Frank Spedding - Frank Spedding

Frank Spedding
Frank Spedding.jpg
Frank Spedding
Doğmak ( 1902-10-22 )22 Ekim 1902
Hamilton, Ontario
Öldü 15 Aralık 1984 (1984-12-15)(82 yaşında)
Ames, Iowa
Milliyet Amerika Birleşik Devletleri
gidilen okul Michigan Üniversitesi (BS 1925, MS 1926)
California Üniversitesi, Berkeley (Ph.D. 1929)
Bilinen Ames süreci
Ödüller Saf Kimyada ACS Ödülü (1933)
Irving Langmuir Ödülü (1933)
William H. Nichols Ödülü (1952)
James Douglas Altın Madalyası (1961)
Francis J. Clamer Madalyası (1969)
Bilimsel kariyer
kurumlar Cornell Üniversitesi
Cavendish Laboratuvarı
Iowa Eyalet Üniversitesi
Metalurji Laboratuvarı
Ames Laboratuvarı
Tez Spektrumun görünür ve ultraviyole bölgelerinde düşük sıcaklıklarda katılarda çizgi absorpsiyon spektrumları  (1929)
Doktora danışmanı Gilbert N.Lewis

Frank Harold Spedding (22 Ekim 1902 - 15 Aralık 1984) Kanadalı Amerikalı bir kimyagerdi . Nadir toprak elementleri ve minerallerden metal çıkarma konusunda ünlü bir uzmandı . Uranyum çıkarma işlemi mümkün için yapmasına yardım Manhattan Projesi ilk inşa etmek atom bombası .

Mezunu Michigan Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley , Spedding fiziksel kimya bölümü doçent ve başkanı oldu Iowa State College okulu binasında Çabaları o geri kalanını geçirmek istiyorum o kadar başarılı idi 1937 yılında 1941'de kimya profesörü, 1950'de fizik profesörü, 1962'de metalurji profesörü ve nihayetinde 1973'te fahri profesör oldu. Dr. Harley Wilhelm ile birlikte Atom Enstitüsü'nü kurdu. Araştırma ve Ames Laboratuvarı ve Atom Enerjisi Komisyonu ve 1968 yılına kadar 1947 yılındaki kuruluşundan itibaren Ames Laboratuarı yönetti.

Spedding, iyon değişim reçineleri kullanarak nadir toprak elementlerini ayırmak ve saflaştırmak için bir iyon değişim yöntemi geliştirdi ve daha sonra yüzlerce gram neredeyse saf nitrojen-15 dahil olmak üzere bireysel elementlerin izotoplarını ayırmak için iyon değişimini kullandı . 250'den fazla hakemli makale yayınladı ve kendi adına ve başkalarıyla ortaklaşa 22 patent aldı. Yaklaşık 88 öğrenci doktora derecelerini aldı. derece onun gözetiminde.

Hayatın erken dönemi ve eğitim

Spedding, 22 Ekim 1902'de Hamilton, Ontario , Kanada'da Howard Leslie Spedding ve Mary Ann Elizabeth (Marshall) Spedding'in oğlu olarak doğdu . O doğduktan kısa bir süre sonra aile Michigan'a ve ardından Chicago'ya taşındı. Babası aracılığıyla vatandaşlığa alınmış bir ABD vatandaşı oldu. Aile , 1918'de babasının fotoğrafçı olarak çalıştığı Michigan , Ann Arbor'a taşındı . 1920'de Michigan Üniversitesi'ne girdi, 1925'te kimya mühendisliği alanında lisans derecesi ve yüksek lisans derecesi (MS) aldı. ) ertesi yıl analitik kimyada.

Bir lisans olarak, Spedding göre geçerli olan açıklama ile konu aldı Friedrich August Kekulé nasıl altı karbon atomuna sahip olarak benzen beklemeye birlikte, önerilen diğer bir açıklamaya. Profesörü Moses Gomberg , bunun Albert Ladenburg tarafından 1869'da geliştirilen (yanlış) modelle aynı olduğunu kabul etti . Gomberg'in önerisi üzerine Spedding , Gilbert N. Lewis'in altında doktorasını yapmak üzere Berkeley'deki California Üniversitesi'ne başvurdu . Gomberg, Spedding'in sadece kabul edilmesi için değil, aynı zamanda bir öğretim bursu da verilmesi için bir tavsiye yazdı. Spedding, Lewis'in gözetiminde, 1929'da Felsefe Doktoru derecesini (Ph.D.) kazandı ve "spektrumun görünür ve morötesi bölgelerinde düşük sıcaklıklarda katılarda çizgi absorpsiyon spektrumları" üzerine tezini yazdı. O yıl Fiziksel İnceleme'de yayınlandı .

