Ernest Lawrence -Ernest Lawrence

Ernest Lawrence
1939 yılında Lawrence
Doğmak	Ernest Orlando Lawrence ( 1901-08-08 )8 Ağustos 1901 Kanton, Güney Dakota , ABD
Ölü	27 Ağustos 1958 (1958-08-27)(57 yaşında) Palo Alto, Kaliforniya , ABD
gidilen okul
Bilinen
eş(ler)	Mary K. Blumer ​ ( ö.  1932 )
Çocuklar	2 oğlu, 4 kızı
Akraba	John H. Lawrence (kardeşi)
Ödüller
Bilimsel kariyer
Alanlar	Fizik
kurumlar
Tez	Işığın Frekansının Bir Fonksiyonu Olarak Potasyum Buharında Fotoelektrik Etkisi  (1924)
Doktora danışmanı	William Francis Gri Swann
Doktora öğrencileri
İmza

Ernest Orlando Lawrence (8 Ağustos 1901 - 27 Ağustos 1958) Amerikalı nükleer fizikçi ve siklotron icadı nedeniyle 1939'da Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı . Manhattan Projesi için uranyum-izotop ayrımı konusundaki çalışmalarının yanı sıra Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nı kurmasıyla tanınır .

Güney Dakota Üniversitesi ve Minnesota Üniversitesi'nden mezun olan Lawrence , 1925'te Yale'de fizik alanında doktora derecesi aldı. 1928'de Berkeley'deki California Üniversitesi'nde fizik doçenti olarak işe alındı ​​ve oradaki en genç profesör oldu. iki yıl sonra. Bir akşam kütüphanesinde Lawrence, yüksek enerjili parçacıklar üreten bir hızlandırıcı diyagramının ilgisini çekti . Nasıl kompakt hale getirilebileceğini düşündü ve bir elektromıknatısın kutupları arasında dairesel bir hızlanan oda için bir fikir buldu . Sonuç, ilk siklotrondu .

Lawrence, bir dizi daha büyük ve daha pahalı siklotronlar inşa etmeye devam etti. Radyasyon Laboratuvarı 1936'da California Üniversitesi'nin resmi bölümü oldu ve Lawrence'ın direktörü oldu. Fizik için siklotronun kullanımına ek olarak, Lawrence radyoizotopların tıbbi kullanımlarına yönelik araştırmalarda kullanımını da destekledi. Dünya Savaşı sırasında Lawrence , Radyasyon Laboratuvarı'nda elektromanyetik izotop ayrımı geliştirdi. Standart laboratuvar kütle spektrometresi ve siklotronun bir melezi olan calutrons olarak bilinen cihazları kullandı . Oak Ridge, Tennessee'de Y-12 olarak adlandırılan devasa bir elektromanyetik ayırma tesisi inşa edildi . Süreç verimsizdi ama işe yaradı.

Savaştan sonra Lawrence, büyük bilimsel programların devlet sponsorluğu için yoğun bir kampanya yürüttü ve büyük makineler ve büyük para için gereksinimleri olan " Büyük Bilim " in güçlü bir savunucusuydu. Lawrence, Edward Teller'ın Lawrence'ın Livermore, California'da kurduğu ikinci bir nükleer silah laboratuvarı için yürüttüğü kampanyayı güçlü bir şekilde destekledi . Ölümünden sonra, California Üniversitesi Regents , Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nı ondan sonra yeniden adlandırdı . 103 numaralı kimyasal element , 1961'de Berkeley'de keşfedildikten sonra onuruna lavrensiyum olarak adlandırıldı.

Erken dönem

Ernest Orlando Lawrence, 8 Ağustos 1901'de Canton, Güney Dakota'da doğdu . Ebeveynleri Carl Gustavus ve Gunda (kızlık soyadı Jacobson) Lawrence, her ikisi de Kanton'daki lisede öğretmenlik yaparken tanışan Norveçli göçmenlerin çocuklarıydı. babası da okulların müfettişiydi. Doktor olacak ve nükleer tıp alanında öncü olan John H. Lawrence adında küçük bir erkek kardeşi vardı . Büyürken, en iyi arkadaşı, aynı zamanda oldukça başarılı bir fizikçi olacak olan Merle Tuve idi.

Lawrence, Canton ve Pierre devlet okullarına devam etti , ardından Minnesota , Northfield'deki St. Olaf Koleji'ne kaydoldu , ancak bir yıl sonra Vermillion'daki Güney Dakota Üniversitesi'ne transfer oldu . Kimya alanında lisans derecesini 1922'de, Master of Arts (MA) derecesini ise 1923'te Minnesota Üniversitesi'nden William Francis Gray Swann'ın gözetiminde tamamladı . Lawrence, yüksek lisans tezi için bir elipsoidi manyetik alan içinde döndüren deneysel bir cihaz yaptı .

Lawrence , Swann'ı Chicago Üniversitesi'ne ve ardından New Haven , Connecticut'taki Yale Üniversitesi'ne kadar takip etti . potasyum buharında etkilidir . Sigma Xi üyesi seçildi ve Swann'ın tavsiyesi üzerine Ulusal Araştırma Konseyi bursu aldı. O zamanlar alışıldığı gibi Avrupa'ya seyahat etmek için kullanmak yerine, araştırmacı olarak Swann ile Yale Üniversitesi'nde kaldı.

Lawrence , Virginia Üniversitesi'nden Jesse Beams ile fotoelektrik etkiyi araştırmaya devam etti. Fotoelektronların fotoelektrik yüzeye çarpan fotonların 2 x ^{10-9 saniye içinde ortaya çıktığını gösterdiler - o sırada ölçüm sınırına yakın.} Işık kaynağını hızlı bir şekilde açıp kapatarak emisyon süresinin azaltılması, Werner Heisenberg'in belirsizlik ilkesine uygun olarak yayılan enerjinin spektrumunu genişletti .

