Spedding, Franku

Frank Harold Spedding ( eng.  Frank Harold Spedding ; 22. října 1902 [1] [2] [3] […] , Hamilton , Ontario - 15. prosince 1984 [1] [2] [3] […] , Ames , Iowa [4] ) byl americký chemik , který se podílel na výrobě uranu pro atomové bomby projektu Manhattan . Člen americké Národní akademie věd [6] .

Raný život a vzdělávání

Spedding se narodil 22. října 1902 v Hamiltonu , Ontario, Kanada , Howardu Lesliemu Speddingovi a Mary Ann Elizabeth (Marshall) Spedding. Stal se naturalizovaným občanem USA prostřednictvím svého otce. V roce 1920 vstoupil na University of Michigan , v roce 1925 získal bakalářský titul v oboru chemického inženýrství a v následujícím roce magisterský titul v oboru analytické chemie.

S doporučením Mosese Gomberga se Spedding přihlásil na Kalifornskou univerzitu v Berkeley o titul Ph.D. Pod dohledem Gilberta Lewise získal Spedding v roce 1929 titul Ph.D. s disertační prací nazvanou „Lineární absorpční spektra v pevných látkách při nízkých teplotách ve viditelné a ultrafialové oblasti spektra“.

Raná kariéra

Speddingova promoce se shodovala s počátkem Velké hospodářské krize , takže bylo obtížné najít práci. Od roku 1930 do roku 1932 získal Spedding stipendium National Research Fellowship, které mu umožnilo zůstat v Berkeley a pokračovat ve výzkumu spekter pevných látek.

Během pěší turistiky v severní Kalifornii potkal Ethel Annie MacFarlane, která sdílela jeho vášeň pro pěší turistiku a horolezectví. Narodila se ve Winnipegu v Manitobě, vystudovala University of Saskatchewan a University of Toronto , kde získala magisterský titul v oboru historie. Když se potkali, učila na střední škole ve Victorii v Britské Kolumbii . Vzali se 21. června 1931. Jejich dcera Mary Ann Elizabeth se narodila v roce 1939.

Od roku 1932 do roku 1934 pracoval Spedding pro Gilberta Lewise jako učitel chemie. V této době se začal zajímat o chemii vzácných zemin . Byly drahé a obvykle k dispozici pouze v malém množství.

V roce 1933 obdržel cenu Irvinga Langmuira za nejvýraznějšího mladého chemika [7] . Oceněním byla finanční odměna 1 000 $. Spedding si musel půjčit peníze, aby jel do Chicaga vyzvednout bonus. V Chicagu navázal důležitý kontakt: Herbert Newby McCoy, bývalý profesor chemie na Chicagské univerzitě , navrhl, aby koupil několik liber europia a samaria . Byly vyrobeny společností Lindsay Light and Chemical Company jako vedlejší produkt výroby thoria . McCoy následně doporučil Spedding Arthuru Comptonovi .

V roce 1934 získal Spedding Guggenheimovo stipendium , které mu umožnilo studovat v Evropě. Původně zamýšlel studovat v Německu s Jamesem Frankem a Francisem Simonem , ale tito opustili Německo po nástupu Adolfa Hitlera k moci v březnu 1933. Šel tedy do Cavendish Laboratory na University of Cambridge , kde se s ním setkal Ralph Fowler .

Spedding spolupracoval s Johnem Lennardem-Jonesem a navštěvoval přednášky Maxe Borna . Navštívil Nielse Bohra v Kodani a měl přednášku v Leningradu .

Když se Spedding v roce 1935 vrátil do Spojených států, Velká hospodářská krize stále probíhala a trh práce se nezlepšil. Působil jako odborný asistent na Cornell University od roku 1935 do roku 1937. Byla to další dočasná pozice, ale umožnila mu pracovat s Hansem Bethem .