Erken kariyer

Spedding'in mezuniyeti Büyük Buhran'ın başlangıcına denk geldi ve iş bulmak zorlaştı. Spedding, 1930'dan 1932'ye kadar Ulusal Araştırma Bursu alarak Berkeley'de kalmasını ve katıların spektrumları konusundaki araştırmalarına devam etmesini sağladı. Kuzey Kaliforniya'da yürüyüş yaparken kampçılık, doğa yürüyüşü ve dağcılık tutkusunu paylaşan Ethel Annie MacFarlane ile tanıştı. Winnipeg, Manitoba doğumlu mezunuydu University of Saskatchewan ve Toronto Üniversitesi o tarihte bir master derecesi almış etmişti. Onlar tanıştığımızda, öğretmenlik Victoria Lisesi'nde de Victoria, British Columbia . 21 Haziran 1931'de evlendiler. 1939 doğumlu Mary Anne Elizabeth adında bir kızları oldu.

1932'den 1934'e kadar Spedding, Lewis için kimya eğitmeni olarak çalıştı. Bu sıralarda, nadir toprak elementlerinin kimyasıyla ilgilenmeye başladı . Bunlar pahalıydı ve bulunması zordu ve genellikle sadece küçük miktarlarda mevcuttu. 1933'te en seçkin genç kimyager için Irving Langmuir Ödülü'nü kazandı . Ödül, 1000 dolarlık bir nakit ödülle geldi. Almak için Chicago'ya gitmek için borç para aldı. Oradayken, birkaç kilo europium ve samaryum sunan bir adam ona yaklaştı . Onun velinimeti, toryum üretiminin bir yan ürünü oldukları Lindsay Light and Chemical Company'den bu elementleri tedarik eden Chicago Üniversitesi'nden emekli bir kimya profesörü olan Herbert Newby McCoy'du . Birkaç hafta sonra Spedding, içinde metal kavanozların bulunduğu bir paket aldı.

1934'te Spedding, Avrupa'da öğrenim görmesine izin veren bir Guggenheim Bursu kazandı . Para biriktirmek için Spedding ve karısı, Pasifik boyunca batıya doğru ilerleyerek Avrupa'ya gitti. Niyeti altında Almanya'da çalışma oldu , James Franck ve Francis Simon , ama sonra onlar Almanya'ya kaçan Adolf Hitler , Mart 1933'te iktidara gelen Onun yerine gitti Cavendish Laboratuvarı de Cambridge Üniversitesi diye karşıladı İngiltere, Ralph H Fowler . Spedding, John Lennard-Jones ile çalıştı ve Max Born tarafından verilen derslere katıldı . Kopenhag'da Niels Bohr'u ziyaret etti ve Leningrad'da bir konferans verdi .

Spedding 1935'te Amerika Birleşik Devletleri'ne döndüğünde, ülke hâlâ Büyük Buhran'ın pençesindeydi ve iş piyasası gelişmemişti. Öyleydi George Fisher Baker Başka geçici konum oldu 1935 den 1937 kadar Cornell Üniversitesi doçent, ancak çalışmak için onu izin vermedi Hans Bethe . Bir noktada, bir görev süresi pozisyonu bulmayı umarak Ohio Eyalet Üniversitesi'ne gitti . Pozisyon zaten dolu olmuştu, ama orada kimya profesörü WL Evans, Winfred F. (Buck) Coover de biliyordu Iowa State College içinde Ames, Iowa , bir pozisyon vardı. Spedding daha sonra "Normalde burayı seçmezdim" diye hatırladı, "ama çaresizdim. Oraya gidip fiziksel kimya geliştirebilirim ve işler gerçekten açıldığında başka bir okula gidebilirim" diye düşündüm.

Spedding, 1937'de Iowa Eyalet Koleji'nde yardımcı doçent ve fizikokimya bölüm başkanı olarak göreve başladı. Okulu inşa etme çabaları o kadar başarılıydı ki, kariyerinin geri kalanını orada geçirecek ve kimya profesörü oldu. 1941, 1950'de fizik profesörü, 1962'de metalurji profesörü ve nihayetinde 1973'te fahri profesör.