Erken kariyer

1926 ve 1927'de Lawrence, Seattle'daki Washington Üniversitesi'nden ve Kaliforniya Üniversitesi'nden yıllık 3.500 dolarlık bir maaşla yardımcı doçentlik teklifleri aldı . Yale, yardımcı doçentlik teklifini hemen karşıladı, ancak maaşı 3.000 dolar. Lawrence daha prestijli Yale'de kalmayı tercih etti, ancak hiçbir zaman eğitmen olmadığı için, bazı fakülte arkadaşları tarafından atamaya kızıldı ve birçoğunun gözünde hala Güney Dakota göçmen geçmişini telafi etmedi.

Lawrence, 1928'de California Üniversitesi'nde fizik doçenti olarak işe alındı ​​ve iki yıl sonra tam profesör oldu ve üniversitenin en genç profesörü oldu. Lawrence'ın profesör olmasından bir gün sonra üniversite başkanı olan Robert Gordon Sproul , Bohem Kulübü'nün bir üyesiydi ve 1932'de Lawrence'ın üyeliğine sponsor oldu. Lawrence, bu kulüp aracılığıyla William Henry Crocker , Edwin Pauley ve John Francis Neylan ile tanıştı . Enerjik nükleer parçacık araştırmaları için para kazanmasına yardım eden nüfuzlu adamlardı. Parçacık fiziğinin gelişmesinden tıbbi kullanımlar için büyük bir umut vardı ve bu, Lawrence'ın elde edebileceği ilerlemeler için erken fonların çoğuna yol açtı.

Yale'deyken Lawrence, Yale Tıp Fakültesi dekanı George Blumer'in dört kızından en büyüğü Mary Kimberly (Molly) Blumer ile tanıştı . İlk kez 1926'da tanıştılar ve 1931'de nişanlandılar ve 14 Mayıs 1932'de Connecticut , New Haven'daki Trinity Church on the Green'de evlendiler . Altı çocukları oldu: Eric, Margaret, Mary, Robert, Barbara ve Susan. Lawrence, oğluna Robert adını, Berkeley'deki en yakın arkadaşı olan teorik fizikçi Robert Oppenheimer'dan aldı. 1941'de Molly'nin kız kardeşi Elsie , 1951'de Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmaya devam edecek olan Edwin McMillan ile evlendi.

Siklotronun gelişimi

Buluş

Lawrence'ı uluslararası üne kavuşturan buluş, bir kağıt peçete parçasının eskiziyle başladı. 1929'da bir akşam kütüphanede otururken Lawrence, Rolf Widerøe'nin bir dergi makalesine baktı ve diyagramlardan biri ilgisini çekti. Bu , bir dizi küçük "itme" yoluyla yüksek enerjili parçacıklar üreten bir cihazı tasvir ediyordu . Gösterilen cihaz, giderek daha uzun elektrotlar kullanılarak düz bir çizgide yerleştirildi. O zamanlar fizikçiler atom çekirdeğini keşfetmeye başlıyorlardı . 1919'da Yeni Zelandalı fizikçi Ernest Rutherford , alfa parçacıklarını nitrojene ateşledi ve bazı çekirdeklerdeki protonları devirmeyi başardı . Ancak çekirdekler, pozitif yüklü diğer çekirdekleri iten pozitif bir yüke sahiptir ve fizikçilerin henüz yeni anlamaya başladıkları bir kuvvetle birbirlerine sıkıca bağlıdırlar. Onları parçalamak, parçalamak, milyonlarca volt mertebesinde çok daha yüksek enerjiler gerektirir.

Lawrence'ın 1934 patentinden siklotron operasyonunun şeması

Lawrence, böyle bir parçacık hızlandırıcının yakında üniversite laboratuvarı için çok uzun ve hantal hale geleceğini gördü. Hızlandırıcıyı daha kompakt hale getirmenin bir yolunu düşünen Lawrence, bir elektromıknatısın kutupları arasına dairesel bir hızlanma odası kurmaya karar verdi. Manyetik alan, alternatif bir potansiyele bağlı sadece iki yarım daire biçimli elektrot arasında hızlandırıldıkları için yüklü protonları spiral bir yolda tutacaktır. Yüzlerce dönüşten sonra, protonlar hedefi yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir demet olarak etkileyecektir. Lawrence, meslektaşlarına heyecanla, herhangi bir yüksek voltaj kullanmadan çok yüksek enerjili parçacıklar elde etmek için bir yöntem keşfettiğini söyledi. Başlangıçta Niels Edlefsen ile çalıştı. İlk siklotronları pirinçten, telden ve mühür mumundan yapılmıştı ve sadece 10 cm çapındaydı - tek elle tutulabiliyordu ve muhtemelen toplam maliyeti 25 dolardı.

Lawrence'ın bu fikri geliştirmek için ihtiyaç duyduğu şey, işi yapabilecek yetenekli lisansüstü öğrencilerdi. Edlefsen Eylül 1930'da yardımcı doçentlik yapmak için ayrıldı ve Lawrence onun yerine Widerøe'nin hızlandırıcısını ve Edlefsen'in siklotronunu geliştirmek için çalışmaya başladığı David H. Sloan ve M. Stanley Livingston ile değiştirdi. Her ikisinin de kendi maddi desteği vardı. Her iki tasarım da pratik olduğunu kanıtladı ve Mayıs 1931'e kadar Sloan'ın lineer hızlandırıcısı iyonları 1 MeV'ye kadar hızlandırabildi. Livingston daha büyük bir teknik zorlukla karşılaştı, ancak 2 Ocak 1931'de 11 inçlik siklotronuna 1.800 V uyguladığında, etrafında dönen 80.000 elektron voltluk proton elde etti. Bir hafta sonra, 3.000 V'luk 1.22 MeV'ye sahipti, bu da yapımıyla ilgili doktora tezi için fazlasıyla yeterliydi.

