Герберт Дж. Макферсон - Herbert G. MacPherson

Герберт Дж. Макферсон (2 ноября 1911 г. - 6 января 1993 г.) был американским инженером-атомщиком и заместителем директора Национальная лаборатория Окриджа (ORNL). Он участвовал в проектировании и разработке ядерных реакторов и, по мнению Элвин Вайнберг он был «крупнейшим специалистом страны по графиту» ...[1]

Карьера

После получения докторской степени В 1936 году Макферсон получил степень бакалавра физики в Калифорнийском университете в Беркли. Он перешел на работу в Национальную метеорологическую службу в Вашингтоне. В следующем году он был нанят Национальным углеродным отделом Union Carbide и Carbon Corporation в Кливленде, штат Огайо, где он исследовал спектры углеродных дуг.[2] которые часто использовались в киноиндустрии. В 1956 году он переехал в Ок-Ридж, штат Теннесси, чтобы стать научным сотрудником Национальной лаборатории Ок-Ридж. Макферсон стал заместителем директора Окриджской национальной лаборатории в 1965 году и занимал эту должность до 1970 года.[1] С 1970 по 1976 год он занимал должность профессора ядерной инженерии в Университете Теннесси.[3] В 1973 году он занимал должность исполняющего обязанности директора Института энергетического анализа,[4]:220 организация, основанная Элвин Вайнберг для изучения управления и будущих источников энергии. В 1978 году он был избран членом Национальная инженерная академия.

Ядерный графит и Манхэттенский проект

Возможность создания цепная реакция в уран стало очевидным в 1939 году после ядерное деление эксперименты Отто Хан и Фриц Штрассман, а интерпретация этих результатов Лиз Мейтнер и Отто Фриш. Захватывающие возможности, которые это открыло, быстро распространились по всему мировому физическому сообществу. Чтобы процесс деления протекал по цепочке, нейтроны, создаваемые делением урана, должны быть замедлены путем взаимодействия с замедлитель нейтронов (элемент с низким атомным весом, который "подпрыгнет" при ударе нейтрона) до того, как они будут захвачены другими атомами урана. В 1939 году было хорошо известно, что двумя наиболее многообещающими модераторами были тяжелая вода и графит[5] (полукристаллическая форма чистого углерода).

В феврале 1940 г. за счет средств, частично выделенных в результате Письмо Эйнштейна-Сциларда Президенту Рузвельту, Лео Сцилард приобрела 4 тонны графита у National Carbon для использования в Энрико Ферми российский экспериментальный реактор, так называемый экспоненциальный реактор.[6]:190 Ферми пишет, что «результаты этого эксперимента были [sic] несколько обескураживающими».[7] предположительно из-за поглощения нейтронов какой-то неизвестной примесью.[8]:40 Итак, в декабре 1940 года Ферми и Сциллард встретились с Х. Г. Макферсоном и В. К. Хамистером в National Carbon, чтобы обсудить возможное наличие примесей в графите, не описывая конкретно причины своего визита.[9]:143 Прочитав ранее (сентябрь 1939 г.) статью[10] Р. Б. Робертса и Дж. Б. Х. Купера (который описал необходимость модератора в цепной реакции) Макферсон смог определить цель визита.[11] Благодаря своему опыту работы со спектрами углеродных дуг он понял, что даже высококачественный графит содержит ничтожные количества бор примеси, которые могут сделать его потенциально непригодным для использования в качестве замедлителя нейтронов в урановом реакторе,[11] подтверждая подозрения Сцилларда.[5]

В результате этой встречи в течение следующих двух лет компания MacPherson (вместе с Л. М. Карри и В. К. Хамистером) разработала методы термической очистки для производства графита с низким содержанием бора,[11][12] Результатом стал продукт «АГОТ Графит» компании National Carbon. По словам У. П. Эзерли, это был «первый настоящий графит ядерной чистоты».[13] К ноябрю 1942 года National Carbon отправила 250 тонн графита AGOT в Чикагский университет.[6] :200 где он был использован при построении Ферми Чикаго Пайл-1, первый ядерный реактор, генерирующий устойчивую цепную реакцию. Графит AGOT также использовался для создания Графитовый реактор Х-10 в Ок-Ридж, штат Теннесси, и реакторы на Хэнфорд сайт в Вашингтоне, где производился плутоний во время и после Второй мировой войны.[11][13] Этот процесс и его более поздние усовершенствования стали стандартными технологиями при производстве ядерного графита.[14]

Эта важная информация о примесях бора не была известна немецким ученым, которые пытались создать цепную реакцию в уране во время Второй мировой войны. Сечение поглощения нейтронов в графите исследовал в Германии Уолтер Боте, П. Дженсен и Вернер Гейзенберг которые посчитали его слишком высоким, тем самым исключив графит как возможный замедлитель.[5][15][16] Следовательно, усилия Германии по созданию цепной реакции включали попытки использовать тяжелая вода, дорогая и дефицитная альтернатива. Написав еще в 1947 году, Гейзенберг все еще не понимал, что единственная проблема с графитом - это примеси бора.[15]

Реактор с расплавленной солью

В 1956 году Макферсон был назначен директором ОРНЛ. Элвин Вайнберг, чтобы возглавить Эксперимент в реакторе с расплавленной солью,[4]:125[17]:90[18]:109 революционная безопасная, эффективная и относительно недорогая конструкция реактора, теперь называемая Ториевый топливный цикл. В течение двух лет были завершены химические испытания расплавленных материалов, исследования затрат, общий дизайн и расчеты, которые были отражены в ежеквартальном отчете MacPherson о ходе работ по MSRE.[19] Расчеты выполнены[19] на ORACLE (компьютер), клон фон Нейман с Машина IAS который был построен в ORNL под руководством Алстон Скотт Хаусхолдер.[17]:70[18]:86[20] MSRE финансировался Комиссия по атомной энергии в 1959 году и был завершен в 1965 году. Он работал непрерывно, пока не был закрыт в 1969 году, но он доказал жизнеспособность конструкции.[4]:126[21][22] Вайнберг называет этот проект «возможно, самым гениальным и смелым инженерным экспериментом, когда-либо проводившимся в ORNL».[11] (В 1972 году правительство США отказалось финансировать предлагаемый последующий реактор-размножитель расплавленной соли в ORNL, уволило Элвина Вайнберга и перенаправило свою поддержку на проектирование и строительство реакторов на быстрых нейтронах на жидких металлах, таких как Реактор-размножитель Clinch River.[4]:200[22])

В 1958 г., одновременно с изданием первого учебника по ядерным реакторам,[23] Макферсон (вместе с Джеймсом Лейном и Фрэнком Масланом) отредактировал и опубликовал свой технический трактат по реакторам на жидком топливе.[24]

Археология майя

После выхода на пенсию Макферсон проявил интерес к культуре и писаниям майя, особенно к тем, которые относятся к Дрезденский кодекс. Этот древний манускрипт майя содержит таблицу дат, обычно называемую «Таблицей предупреждений о затмениях», интервалы между которыми приблизительно соответствуют интервалам между солнечными затмениями, происходящими во всем мире. Сотни статей были написаны в попытках понять эту таблицу (см.[25][26]). Макферсон изучал непонятную проблему: как древней цивилизации, возможно, удалось создать такую ​​таблицу, если у нее не было астрономических моделей, которые потребовались бы для предсказания затмений во всем мире.[27][28] и когда майя могли видеть только несколько солнечных затмений за весь период их цивилизации.[29][30] В том, что некоторые эксперты считают «самым интересным из недавних исследований таблицы затмений»,[25]:275Макферсон описал[31] простая процедура, с помощью которой такая таблица могла быть собрана астрономами Майя в процессе определения «лунного сезона».

Рекомендации

  1. ^ а б Вайнберг, Элвин М. (1994). Первая ядерная эра. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Американский институт физики. Рисунок 11. ISBN  978-1563963582.
  2. ^ Макферсон, Х. Г. (1941), "Углеродная дуга как стандарт излучения", Температура, ее измерение и контроль в науке и промышленности, Scranton PA: Reinhold Publishers, стр. 1141–1149.
  3. ^ Элисон Перрузо, изд. (1980), Кто есть кто в Америке, 2, Маркиз Who's Who, стр. 2112
  4. ^ а б c d Вайнберг, Элвин М. (1994). Первая ядерная эра. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Американский институт физики. ISBN  978-1563963582.
  5. ^ а б c Бете, Ганс (2000), «Немецкий урановый проект», Физика сегодня, Американский институт физики, 53 (7): 34–36, Bibcode:2000ФТ .... 53г..34Б, Дои:10.1063/1.1292473
  6. ^ а б Сальветти, Карло (2001). «Куча Ферми». В С. Бернардини и Л. Бонолис (ред.). Энрико Ферми: его работа и наследие. Нью-Йорк Н. Я .: Springer Verlag. стр.177–203. ISBN  3540221417.
  7. ^ Ферми, Энрико (1946), "Разработка первой котла с цепной реакцией", Труды Американского философского общества, 90 (1): 2024
  8. ^ Ферми, Энрико (1965). Сборник статей. 2. Издательство Чикагского университета.
  9. ^ Сциллард, Гертруда; Варт, Спенсер (1978). Лео Сциллард: его версия фактов. II. MIT Press. ISBN  0262191687.
  10. ^ Робертс, Р. Б.; Купер, Дж. Б. Х. (1939), "Уран и атомная энергия", Журнал прикладной физики, 10: 612–614, Bibcode:1939JAP .... 10..612R, Дои:10.1063/1.1707351
  11. ^ а б c d е Вайнберг, Элвин (1994), "Герберт Г. Макферсон", Мемориальные Дани, 7, Национальная академия инженерной печати, стр. 143–147.
  12. ^ Currie, L.M .; Hamister, V.C .; Макферсон, Х. Г. (1955). Производство и свойства графита для реакторов.. Национальная углеродная компания.
  13. ^ а б Эзерли, У. П. (1981), «Ядерный графит - первые годы», Журнал ядерных материалов, 100: 55–63, Bibcode:1981JNuM..100 ... 55E, Дои:10.1016/0022-3115(81)90519-5
  14. ^ Найтингейл Р.Э., изд. (1962). Ядерный графит. Отдел технической информации, Комиссия по атомной энергии США. Нью-Йорк: Academic Press.
  15. ^ а б Гейзенберг, Вернер (16 августа 1947 г.), «Исследования в Германии по техническому применению атомной энергии», Природа, 160 (4059): 211–215, Bibcode:1947Натура.160..211H, Дои:10.1038 / 160211a0, PMID  20256200
  16. ^ Хентшель, Клаус (ред.); Хентшель, Энн М. (переводчик) (1996), «Документ 115», Физика и национал-социализм: антология первоисточников (Английский перевод Гейзенберга 1947 г.), Birkhäuser, стр. 361–379, ISBN  978-3-0348-0202-4CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  17. ^ а б Джонсон, Лиланд; Шаффер, Дэниел (1994). Национальная лаборатория Окриджа, первые пятьдесят лет. Ноксвилл TN: Университет Теннесси Press.
  18. ^ а б «Олимпийские подвиги», ONRL Обзор, Министерство энергетики США, Martin Marietta Energy Systems, 25 (3, 4), 1992 г., архивировано с оригинал на 2014-01-09, получено 2015-03-21
  19. ^ а б Квартальный отчет о ходе выполнения программы реактора на расплавленных солях за период, закончившийся 31 января 1958 г. (PDF), ORNL-2474, Национальная лаборатория Ок-Ридж
  20. ^ Рейли, Эдвин (2003). Вехи компьютерных наук и информационных технологий. Гринвуд. п.193. ISBN  978-1573565219.
  21. ^ П.Н. Хаубенрайх и Дж.Р. Энгель (1970). «Опыт эксперимента с реактором на расплавленной соли» (PDF, перепечатка). Ядерные приложения и технологии. 8: 118–136.CS1 maint: ref = harv (связь)
  22. ^ а б Макферсон, Х. Г. (1985), "Приключение с расплавленной солью" (PDF), Ядерная наука и инженерия, 90: 374–380
  23. ^ Вайнберг, Элвин; Вигнер, Юджин (1958). Физическая теория цепных нейтронных реакций. Издательство Чикагского университета. ISBN  0226885178.
  24. ^ Lane, James A .; MacPherson, H.G .; Маслан, Франк (1958). Реакторы на жидком топливе. Ридинг М.А.: Addison-Wesley Publishing Co.
  25. ^ а б Брикер, Харви; Брикер, Виктория (2011). Астрономия в кодексах майя. Филадельфия, Пенсильвания: Американское философское общество. ISBN  9780871692658.
  26. ^ Келли, Дэвид; Милон, Юджин (2011). Изучение древнего неба. Нью-Йорк: Springer Verlag. ISBN  9781441976239.
  27. ^ Лаунсбери, Флойд Г. (1978), «Нумерация, вычисления и календарная астрономия майя», Чарльз Гилиспи (ред.), Словарь научной биографии, 15, Дополнение I, Нью-Йорк, Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера, стр. 759–818.
  28. ^ Лаунсбери, Флойд Г. (1982), «Астрономические знания и их использование в Бонампаке, Мексика», в Энтони Авени (ред.), Археоастрономия в Новом Свете, Cambridge UK: Cambridge University Press, стр. 143–168, ISBN  9780521247313
  29. ^ Авени, Энтони Ф (1983), «комментарий [на классическое предсказание майя солнечных затмений Х. М. Брикером и В. Р. Брикером]», Современная антропология, 24: 18–19, Дои:10.1086/202931
  30. ^ Мальмстрем, Винсент Х. (2008), За пределами «Дрезденского кодекса»: новые взгляды на эволюцию предсказания затмений майя (PDF), Дартмутский колледж
  31. ^ Макферсон, Х. Г. (1987), «Лунный сезон майя», Античность, 61 (233): 440

внешняя ссылка