Manhattan Projesi

Şubat 1942'de Amerika Birleşik Devletleri II. Dünya Savaşı'na girdi ve Manhattan Projesi inşa ediliyordu. Arthur H. Compton , Chicago Üniversitesi'nde Metalurji Laboratuvarını kurdu . Misyonunu inşa etmekti nükleer reaktörleri oluşturmak için plütonyum kullanılan olacağını atom bombaları . Bir fizikçi olan Compton, laboratuvarın Kimya Bölümü'nün bir araya getirilmesiyle ilgili tavsiye için, izotoplar ve radyoaktif elementler konusunda önemli deneyime sahip olan Herbert McCoy'a döndü . McCoy, Spedding'i uranyum ve plütonyum içeren aktinit serisine kimyasal olarak benzeyen nadir toprak elementleri konusunda uzman olarak önerdi . Compton, Spedding'den Metalurji Laboratuvarı Kimya Bölümünün başına geçmesini istedi.

Chicago Üniversitesi'nde yer olmaması nedeniyle, Spedding, yardım etmeye istekli meslektaşlarının bulunduğu Ames'teki Iowa Eyalet Koleji'ndeki Kimya Bölümünün bir bölümünü düzenlemeyi önerdi. Spedding'in her haftanın yarısını Ames'te, yarısını Chicago'da geçirmesi kararlaştırıldı. Gündemdeki ilk sorun, Enrico Fermi'nin inşa etmeyi önerdiği nükleer reaktör için uranyum bulmaktı . Ticari olarak mevcut olan tek uranyum metali, Westinghouse Electric and Manufacturing Company tarafından gram başına yaklaşık 20 dolara satılan çeyrek büyüklüğünde külçeler üreten bir fotokimyasal işlem kullanılarak üretildi . Uranyumu üretmekten sorumlu grubun başkanı Edward Creutz , deneyleri için portakal büyüklüğünde metal bir küre istedi. Westinghouse'un süreciyle 200.000 dolara mal olacaktı ve üretilmesi bir yıl alacaktı.

Diğer önemli sorun ise uranyumun saflığıydı. Safsızlıklar, nötron zehirleri gibi davranabilir ve bir nükleer reaktörün çalışmasını engelleyebilir, ancak Fermi'nin deneysel reaktörü için istediği uranyum oksit, kabul edilemez derecede büyük miktarda safsızlık içeriyordu. Sonuç olarak, 1942'den önce yayınlanan referanslar, saf uranyum metali gerçekte 1,132 °C'de (2.070 °F) eridiğinde tipik olarak erime noktasını yaklaşık 1.800 °C (3.270 °F) olarak listelemektedir. Uranyum oksidi laboratuvarda saflaştırmanın en etkili yolu, uranyum nitratın eterde çözünür olduğu gerçeğinden yararlanmaktı . Bu süreci endüstriyel üretim için büyütmek tehlikeli bir teklifti; eter patlayıcıydı ve büyük miktarlarda kullanılan bir fabrikanın patlaması veya yanması muhtemeldi. Compton ve Spedding , Saint Louis, Missouri'deki eter konusunda deneyimi olan Mallinckrodt'a döndü . Spedding, 17 Nisan 1942'de Mallinckrodt'un kimya mühendisleri Henry V. Farr ve John R. Ruhoff ile ayrıntıları gözden geçirdi. Birkaç ay içinde altmış ton yüksek saflıkta uranyum oksit üretildi.

Spedding, Ames'teki grubu için Harley Wilhelm ve IB Johns adlı iki kimya profesörünü işe aldı . Spedding ve Wilhelm, uranyum metalini yaratmanın yollarını aramaya başladı. O zamanlar bir toz şeklinde üretildi ve oldukça piroforikti . Bu preslenmiş ve olabilir sinterlenmiş ve kutuda saklanır, ama yararlı olması için, erimiş ve dökme gerekiyordu. Ames ekibi, erimiş uranyumun bir grafit kapta dökülebileceğini buldu . Grafitin uranyum ile reaksiyona girdiği bilinmesine rağmen, karbür sadece ikisinin dokunduğu yerde oluştuğu için bu yönetilebilirdi.