Gelişim

1940 yılında Berkeley'de planlanan 184 inçlik (4.67 m) siklotronla ilgili toplantı ( tahtada görülüyor ): Lawrence, Arthur Compton , Vannevar Bush , James B. Conant , Karl T. Compton ve Alfred Lee Loomis

Tekrarlayan bir model olacak şekilde, ilk başarı belirtisi görülür görülmez Lawrence yeni, daha büyük bir makine planlamaya başladı. Lawrence ve Livingston, 1932'nin başlarında 27 inçlik (69 cm) bir siklotron için bir tasarım yaptılar. 800 dolarlık 11 inçlik siklotronun mıknatısı 2 ton ağırlığındaydı, ancak Lawrence, Palo Alto'daki bir hurdalıkta paslanan 80 tonluk devasa bir mıknatıs buldu. Birinci Dünya Savaşı sırasında bir transatlantik radyo bağlantısına güç sağlamak için inşa edilmiş olan 27 inç için. Siklotronda güçlü bir bilimsel araca sahipti, ancak bu bilimsel keşfe dönüşmedi. Nisan 1932'de İngiltere'deki Cavendish Laboratuvarı'ndan John Cockcroft ve Ernest Walton , lityumu protonlarla bombaladıklarını ve onu helyuma dönüştürmeyi başardıklarını açıkladılar . Gereken enerjinin oldukça düşük olduğu ortaya çıktı - 11 inçlik siklotronun kapasitesi dahilinde. Bunu öğrenen Lawrence, Berkeley'e bir telgraf gönderdi ve Cockcroft ve Walton'ın sonuçlarının doğrulanmasını istedi. Ekibin bunu yapması, esas olarak yeterli algılama aparatının olmaması nedeniyle Eylül ayına kadar sürdü.

Her ne kadar önemli keşifler Lawrence'ın Radyasyon Laboratuvarı'ndan kaçmaya devam etse de , esas olarak bilimsel kullanımından ziyade siklotronun geliştirilmesine odaklanması nedeniyle, giderek daha büyük makineleri aracılığıyla Lawrence, yüksek enerji fiziği deneyleri için gerekli olan önemli ekipmanı sağlamayı başardı . 1930'larda nükleer fizik araştırmalarının yeni alanı için dünyanın en önde gelen laboratuvarını bu cihazın etrafında inşa etti. 1934'te siklotron için bir patent aldı ve bunu Lawrence'ın ilk çalışmalarının çoğunu finanse eden özel bir vakıf olan Research Corporation'a atadı.

Şubat 1936'da Harvard Üniversitesi başkanı James B. Conant , Lawrence ve Oppenheimer'a cazip tekliflerde bulundu. California Üniversitesi'nin başkanı Robert Gordon Sproul buna koşulları iyileştirerek yanıt verdi. Radyasyon Laboratuvarı, 1 Temmuz 1936'da California Üniversitesi'nin resmi bir bölümü haline geldi ve Lawrence, direktörünü tam zamanlı bir müdür yardımcısı ile resmen atadı ve Üniversite, araştırma faaliyetleri için yılda 20.000 dolar ayırmayı kabul etti. Lawrence basit bir iş modeli kullandı: "Laboratuvarını yüksek lisans öğrencileriyle ve fizik bölümünün yeni öğretim üyeleriyle, her şey için çalışmaya istekli yeni doktora öğrencileriyle ve burs sahipleri ve hiçbir şey için hizmet etmeyen varlıklı misafirlerle donattı."

Resepsiyon

Berkeley'deki ekip, yeni 27 inçlik siklotronu kullanarak, yakın zamanda keşfedilen döteryumla bombardıman ettikleri her elementin enerji yaydığını ve aynı aralıkta olduğunu keşfetti. Bu nedenle, olası bir sınırsız enerji kaynağı olan yeni ve şimdiye kadar bilinmeyen bir parçacığın varlığını varsaydılar. The New York Times'tan William Laurence , Lawrence'ı "bilimin yeni mucizevi işçisi" olarak nitelendirdi. Cockcroft'un daveti üzerine Lawrence, Belçika'daki 1933 Solvay Konferansına katıldı. Bu, dünyanın en iyi fizikçilerinin düzenli bir toplantısıydı. Neredeyse hepsi Avrupa'dandı, ancak ara sıra Robert A. Millikan veya Arthur Compton gibi seçkin bir Amerikalı bilim insanı da katılmaya davet edilirdi. Lawrence'tan siklotron hakkında bir sunum yapması istendi. Lawrence'ın sınırsız enerji iddiası Solvay'da çok farklı bir şekilde karşılandı. 1932'de nötronu keşfeden fizikçi Cavendish Laboratuvarı'ndan James Chadwick'ten , 1935'te Nobel Ödülü'ne layık görüldü. cihazlarının kontaminasyonunu gözlemliyordu.

60 inç (1.52 m) siklotron 1939'da tamamlandıktan kısa bir süre sonra. Gelişimi ve kullanımındaki kilit figürler ayakta, soldan sağa gösterilmektedir: D. Cooksey , D. Corson, Lawrence, R. Thornton, J, Backus, WS Sainsbury. Arka planda Luis Walter Alvarez ve Edwin McMillan var .