Při hledání trvalého místa se přihlásil na Ohio State University . Ukázalo se, že pozice je již obsazena, ale tam se dozvěděl o volném místě na Iowa State College v Ames (nyní Iowa State University ). „Tohle místo bych si nevybral,“ vzpomínal později Spedding, „ale byl jsem zoufalý. Pomyslel jsem si: Můžu tam jít a rozvíjet fyzikální chemii, a až se práce opravdu otevřou, můžu jít na jinou školu.“

Spedding nastoupil do pozice asistenta profesora a předsedy fyzikální chemie na Iowa State College v roce 1937. Jeho úsilí o založení školy bylo tak úspěšné, že tam strávil zbytek své kariéry, v roce 1941 se stal profesorem chemie, v roce 1950 profesorem fyziky, v roce 1962 profesorem metalurgie a v roce 1973 emeritním profesorem.

V projektu Manhattan

Projekt Manhattan volal po vytvoření jaderných reaktorů produkujících plutonium . To mělo být provedeno Metalurgickou laboratoří Chicagské univerzity pod vedením Arthura Comptona . Fyzik Compton se obrátil na Herberta McCoye, který měl značné zkušenosti s izotopy a radioaktivními prvky, s žádostí o radu ohledně zřízení chemického oddělení v laboratoři. McCoy doporučil Speddinga jako odborníka na prvky vzácných zemin, které jsou chemicky podobné aktinidům , včetně uranu a plutonia. Compton pozval Speddinga do čela chemického oddělení metalurgické laboratoře.

Kvůli nedostatku místa na Chicagské univerzitě se Spedding nabídl, že zorganizuje část katedry chemie na Iowa State College v Ames, kde měl kolegy ochotné pomoci. Bylo rozhodnuto, že Spedding bude trávit polovinu každého týdne v Ames a polovinu v Chicagu.

Prvním bodem programu bylo hledání uranu pro jaderný reaktor. Jediný komerčně dostupný kovový uran vyrobila společnost Westinghouse Electric and Manufacturing Company pomocí fotochemického procesu. Byly to tyčinky o velikosti 25 centů , které se prodávaly za zhruba 20 dolarů za gram. Edward Creutz, vedoucí týmu pro výrobu uranu, chtěl pro své experimenty kovovou kouli o velikosti pomeranče. S technologií Westinghouse by to stálo 200 000 dolarů a výroba by trvala rok.

Dalším velkým problémem byla čistota uranu. Nečistoty by mohly působit jako neutronový jed a narušovat provoz jaderného reaktoru. Oxid uranu, který chtěl Enrico Fermi použít pro svůj experimentální reaktor, obsahoval nepřijatelně vysoké množství nečistot. Nejúčinnějším způsobem čištění oxidu uranu v laboratoři bylo použití vysoké rozpustnosti dusičnanu uranylu v diethyletheru . Rozšíření tohoto procesu pro průmyslovou výrobu bylo náročné; taková výroba byla potenciálně výbušná a hořlavá.

Compton a Spedding oslovili průmyslníka ze St. Louis Edwarda Mallinckrodta , který měl zkušenosti s éterem. Spedding probral podrobnosti s Mallinckrodtovými chemickými inženýry Henry W. Farrem a Johnem R. Ruhoffem, 17. dubna 1942. Nová inscenace vznikala v atmosféře přísného utajení, nicméně již v polovině května 1942 představil Mallinckrodt první experimentální vzorky. Šedesát tun vysoce čistého oxidu uranu bylo vyrobeno během několika měsíců a podnik Mallinckrodt zahájil dodávky ještě před podpisem oficiální smlouvy s vládou [8] .

Spedding naverboval do své skupiny dva profesory chemie Ames, Harley Wilhelm a I. B. Jones. Spedding a Wilhelm začali hledat způsoby, jak vyrobit kovový uran z oxidu. V té době byl dostupný jako prášek se silným pyroforickým účinkem. Prášek se dal lisovat, slinovat a skladovat v plechovkách, ale aby mohl být použit v jaderné technologii, musel být uran roztaven a vyroben na ingoty. Amesův tým zjistil, že roztavený uran lze nalít do grafitové nádoby. Grafit reaguje s uranem, ale to nezpůsobilo velké potíže, protože karbid se tvoří pouze na kontaktních plochách.

