipari termelésre való kiterjesztése kihívást jelentett; az ilyen gyártás robbanásveszélyes és gyúlékony volt.
Compton és Spedding felkereste a St. Louis -i iparost, Edward Mallinckrodtot , akinek volt tapasztalata az éterrel. Spedding megbeszélte a részleteket Mallinckrodt vegyészmérnökeivel, Henry W. Farrral és John R. Ruhoffal, 1942. április 17-én. Az új produkció a szigorú titoktartás légkörében készült, azonban Mallinckrodt már 1942. május közepén bemutatta az első kísérleti mintákat. Hatvan tonna nagy tisztaságú urán-oxidot állítottak elő néhány hónap alatt, és a mallinckrodti vállalkozás még azelőtt megkezdte a szállításokat, hogy hivatalos szerződést írt volna alá a kormánnyal [8] .
Spedding két Ames kémiaprofesszort, Harley Wilhelmet és I. B. Jonest toborozta a csoportjába. Spedding és Wilhelm elkezdte keresni a módját, hogy uránfémet állítsanak elő oxidból. Akkoriban erős piroforos hatású por formájában is kapható volt. A port lehetett préselni, szinterezni és konzervdobozokban tárolni, de a nukleáris technológiában való felhasználáshoz az uránt meg kellett olvasztani és tuskót kellett belőle készíteni. Ames csapata megállapította, hogy az olvadt uránt egy grafittartályba lehet önteni . A grafit reakcióba lép az uránnal, de ez nem okozott különösebb nehézséget, mert a karbid csak az érintkező felületeken képződik.
Fémurán előállításához a tudósok megpróbálták hidrogénnel redukálni az urán-oxidot, de nem jártak sikerrel. Ezután megvizsgálták a jelenleg Ames-folyamatként ismert folyamatot , amelyet eredetileg a New Hampshire-i Egyetemen fejlesztettek ki 1926-ban. 1942 szeptemberéig Amesben 4980 kg-os (10,98 font) ingot gyártottak. Októberben már heti 100 fontot termelt. 1943 júliusától a Mallinckrodt , a Union Carbide és a DuPont megkezdte az urán előállítását Ames-módszerrel, és 1945 elejére a saját Ames-i termelésük is megszűnt. Az Ames Laboratory soha nem költözött Chicagóba, de 1942. december 2-án Spedding jelen volt a Chicago Woodpile 1 reaktor beindításánál [9 ] .
Az uránnal végzett munka mellett az Ames Laboratórium 437 font (198 kg) rendkívül tiszta cériumot állított elő a plutóniumkohászatban használt cérium-szulfid tégelyekhez. A világ korlátozott uránkészletével kapcsolatos aggodalmak tóriummal végzett kísérletekhez vezettek , amelyet besugározva hasadó urán-233 előállítására lehet. A tóriumhoz kalcium-redukciós eljárást fejlesztettek ki, és körülbelül 4500 font (2000 kg) fémet állítottak elő.
A második világháború után Spedding megalapította az Atomenergia Bizottság Atomkutató Intézetét és az Ames Laboratóriumot . Az Ames Laboratóriumot 1947-es megalapításától 1968-ig irányította. Eredetileg az Iowa State College területén alapították.
Ezenkívül Spedding kifejlesztett egy ioncserélő módszert a ritkaföldfémek elválasztására és tisztítására ioncserélő gyanták segítségével . Később ioncserét használt izotópok, köztük több száz gramm közel tiszta nitrogén-15 elkülönítésére.
1984 novemberében Spedding agyvérzést kapott. 1984. december 15-én hirtelen elhunyt, és az Iowai Egyetem temetőjében temették el. Felesége, lánya és három unokája maradt [9] .
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
|