Berkeley'e döndüğünde Lawrence, Chadwick'i ikna etmeye yetecek kadar kanıt toplamak için ekibini, sonuçları titizlikle gözden geçirmek üzere seferber etti. Bu arada, Cavendish laboratuvarında Rutherford ve Mark Oliphant , döteryumun birleşerek helyum-3'ü oluşturduğunu ve bu da siklotroneerlerin gözlemlediği etkiye neden olduğunu buldu. Chadwick sadece kontaminasyonu gözlemledikleri konusunda haklı değildi, aynı zamanda nükleer füzyonun bir başka önemli keşfini de gözden kaçırmışlardı. Lawrence'ın yanıtı, daha da büyük siklotronların yaratılmasıyla devam etmek oldu. 27 inç siklotronun yerini Haziran 1937'de 37 inçlik bir siklotron, ardından Mayıs 1939'da 60 inçlik bir siklotronun yerini aldı. Demiri bombalamak için kullanıldı ve Haziran ayında ilk radyoaktif izotoplarını üretti.

Tıbbi amaçlar, özellikle kanser tedavisi için para toplamak nükleer fizikten daha kolay olduğu için, Lawrence tıbbi araştırmalar için siklotronun kullanımını teşvik etti. California Üniversitesi Fizyoloji Bölümü'nden kardeşi John ve İsrail Lyon Chaikoff ile birlikte çalışan Lawrence, radyoaktif izotopların tedavi amaçlı kullanımına yönelik araştırmaları destekledi. Fosfor-32 , siklotronda kolayca üretildi ve John bunu bir kan hastalığı olan polisitemi veradan muzdarip bir kadını tedavi etmek için kullandı. John, 1938'de lösemili fareler üzerinde yapılan testlerde 37 inçlik siklotronda oluşturulan fosfor-32'yi kullandı . Radyoaktif fosforun hızla büyüyen kanser hücrelerinde yoğunlaştığını buldu. Bu daha sonra insan hastalar üzerinde klinik denemelere yol açtı. Tedavinin 1948'deki bir değerlendirmesi, belirli koşullar altında remisyonların meydana geldiğini gösterdi. Lawrence ayrıca nötronların tıbbi kullanımını ummuştu. İlk kanser hastası, 20 Kasım'da 60 inçlik siklotrondan nötron tedavisi aldı. Chaikoff , biyokimyasal reaksiyonların mekanizmasını araştırmak için radyoaktif izotopların radyoaktif izleyiciler olarak kullanımı üzerine denemeler yaptı.

Lawrence, Kasım 1939'da "siklotronun icadı ve geliştirilmesi ve onunla elde edilen sonuçlar, özellikle yapay radyoaktif elementlerle ilgili olarak" Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Berkeley'deki ilk ve aynı zamanda Nobel Ödülü sahibi ilk Güney Dakotan ve devlet destekli bir üniversitede bu kadar onurlandırılan ilk kişiydi. Nobel ödül töreni, 29 Şubat 1940'ta, İkinci Dünya Savaşı nedeniyle Kaliforniya, Berkeley'de, üniversite kampüsündeki Wheeler Hall oditoryumunda yapıldı . Lawrence madalyasını İsveç'in San Francisco Başkonsolosu Carl E. Wallerstedt'ten aldı . Robert W. Wood Lawrence'a yazdı ve ileri görüşlü bir şekilde "Uranyumun feci patlamasının temellerini atarken... Eminim yaşlı Nobel bunu onaylayacaktır."

Mart 1940'ta Arthur Compton , Vannevar Bush , James B. Conant , Karl T. Compton ve Alfred Lee Loomis , Lawrence'ın 2.65 milyon dolara mal olduğu tahmin edilen 4.500 tonluk bir mıknatıslı 184 inçlik bir siklotron önerisini görüşmek üzere Berkeley'e gitti. . Rockefeller Vakfı , projeyi başlatmak için 1,15 milyon dolar koydu.

İkinci Dünya Savaşı ve Manhattan Projesi

Radyasyon Laboratuvarı

Avrupa'da II. Dünya Savaşı'nın patlak vermesinden sonra , Lawrence askeri projelere çekildi. Amerikalı fizikçilerin Oliphant'ın İngiltere'deki ekibi tarafından icat edilen kavite magnetronunu geliştirdikleri MIT Radyasyon Laboratuvarı için personel alımına yardım etti. Yeni laboratuvarın adı, güvenlik nedenleriyle Lawrence'ın Berkeley'deki laboratuvarından kasıtlı olarak kopyalandı. Ayrıca, Alman denizaltılarını tespit etmek için teknikler geliştirmek için sualtı ses laboratuvarları için personel alımına da katıldı. Bu arada, Berkeley'de siklotronlarla çalışma devam etti. Aralık 1940'ta Glenn T. Seaborg ve Emilio Segrè , uranyum- 238'i döteronlarla bombardıman etmek için 60 inçlik (150 cm) siklotronu kullandılar ve beta emisyonu ile bozunarak plütonyum- 238'i oluşturan yeni bir element, neptunyum-238 ürettiler . İzotoplarından biri olan plütonyum-239 , atom bombası yapmanın başka bir yolunu sağlayan nükleer fisyona girebilir .

Lawrence, Segrè'ye altı ay boyunca ayda 300 ABD Doları karşılığında araştırma görevlisi olarak bir iş teklif etti -bir elementi keşfeden biri için nispeten düşük bir pozisyon-. Ancak Lawrence, Segrè'nin yasal olarak Kaliforniya'da kapana kısıldığını öğrendiğinde, Segrè'nin maaşını ayda 116 ABD Dolarına düşürdü. California Üniversitesi vekilleri, Segrè'nin yabancı uyruklu olması nedeniyle işine son vermek istediğinde, Lawrence onu Rockefeller Vakfı tarafından yarı zamanlı öğretim görevlisi olarak işe alarak Segrè'yi tutmayı başardı. Doktora öğrencileri Chien-Shiung Wu (Çin uyruklu) ve Kenneth Ross MacKenzie (Kanada uyruklu) mezun olduklarında ellerinde tutmak için benzer düzenlemeler yapıldı .