Uranyum metali üretmek için uranyum oksidi hidrojenle indirgemeye çalıştılar, ancak bu işe yaramadı. Daha sonra (artık olarak bilinen bir işlemi araştırdık Ames işlemi ilk olarak JC Goggins ve diğerleri tarafından geliştirilen) University of New Hampshire 1926 içerdi karıştırma içinde uranyum tetraklorür ve kalsiyum bir metal kalsiyum oksit (a olarak bilinen -lined çelik basınç kabı "bomba") ve ısıtmak. Ağustos 1942'de Goggin'in sonuçlarını yeniden üretebildiler ve Eylül ayına kadar Ames Projesi 4.980 kilogram (10.98 lb) külçe üretti. Temmuz 1943'ten itibaren Mallinckrodt, Union Carbide ve DuPont , Ames süreciyle uranyum üretmeye başladı ve Ames 1945'in başlarında kendi üretimini aşamalı olarak durdurdu. Sonuç olarak, Ames Laboratuvarı hiçbir zaman Chicago'ya taşınmadı, ancak Spedding Üniversitede hazır bulundu. Chicago Aralık 1942 tarihinde 2, ilk kontrollü tanık nükleer zincir reaksiyonu Fermi'nin içinde Chicago Pile-1 .

Savaş boyunca laboratuvar, "Speddinars" olarak bilinen düzenli bilgi oturumları düzenledi. Uranyumla çalışmasına ek olarak, Ames Laboratuvarı plütonyum metalürji uzmanları tarafından kullanılan seryum sülfür potaları için 437 pound (198 kg) son derece saf seryum üretti . Dünya uranyum kaynaklarının sınırlı olduğuna dair korkular, bölünebilir uranyum-233 üretmek için ışınlanabilecek toryum ile deneylere yol açtı . Toryum için bir kalsiyum indirgeme işlemi geliştirildi ve yaklaşık 4.500 pound (2.000 kg) üretildi.

Daha sonra yaşam

Dünya Savaşı'ndan sonra Spedding, Atom Araştırmaları Enstitüsü'nü ve Atom Enerjisi Komisyonu'nun Ames Laboratuvarı'nı kurdu . 1947'deki kuruluşundan 1968'e kadar Ames Laboratuvarı'nı yönetti. Başlangıçta Iowa Eyalet Koleji arazisinde kuruldu. 1948 ve 1950'de açılan ve daha sonra Wilhelm Hall ve Spedding Hall olarak adlandırılan kalıcı binalar inşa edildi. Spedding, "nadir toprak elementlerinin tanımlanması ve ayrılması konusunda dünyanın önde gelen uzmanlarından biri olarak evrensel olarak kabul edildi". İyon değiştirme reçineleri kullanarak nadir toprak elementlerini ayırmak ve saflaştırmak için bir iyon değiştirme yöntemi geliştirdi . Daha sonra , yüzlerce gram neredeyse saf nitrojen-15 dahil olmak üzere tek tek elementlerin izotoplarını ayırmak için iyon değişimi kullandı .

Kariyeri boyunca, Spedding 260'ın üzerinde hakemli makale yayınladı ve kendi adına ve başkalarıyla ortaklaşa 22 patent aldı. Yaklaşık 88 öğrenci doktora derecelerini aldı. derece onun gözetiminde. 1972'de emekli olduktan sonra 60 kitap yazdı. O alınan William H. Nichols adlı Ödülü American Chemical Society 1952 yılında, James Douglas dan Altın Madalya Madencilik, Metalurji ve Petrol Mühendisleri Amerikan Enstitüsü 1961 yılında ve Francis J. Clamer Madalyası gelen Franklin Enstitüsü'nde 1969. He içinde birçok kez kimyada nobel ödülü'ne aday gösterilmiş, ancak asla kazanılamamıştır. Frank H. Spedding Ödülü adı verilen bir ödül, yıllık Nadir Toprak Araştırma Konferansı'nda verilmektedir.

Spedding, Kasım 1984'te felç geçirdi ve hastaneye kaldırıldı, ancak eve gönderildi. 15 Aralık 1984'te aniden öldü ve Iowa Eyalet Üniversitesi'ndeki mezarlığa gömüldü. Eşi, kızı ve üç torunu tarafından yaşatılmıştır. Makaleleri Iowa Eyalet Üniversitesi Özel Koleksiyonlar Bölümü'nde bulunmaktadır.

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar