Spedding, Frank

Frank Harold Spedding ( eng.  Frank Harold Spedding ; 22. oktober 1902 [1] [2] [3] […] , Hamilton , Ontario - 15. december 1984 [1] [2] [3] […] , Ames , Iowa [4] ) var en amerikansk kemiker , der var involveret i produktionen af ​​uran til Manhattan Project atombomber . Medlem af US National Academy of Sciences [6] .

Tidligt liv og uddannelse

Spedding blev født den 22. oktober 1902 i Hamilton , Ontario, Canada , af Howard Leslie Spedding og Mary Ann Elizabeth (Marshall) Spedding. Han blev en naturaliseret amerikansk statsborger gennem sin far. Kom ind på University of Michigan i 1920, modtog en bachelorgrad i kemiteknik i 1925 og en kandidatgrad i analytisk kemi året efter.

Med Moses Gombergs anbefaling ansøgte Spedding til University of California, Berkeley for at få sin ph.d. Under tilsyn af Gilbert Lewis modtog Spedding sin Ph.D. i 1929 med en afhandling med titlen "Lineære absorptionsspektre i faste stoffer ved lave temperaturer i de synlige og ultraviolette områder af spektret."

Tidlig karriere

Speddings eksamen faldt sammen med begyndelsen af ​​den store depression , hvilket gjorde det svært at finde arbejde. Fra 1930 til 1932 modtog Spedding et National Research Fellowship, som gjorde det muligt for ham at blive i Berkeley og fortsætte sin forskning i faste stoffers spektre.

Mens han vandrede i det nordlige Californien, mødte han Ethel Annie MacFarlane, som delte hans passion for vandreture og bjergbestigning. Hun er født i Winnipeg , Manitoba, og dimitterede fra University of Saskatchewan og University of Toronto , hvor hun modtog sin mastergrad i historie. Da de mødtes, underviste hun på en high school i Victoria, British Columbia . De giftede sig den 21. juni 1931. Deres datter, Mary Ann Elizabeth, blev født i 1939.

Fra 1932 til 1934 arbejdede Spedding for Gilbert Lewis som kemilærer. Omkring dette tidspunkt blev han interesseret i de sjældne jordarters kemi . De var dyre og fås normalt kun i små mængder.

I 1933 modtog han Irving Langmuir-prisen for mest fremragende unge kemiker [7] . Prisen var en pengepræmie på $1.000. Spedding måtte låne penge for at tage til Chicago for at hente bonussen. I Chicago fik han en vigtig kontakt: Herbert Newby McCoy, en tidligere professor i kemi ved University of Chicago , foreslog, at han skulle købe flere pund europium og samarium . De blev produceret af Lindsay Light and Chemical Company som et biprodukt af thoriumproduktion . McCoy anbefalede efterfølgende Spedding til Arthur Compton .

I 1934 blev Spedding tildelt et Guggenheim Fellowship , hvilket gav ham mulighed for at studere i Europa. Han havde oprindelig til hensigt at studere i Tyskland hos James Frank og Francis Simon , men de forlod Tyskland, efter at Adolf Hitler kom til magten i marts 1933. Så han gik til Cavendish Laboratory ved University of Cambridge , hvor han blev mødt af Ralph Fowler .

Spedding arbejdede sammen med John Lennard-Jones og deltog i Max Borns forelæsninger . Han besøgte Niels Bohr i København og holdt foredrag i Leningrad .

Da Spedding vendte tilbage til USA i 1935, var den store depression stadig i gang, og arbejdsmarkedet var ikke blevet bedre. Han tjente som adjunkt ved Cornell University fra 1935 til 1937. Dette var endnu et vikariat, men det gav ham mulighed for at arbejde sammen med Hans Bethe .

Han søgte en fast stilling og søgte ind på Ohio State University . Det viste sig, at stillingen allerede var besat, men der fik han at vide om en ledig stilling ved Iowa State College i Ames (nu Iowa State University ). "Jeg ville ikke have valgt dette sted," huskede Spedding senere, "men jeg var fortvivlet. Jeg tænkte: Jeg kan gå der og udvikle fysisk kemi, og når jobsene for alvor åbner sig, kan jeg gå på en anden skole.”

Spedding tiltrådte stillingen som adjunkt og formand for fysisk kemi ved Iowa State College i 1937. Hans bestræbelser på at grundlægge en skole var så succesrige, at han tilbragte resten af ​​sin karriere der, idet han blev professor i kemi i 1941, professor i fysik i 1950, professor i metallurgi i 1962 og professor emeritus i 1973.

I Manhattan Project

Manhattan-projektet opfordrede til oprettelse af atomreaktorer til at producere plutonium . Dette skulle gøres af Metallurgical Laboratory ved University of Chicago under ledelse af Arthur Compton . Fysiker Compton henvendte sig til Herbert McCoy, som havde stor erfaring med isotoper og radioaktive grundstoffer, for at få råd om at oprette en kemiafdeling på laboratoriet. McCoy anbefalede Spedding som ekspert i sjældne jordarters grundstoffer, der kemisk ligner actinider , herunder uran og plutonium. Compton inviterede Spedding til at lede den kemiske afdeling i det metallurgiske laboratorium.

På grund af pladsmangel på University of Chicago tilbød Spedding at organisere en del af kemiafdelingen på Iowa State College i Ames, hvor han havde kolleger, der var villige til at hjælpe. Det blev besluttet, at Spedding skulle tilbringe halvdelen af ​​hver uge i Ames og halvdelen i Chicago.

Det første emne på dagsordenen var eftersøgningen af ​​uran til en atomreaktor. Det eneste kommercielt tilgængelige uranmetal blev produceret af Westinghouse Electric and Manufacturing Company ved hjælp af en fotokemisk proces. Disse var 25-cent mønt- størrelse barer , der solgte for omkring $20 per gram. Edward Creutz, leder af uranfremstillingsteamet, ønskede en metalkugle på størrelse med en appelsin til sine eksperimenter. Med Westinghouse -teknologi ville det koste $200.000 og tage et år at lave.

Et andet stort problem var uranets renhed. Urenhederne kan virke som en neutrongift og forstyrre driften af ​​en atomreaktor. Uranoxidet, som Enrico Fermi ønskede at bruge til sin eksperimentelle reaktor, indeholdt en uacceptabel høj mængde urenheder. Den mest effektive måde at rense uraniumoxid på i laboratoriet var at bruge den høje opløselighed af uranylnitrat i diethylether . Det var udfordrende at opskalere denne proces til industriel produktion; en sådan produktion var potentielt eksplosiv og brandfarlig.

Compton og Spedding henvendte sig til St. Louis industrimand Edward Mallinckrodt , som havde erfaring med ether. Spedding diskuterede detaljerne med Mallinckrodts kemiingeniører, Henry W. Farr og John R. Ruhoff, den 17. april 1942. Den nye produktion blev skabt i en atmosfære af streng hemmelighed, men allerede i midten af ​​maj 1942 præsenterede Mallinckrodt de første eksperimentelle prøver. Tres tons højrent uranoxid blev produceret inden for få måneder, og Mallinckrodt-virksomheden begyndte at levere, selv før de underskrev en officiel kontrakt med regeringen [8] .

Spedding rekrutterede to Ames kemiprofessorer, Harley Wilhelm og I. B. Jones, til sin gruppe. Spedding og Wilhelm begyndte at lede efter måder at fremstille uraniummetal af oxid. På det tidspunkt var det tilgængeligt som et pulver med en stærk pyrofor effekt. Pulveret kunne presses, sintres og opbevares i dåser, men for at blive brugt i atomteknologi skulle uranet smeltes ned og laves til barrer. Ames' team fandt ud af, at smeltet uran kunne hældes i en grafitbeholder . Grafit reagerer med uran, men det har ikke voldt store besvær, fordi carbid kun dannes på kontaktflader.

For at opnå metallisk uran har forskere forsøgt at reducere uranoxid med brint, men det har ikke været held. De undersøgte derefter processen, der nu er kendt som Ames-processen , oprindeligt udviklet ved University of New Hampshire i 1926. I september 1942 var der produceret en barre på 4.980 kg (10,98 lb) i Ames. I oktober producerede den allerede 100 pund om ugen. Fra juli 1943 begyndte Mallinckrodt , Union Carbide og DuPont at producere uran ved hjælp af Ames-metoden, og i begyndelsen af ​​1945 var deres egen produktion i Ames ophørt. Ames Laboratory flyttede aldrig til Chicago, men den 2. december 1942 var Spedding til stede ved opstarten af ​​Chicago Woodpile 1 -reaktoren [9 ] .

Ud over at arbejde med uran producerede Ames Laboratory 437 pund (198 kg) ekstremt rent cerium til ceriumsulfiddigler, der blev brugt i plutoniummetallurgi. Bekymringer om verdens begrænsede forsyning af uran førte til forsøg med thorium , som kan bestråles til at producere fissilt uran-233. For thorium blev der udviklet en calciumreduktionsproces, og omkring 4.500 pund (2.000 kg) af metallet blev produceret.

Efter Manhattan-projektet

Efter Anden Verdenskrig grundlagde Spedding Atomic Energy Commission Institute for Atomic Research og Ames Laboratory . Han ledede Ames Laboratory fra dets grundlæggelse i 1947 til 1968. Det blev oprindeligt grundlagt på grund af Iowa State College.

Derudover udviklede Spedding en ionbyttermetode til adskillelse og oprensning af sjældne jordarters grundstoffer ved hjælp af ionbytterharpikser . Han brugte senere ionbytning til at adskille isotoper, herunder hundredvis af gram næsten rent nitrogen-15.

I november 1984 fik Spedding et slagtilfælde. Han døde pludseligt den 15. december 1984 og blev begravet på kirkegården ved University of Iowa. Han efterlader sin kone, datter og tre børnebørn [9] .

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // Encyclopædia Britannica 
2. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // The Bigraphical Dictionary of Iowa  (engelsk) - University of Iowa Press , 2008. - ISBN 978-1-58729-685-7
3. ↑ 1 2 3 4 Frank H. Spedding // Solomon Guggenheim Museum - 1937.
4. ↑ 1 2 Freebase data download - Google .
5. ↑ 1 2 3 https://www.gf.org/fellows/all-fellows/frank-h-spedding/
6. ↑ F.  Spedding . www.nasonline.org . Hentet 27. december 2020. Arkiveret fra originalen 11. januar 2020.
7. ↑ The Bigraphical Dictionary of Iowa - University of Iowa Libraries  . uipress.lib.uiowa.edu . Hentet 27. december 2020. Arkiveret fra originalen 1. februar 2020.
8. ↑ The Mallinckrodt Chemical Works Story  (eng.) (pdf). atomarv . Mallinckodt Chemical (1962). Hentet 10. marts 2020. Arkiveret fra originalen 15. juni 2021.
9. ↑ 1 2 FRANK SPEDDING, NØGLEFIGURE I ATOMBOMBUDVIKLING , The New York Times  (17. december 1984). Arkiveret fra originalen den 30. januar 2018. Hentet 27. december 2020.

Links

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)
I bibliografiske kataloger BIBSYS: 90762913 BNF : 17285326v ISNI : 0000 0001 1052 1764 LCCN : n83825750 NTA : 110093143 NUKAT : n2007121218 VIAF : 33386324 WorldCat VIAF : 33386324