Bir calutron içinde uranyum izotop ayrımının şematik diyagramı

Eylül 1941'de Oliphant, Lawrence ve Oppenheimer ile Berkeley'de bir araya geldi ve ona yeni 184 inçlik (4,7 m) siklotronun yerini gösterdiler. Oliphant da, atom bombası geliştirme programını savunan İngiliz MAUD Komitesi'nin tavsiyelerine uymadıkları için Amerikalıları suçladı . Lawrence, bugün uranyum zenginleştirme olarak bilinen bir süreç olan , bölünebilir izotop uranyum- 235'i uranyum - 238'den ayırma sorununu zaten düşünmüştü . Uranyum izotoplarını ayırmak zordu çünkü iki izotop hemen hemen aynı kimyasal özelliklere sahipti ve ancak küçük kütle farkları kullanılarak kademeli olarak ayrılabiliyorlardı. İzotopları kütle spektrometresi ile ayırmak, Oliphant'ın 1934'te lityum ile öncülük ettiği bir teknikti .

Lawrence, 37 inçlik eski siklotronunu dev bir kütle spektrometresine dönüştürmeye başladı. Manhattan Projesi'nin direktörü Tuğgeneral Leslie R. Groves, Jr. , onun tavsiyesi üzerine Oppenheimer'ı New Mexico'daki Los Alamos Laboratuvarı'nın başına getirdi . Radyasyon laboratuvarı elektromanyetik uranyum zenginleştirme sürecini geliştirirken, Los Alamos Laboratuvarı atom bombalarını tasarladı ve inşa etti. Radyasyon Laboratuvarı gibi, California Üniversitesi tarafından yönetiliyordu.

Elektromanyetik izotop ayırma , iki laboratuvar aleti, kütle spektrometresi ve siklotronun bir melezi olan calutrons olarak bilinen cihazları kullandı. Adı "California üniversitesi siklotronları"ndan türetilmiştir. Kasım 1943'te Lawrence'ın Berkeley'deki ekibi, Oliphant da dahil olmak üzere 29 İngiliz bilim adamı tarafından desteklendi.

Elektromanyetik süreçte, bir manyetik alan yüklü parçacıkları kütleye göre saptırdı. Süreç ne bilimsel olarak zarif ne de endüstriyel olarak verimliydi. Bir gaz difüzyon tesisi veya bir nükleer reaktör ile karşılaştırıldığında , bir elektromanyetik ayırma tesisi daha kıt malzeme tüketir, işletmek için daha fazla insan gücü gerektirir ve inşa edilmesi daha pahalıya mal olur. Bununla birlikte, kanıtlanmış teknolojiye dayandığı ve dolayısıyla daha az risk taşıdığı için süreç onaylandı. Ayrıca etaplar halinde inşa edilebilir ve hızla endüstriyel kapasiteye ulaşacaktır.

Meşe Sırtı

Oak Ridge, Tennessee'de Y-12 olarak adlandırılan elektromanyetik ayırma tesisinin tasarım ve inşaatının sorumluluğu Stone & Webster'a verildi . Kalutronlar 14.700 ton gümüş kullanılarak Milwaukee'de Allis-Chalmers tarafından üretildi ve Oak Ridge'e gönderildi. Tasarım, Alfa yarış pistleri olarak bilinen beş birinci aşama işleme birimi ve Beta yarış pistleri olarak bilinen son işleme için iki birim gerektiriyordu. Eylül 1943'te Groves, Alpha II olarak bilinen dört yarış pistinin daha yapımına izin verdi. Tesis, Ekim 1943'te programa göre test için başlatıldığında, 14 tonluk vakum tankları, mıknatısların gücü nedeniyle hizadan çıktı ve daha güvenli bir şekilde bağlanması gerekiyordu. Manyetik bobinler kısa devre yapmaya başladığında daha ciddi bir sorun ortaya çıktı. Aralık ayında Groves bir mıknatısın kırılmasını emretti ve içinde bir avuç pas bulundu. Groves daha sonra yarış pistlerinin yıkılmasını ve mıknatısların temizlenmek üzere fabrikaya geri gönderilmesini emretti. Boru ve bağlantı parçalarının temizlenmesi için yerinde bir asitleme tesisi kuruldu.

Y-12 tesisinde uranyum zenginleştirme için dev elektromıknatıs Alfa I yarış pisti, Oak Ridge, Tennessee, 1944-45 dolaylarında. Lawrence'ın geliştirdiği calutronlar halkanın etrafında yer alıyor.

Tennessee Eastman , Y-12'yi yönetmek için işe alındı. Y-12, başlangıçta uranyum-235 içeriğini %13 ile %15 arasında zenginleştirdi ve bunun ilk birkaç yüz gramını Mart 1944'te Los Alamos laboratuvarına gönderdi. Uranyum beslemesinin 5.825'inden sadece 1 kısım nihai ürün olarak ortaya çıktı. Geri kalanlar işlem sırasında ekipmanın üzerine sıçradı. Yorucu geri kazanım çabaları, üretimi Ocak 1945'e kadar uranyum-235 beslemesinin %10'una yükseltmeye yardımcı oldu. Şubat ayında Alpha yarış pistleri, yeni S-50 termal difüzyon tesisinden biraz zenginleştirilmiş (%1.4) yem almaya başladı . Sonraki ay, K-25 gazlı difüzyon tesisinden geliştirilmiş (%5) yem aldı . Nisan 1945'e kadar K-25, doğrudan Beta kanallarına beslenmek için yeterince zenginleştirilmiş uranyum üretiyordu.