K získání kovového uranu se vědci pokoušeli redukovat oxid uranu vodíkem, ale nebyli úspěšní. Poté zkoumali proces nyní známý jako Amesův proces , původně vyvinutý na University of New Hampshire v roce 1926. Do září 1942 byl v Ames vyroben ingot 4 980 kg (10,98 lb). V říjnu už vyráběla 100 liber týdně. Počínaje červencem 1943 začaly Mallinckrodt , Union Carbide a DuPont vyrábět uran pomocí Amesovy metody a začátkem roku 1945 jejich vlastní výroba v Ames přestala. Amesova laboratoř se nikdy nepřestěhovala do Chicaga, ale 2. prosince 1942 byl Spedding přítomen při spouštění reaktoru Chicago Woodpile 1 [9 ] .

Kromě práce s uranem vyrobila Amesova laboratoř 437 liber (198 kg) extrémně čistého ceru pro kelímky na bázi sulfidu ceru používaného v metalurgii plutonia. Obavy z omezených světových dodávek uranu vedly k experimentům s thoriem , které lze ozařovat za vzniku štěpného uranu-233. Pro thorium byl vyvinut proces redukce vápníku a bylo vyrobeno asi 4 500 liber (2 000 kg) kovu.

After the Manhattan Project

Po druhé světové válce, Spedding založil Atomic Energy Commission Institute for Atomic Research a Ames Laboratory . Řídil Ames Laboratory od jejího založení v roce 1947 až do roku 1968. Původně byla založena na půdě Iowa State College.

Společnost Spedding navíc vyvinula metodu iontové výměny pro separaci a čištění prvků vzácných zemin pomocí iontoměničových pryskyřic . Později použil iontovou výměnu k oddělení izotopů, včetně stovek gramů téměř čistého dusíku-15.

V listopadu 1984 utrpěl Spedding mrtvici. Zemřel náhle 15. prosince 1984 a byl pohřben na hřbitově na University of Iowa. Zůstala po něm manželka, dcera a tři vnoučata [9] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // Encyclopædia Britannica 
2. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // The Biographical Dictionary of Iowa  (anglicky) - University of Iowa Press , 2008. - ISBN 978-1-58729-685-7
3. ↑ 1 2 3 4 Frank H. Spedding // Muzeum Solomona Guggenheima - 1937.
4. ↑ 1 2 Stažení dat Freebase – Google .
5. ↑ 1 2 3 https://www.gf.org/fellows/all-fellows/frank-h-spedding/
6. ↑ F.  Spedding . www.nasonline.org . Staženo 27. prosince 2020. Archivováno z originálu 11. ledna 2020.
7. ↑ The Biographical Dictionary of Iowa - The University of Iowa Libraries  . uipress.lib.uiowa.edu . Staženo 27. prosince 2020. Archivováno z originálu 1. února 2020.
8. ↑ Příběh Mallinckrodt Chemical Works  (anglicky) (pdf). atomové dědictví . Mallinckodt Chemical (1962). Získáno 10. března 2020. Archivováno z originálu dne 15. června 2021.
9. ↑ 1 2 FRANK SPEDDING, KLÍČOVÁ ÚDAJE VE VÝVOJI ATOMOVÉ BOMBY, The New York Times  (17. prosince 1984). Archivováno z originálu 30. ledna 2018. Staženo 27. prosince 2020.

Odkazy

Slovníky a encyklopedie	Britannica (online)
V bibliografických katalozích BIBSYS: 90762913 BNF : 17285326v ISNI : 0000 0001 1052 1764 LCCN : n83825750 NTA : 110093143 NUKAT : n2007121218 VIAF : 33386324 WorldCat VIAF : 33386324