16 Temmuz 1945'te Lawrence, Chadwick ve Charles A. Thomas ile ilk atom bombasının Trinity nükleer testini gözlemledi . Başarısı karşısında Lawrence kadar heyecanlanan çok az kişi vardı. Artık işlevsel olan silahın Japonya'da nasıl kullanılacağı sorusu bilim insanlarının merak ettiği bir konu haline geldi. Oppenheimer, Japon liderlere yeni silahın gücünün hiçbir şekilde gösterilmesini desteklemezken, Lawrence bir gösterinin akıllıca olacağını kuvvetle hissetti. Hiroşima'nın atom bombası saldırısında uyarı yapılmadan bir uranyum bombası kullanıldığında , Lawrence başarısından büyük gurur duydu.

Lawrence, Manhattan Projesi'nin daha iyi calutronlar geliştireceğini ve Alpha III yarış pistleri inşa edeceğini umuyordu, ancak bunların ekonomik olmadığına karar verildi. Alpha rayları Eylül 1945'te kapatıldı. Her zamankinden daha iyi performans göstermelerine rağmen, Ocak 1946'da faaliyete geçen K-25 ve yeni K-27 ile rekabet edemediler. Aralık ayında Y-12 tesisi kapatıldı, böylece Tennessee Eastman maaş bordrosunu 8.600'den 1.500'e indirdi ve ayda 2 milyon dolar tasarruf sağladı. Radyasyon laboratuvarındaki personel sayısı Mayıs 1945'te 1.086'dan yıl sonunda 424'e düştü.

Savaş sonrası kariyer

Büyük Bilim

Savaştan sonra Lawrence, büyük bilimsel programların devlet sponsorluğu için yoğun bir kampanya yürüttü. Büyük makineler ve büyük para gereksinimleri olan Büyük Bilim'in güçlü bir savunucusuydu ve 1946'da Manhattan Projesi'nden Radyasyon Laboratuvarı'nda araştırma için 2 milyon dolardan fazla para istedi. Groves parayı onayladı, ancak Seaborg'un yoğun nüfuslu Berkeley'de "sıcak" bir radyasyon laboratuvarı önerisi ve tıbbi izotop üretimi için John Lawrence'ın önerisi de dahil olmak üzere bir dizi programı kesti, çünkü bu ihtiyaç artık nükleer reaktörlerden daha iyi karşılanabilirdi. Bir engel, savaş zamanı askeri yükümlülüklerinden vazgeçmeye hevesli olan California Üniversitesi idi. Lawrence ve Groves, Sproul'u bir sözleşme uzatmasını kabul etmeye ikna etmeyi başardı. 1946'da Manhattan Projesi, Üniversite tarafından harcanan her dolar için California Üniversitesi'nde fizik için 7 dolar harcadı.

184 inçlik siklotron, Manhattan Projesi'nden alınan savaş zamanı dolarlarıyla tamamlandı. Ed McMillan'ın yeni fikirlerini içeriyordu ve bir senkrosiklotron olarak tamamlandı . 13 Kasım 1946'da faaliyete başladı. 1935'ten beri ilk kez, Lawrence , senkrotron ile yakın zamanda keşfedilen pi mezonları oluşturmak için başarısız bir girişimde Eugene Gardner ile birlikte çalışarak deneylere aktif olarak katıldı. César Lattes daha sonra 1948'de negatif pi mezonlarını bulmak için yarattıkları aygıtı kullandı.

Ulusal laboratuvarların sorumluluğu 1 Ocak 1947'de yeni oluşturulan Atom Enerjisi Komisyonu'na (AEC) geçti. O yıl Lawrence, yeni bir lineer hızlandırıcı ve yeni bir gigaelektronvolt senkrotronu içeren projeleri için 15 milyon dolar istedi. bevatron . California Üniversitesi'nin Los Alamos laboratuvarını işletme sözleşmesi 1 Temmuz 1948'de sona erecekti ve bazı yönetim kurulu üyeleri üniversiteyi California dışında bir site işletme sorumluluğundan çıkarmak istedi. Bazı müzakerelerden sonra, üniversite şu anda Los Alamos Ulusal Laboratuvarı olan yerin sözleşmesini dört yıl daha uzatmayı ve Ekim 1945'te Oppenheimer'ın yerine müdür olarak gelen Norris Bradbury'yi profesör olarak atamayı kabul etti. Kısa süre sonra Lawrence istediği tüm fonları aldı.

Lawrence (sağda) , 184 inçlik siklotronda Robert Oppenheimer ile

Franklin Roosevelt'e oy vermiş olmasına rağmen , Lawrence, Oppenheimer'ın savaştan önce Lawrence'ın "solaklık faaliyetleri" olarak gördüğü Radyasyon Laboratuvarı işçilerini sendikalaştırma çabalarını şiddetle onaylamayan bir Cumhuriyetçiydi . Lawrence, siyasi faaliyeti bilimsel araştırmalarda daha iyi harcanan bir zaman kaybı olarak gördü ve Radyasyon Laboratuvarı'nın dışında tutulmasını tercih etti. Savaş sonrası Kaliforniya Üniversitesi'nin soğuk Soğuk Savaş ikliminde Lawrence, Amerikan Karşıtı Faaliyetler Komitesi'nin eylemlerini meşru kabul etti ve bunları akademik özgürlük veya insan haklarını içeren sistemik bir sorunun göstergesi olarak görmedi . Laboratuvarındaki bireyleri koruyordu, ancak laboratuvarın itibarını daha da koruyordu. Robert Serber gibi Üniversite Personel Güvenlik Kurulu tarafından soruşturulan Radyasyon Laboratuvarı personelini savunmak zorunda kaldı . Bazı durumlarda, personeli desteklemek için karakter referansları yayınladı. Ancak Lawrence, Robert Oppenheimer'ın kardeşi Frank'i Radyasyon Laboratuvarı'ndan men etti ve Robert ile olan ilişkisine zarar verdi. California Üniversitesi'ndeki sert bir sadakat yemini kampanyası da öğretim üyelerini uzaklaştırdı. Robert Oppenheimer'ın güvenlik iznini iptal etmek için duruşmalar yapıldığında, Lawrence hastalığı nedeniyle katılmayı reddetti, ancak Oppenheimer'ı eleştirdiği bir transkript yokluğunda sunuldu. Lawrence'ın yaratıcı, işbirlikçi bir laboratuvar kurmadaki başarısı, siyasi gerilimlerden kaynaklanan kötü duygu ve güvensizlik tarafından baltalandı.

termonükleer silahlar

Lawrence, Sovyetler Birliği'nin Ağustos 1949'daki ilk nükleer denemesi karşısında telaşa kapıldı . Uygun yanıtın, daha büyük bir nükleer silah yapmak için topyekûn bir çaba olduğu sonucuna vardı: hidrojen bombası . Bombanın gerektirdiği trityumu ve daha zor olan plütonyumu oluşturmak için gereken nötronları üretmek için nükleer reaktörler yerine hızlandırıcıları kullanmayı önerdi , çünkü çok daha yüksek enerjiler gerekliydi. İlk olarak 7 milyon dolarlık, 25 MeV lineer hızlandırıcı , kod adı Malzeme Test Hızlandırıcısı (MTA) olan Mark I'in yapımını önerdi. Kısa süre sonra , tükenmiş uranyum- 238'den trityum veya plütonyum üretebilen Mark II olarak bilinen yeni, daha da büyük bir MTA'dan bahsediyordu . Serber ve Segrè, onu pratik olmayan teknik sorunları açıklamaya çalıştılar, ancak Lawrence vatansever olmadıklarını hissetti.

Lawrence, Edward Teller'ın ikinci bir nükleer silah laboratuvarı için yürüttüğü kampanyayı güçlü bir şekilde destekledi ; Lawrence, MTA Mark I ile birlikte Livermore, California'ya yerleştirmeyi önerdi . Lawrence ve Teller, davalarını yalnızca istemeyen Atom Enerjisi Komisyonu ve amansızca karşı çıkan Los Alamos Ulusal Laboratuvarı ile değil, aynı zamanda Chicago'nun bunun için daha açık bir yer olduğunu düşünen savunucularla da tartışmak zorunda kaldılar. Livermore'daki yeni laboratuvar nihayet 17 Temmuz 1952'de onaylandı, ancak Mark II MTA iptal edildi. Bu zamana kadar, Atom Enerjisi Komisyonu, faaliyete başlayan, ancak esas olarak nükleer silah programı için polonyum üretmek için kullanılan Mark I için 45 milyon dolar harcamıştı. Bu arada, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nın Cosmotron'u 1 GeV'lik bir ışın üretmişti.

Ölüm ve Miras

Lawrence, Nobel Ödülü'ne ek olarak 1937'de Elliott Cresson Madalyası ve Hughes Madalyası , 1938'de Fizikte Comstock Ödülü , 1940'ta Duddell Madalyası ve Ödülü , 1942'de Holley Madalyası , 1946'da Liyakat Madalyası aldı . 1951'de William Procter Ödülü , 1952'de Faraday Madalyası ve 1957'de Atom Enerjisi Komisyonu'ndan Enrico Fermi Ödülü . 1948'de Legion d'Honneur Subayı yapıldı ve Sylvanus Thayer Ödülü'nün ilk sahibi oldu . 1958'de ABD Askeri Akademisi .

Temmuz 1958'de Başkan Dwight D. Eisenhower , Lawrence'tan Sovyetler Birliği ile önerilen bir Kısmi Nükleer Test Yasağı Anlaşması'nın müzakeresine yardımcı olmak için İsviçre'nin Cenevre kentine gitmesini istedi . AEC Başkanı Lewis Strauss , Lawrence'ın dahil edilmesi için baskı yapmıştı. İki adam, hidrojen bombasının geliştirilmesi için davayı tartışmıştı ve Strauss, 1939'da Lawrence'ın siklotronu için fon toplanmasına yardım etmişti. Strauss, Lawrence'ın Cenevre delegasyonunun bir parçası olmasını istiyordu çünkü Lawrence'ın nükleer testlerin devam etmesinden yana olduğu biliniyordu. Kronik ülseratif kolitinin ciddi bir alevlenmesinden muzdarip olmasına rağmen , Lawrence gitmeye karar verdi, ancak Cenevre'deyken hastalandı ve Stanford Üniversitesi'ndeki hastaneye geri döndü . Cerrahlar kalın bağırsağının çoğunu çıkardılar , ancak atardamarlarından birinde şiddetli ateroskleroz da dahil olmak üzere başka sorunlar buldular . 57. doğum gününden on dokuz gün sonra 27 Ağustos 1958'de Palo Alto Hastanesinde öldü. Molly halka açık bir cenaze töreni istemedi, ancak Berkeley'deki Birinci Cemaatçi Kilisesi'nde bir anma töreni yapmayı kabul etti. Kaliforniya Üniversitesi Başkanı Clark Kerr anma konuşmasını yaptı .

Ölümünden sadece 23 gün sonra, California Üniversitesi Vekilleri , üniversitenin iki nükleer araştırma sahasının adını Lawrence'tan sonra değiştirmek için oy kullandı: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı . Ernest Orlando Lawrence Ödülü 1959 yılında onun anısına kuruldu. 1961 yılında Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda keşfedilen 103 numaralı kimyasal elemente, onun adına lavrensiyum adı verildi . 1968'de Lawrence Hall of Science halk bilim eğitim merkezi onuruna kuruldu. Makaleleri Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki Bancroft Kütüphanesindedir .

1980'lerde, Lawrence'ın dul eşi, Lawrence'ın inşasına yardım ettiği nükleer silahlara odaklanması nedeniyle kocasının adını Livermore Laboratuvarı'ndan kaldırması için California Üniversitesi Mütevelli Heyeti'ne birkaç kez dilekçe verdi, ancak her seferinde reddedildi. Kocasını 44 yıldan fazla geride bıraktı ve 6 Ocak 2003'te 92 yaşında Walnut Creek, California'da öldü.

George B. Kauffman şunları yazdı:

Ondan önce, "küçük bilim", büyük ölçüde, küçük ölçekte mütevazı araçlarla çalışan yalnız bireyler tarafından gerçekleştirildi. Ondan sonra, büyük sanayi ve özellikle devlet, insan gücü ve parasal fon harcamaları, ulusal ekonominin önemli bir bölümünü oluşturan büyük ölçekli araştırma ekipleri tarafından yürütülen "büyük bilimi" yaptı.

Referanslar

alıntılar

bibliyografya

• Alvarez, Luis (1970). "Ernest Orlando Lawrence 1901-1958" (PDF) . Ulusal Bilimler Akademisi Biyografik Anıları .
• Brechin, Gray A. (1999). Imperial San Francisco: Kentsel Güç, Dünyevi Harabe . Berkeley, Kaliforniya: Kaliforniya Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 978-0-520-21568-9. OCLC  40331167 .
• Childs, Herbert (1968). Bir Amerikan Dehası: Cyclotron'un Babası Ernest Orlando Lawrence'ın Hayatı . New York, New York: EP Dutton. ISBN'si 978-0-525-05443-6. OCLC  273351 .
• İyi, Lenore; Remington, Jesse A. (1972). Mühendisler Birliği: Amerika Birleşik Devletleri'nde İnşaat (PDF) . Washington, DC: Birleşik Devletler Ordusu Askeri Tarih Merkezi. OCLC  834187 . 25 Ağustos 2013 tarihinde alındı .
• Greene, Benjamin P. (2007). Eisenhower, Science Advice ve Nükleer Test Yasağı Tartışması, 1945–1963 . Stanford, Kaliforniya: Stanford University Press. ISBN'si 9780804754453. OCLC  65204949 .
• Heilbron, JL ; Seidel, Robert W. (1989). Lawrence ve Laboratuvarı: Lawrence Berkeley Laboratuvarı Tarihi . Berkeley, Kaliforniya: Kaliforniya Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 978-0-520-06426-3. OCLC  19455957 . Erişim tarihi: 24 Mayıs 2015 .
• Herken, Gregg (2002). Bombanın Kardeşliği: Robert Oppenheimer, Ernest Lawrence ve Edward Teller'ın Karışık Yaşamları ve Sadakatleri . New York, New York: Holt Ciltsiz Kitaplar. ISBN'si 978-0-8050-6589-3. OCLC  48941348 .
• Hewlett, Richard G .; Anderson, Oscar E. (1962). Yeni Dünya, 1939–1946 (PDF) . Fizik Bugün . Cilt 15. Üniversite Parkı, Pensilvanya: Pennsylvania Eyalet Üniversitesi Yayınları. p. 62. Bibcode : 1962PhT....15l..62H . doi : 10.1063/1.3057919 . ISBN'si 978-0-520-07186-5. OCLC  637004643 . 26 Mart 2013 tarihinde erişildi .
• Jones, Vincent (1985). Manhattan: Ordu ve Atom Bombası (PDF) . Washington, DC: Birleşik Devletler Ordusu Askeri Tarih Merkezi. OCLC  10913875 . 25 Ağustos 2013 tarihinde alındı .
• Segre, Emilio (1993). Daima Hareket Halinde Bir Zihin: Emilio Segrè'nin Otobiyografisi . Berkeley, Kaliforniya: Kaliforniya Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 978-0-520-07627-3. OCLC  25629433 .
• Seidel, Robert W. (1983). "Hızlandırıcı Bilim: Lawrence Radyasyon Laboratuvarı'nın Savaş Sonrası Dönüşümü". Fizik Bilimlerinde Tarihsel Çalışmalar . 13 (2): 375–400. doi : 10.2307/27757520 . ISSN  1939-1811 . JSTOR  27757520 .

Dış bağlantılar

• Ernest O. Lawrence, Alsos Nükleer Sorunlar Dijital Kütüphanesinden Ernest Lawrence için Açıklamalı Kaynakça
• Lawrence ve Cyclotron: AIP Tarih Merkezi Web Sergisi
• Ernest Orlando Lawrence - Adam, Laboratuvarı, Mirası
• Lawrence ve Laboratuvarı: Bir Tarihçinin Lawrence Yıllarına Bakışı
• Lawrence Livermore Laboratuvarı: EO Lawrence'ı Hatırlamak
• Ernest Lawrence Nobelprize.org'da
• Nobel-Winners.com: Ernest Lawrence
• Ernest Lawrence Bir Mezar Bul'da