Spedding, Frank

Frank Harold Spedding ( ing.  Frank Harold Spedding ; 22 octombrie 1902 [1] [2] [3] […] , Hamilton , Ontario - 15 decembrie 1984 [1] [2] [3] […] , Ames , Iowa [ 4 ] ) a fost un chimist american care a fost implicat în producția de uraniu pentru bombele atomice ale Proiectului Manhattan . Membru al Academiei Naționale de Științe din SUA [6] .

Viața timpurie și educația

Spedding s-a născut pe 22 octombrie 1902 în Hamilton , Ontario, Canada , din fiii lui Howard Leslie Spedding și Mary Ann Elizabeth (Marshall) Spedding. A devenit cetățean american naturalizat prin tatăl său. A intrat la Universitatea din Michigan în 1920, primind o diplomă de licență în inginerie chimică în 1925 și o diplomă de master în chimie analitică în anul următor.

Cu recomandarea lui Moses Gomberg , Spedding a solicitat doctoratul la Universitatea din California, Berkeley . Sub supravegherea lui Gilbert Lewis, Spedding și-a primit doctoratul în 1929 cu o disertație intitulată „Spectre de absorbție liniară în solide la temperaturi scăzute în regiunile vizibile și ultraviolete ale spectrului”.

Cariera timpurie

Absolvirea lui Spedding a coincis cu debutul Marii Depresiuni , ceea ce a făcut dificilă găsirea de muncă. Din 1930 până în 1932, Spedding a primit o bursă de cercetare națională, care i-a permis să rămână la Berkeley și să-și continue cercetările asupra spectrelor solidelor.

În timp ce face drumeții în nordul Californiei, a cunoscut-o pe Ethel Annie MacFarlane, care și-a împărtășit pasiunea pentru drumeții și alpinism. Născută în Winnipeg , Manitoba, a absolvit Universitatea din Saskatchewan și Universitatea din Toronto , unde și-a luat diploma de master în istorie. Când s-au cunoscut, ea preda la un liceu din Victoria, Columbia Britanică . S-au căsătorit pe 21 iunie 1931. Fiica lor, Mary Ann Elizabeth, s-a născut în 1939.

Din 1932 până în 1934, Spedding a lucrat pentru Gilbert Lewis ca profesor de chimie. În această perioadă, a devenit interesat de chimia pământurilor rare . Erau scumpe și, de obicei, erau disponibile doar în cantități mici.

În 1933 a primit premiul Irving Langmuir pentru cel mai remarcabil tânăr chimist [7] . Premiul a fost un premiu în bani de 1.000 de dolari. Spedding a trebuit să împrumute bani pentru a merge la Chicago pentru a încasa bonusul. La Chicago, a făcut un contact important: Herbert Newby McCoy, fost profesor de chimie la Universitatea din Chicago , i-a sugerat să cumpere câteva kilograme de europiu și samariu . Au fost produse de compania Lindsay Light and Chemical ca produs secundar al producției de toriu . McCoy i-a recomandat ulterior lui Arthur Compton Spedding .

În 1934, Spedding a primit o bursă Guggenheim , permițându-i să studieze în Europa. Inițial, intenționa să studieze în Germania cu James Frank și Francis Simon , dar aceștia au părăsit Germania după ce Adolf Hitler a venit la putere în martie 1933. Așa că a mers la Laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge , unde a fost întâlnit de Ralph Fowler .

Spedding a lucrat cu John Lennard-Jones și a participat la prelegerile lui Max Born . L-a vizitat pe Niels Bohr la Copenhaga și a ținut o prelegere la Leningrad .

Când Spedding s-a întors în Statele Unite în 1935, Marea Depresiune era încă în curs și piața muncii nu se îmbunătățise. A fost profesor asistent la Universitatea Cornell între 1935 și 1937. Aceasta a fost o altă poziție temporară, dar ia permis să lucreze cu Hans Bethe .

Căutând un post permanent, a aplicat la Universitatea de Stat din Ohio . S-a dovedit că postul era deja ocupat, dar acolo a aflat de un post vacant la Iowa State College din Ames (acum Iowa State University ). „Nu aș fi ales acest loc”, și-a amintit mai târziu Spedding, „dar eram disperat. M-am gândit: pot să merg acolo și să dezvolt chimia fizică, iar când locurile de muncă se vor deschide cu adevărat, pot merge la altă școală.”

Spedding a preluat funcția de profesor asistent și catedră de chimie fizică la Iowa State College în 1937. Eforturile sale de a fonda o școală au fost atât de reușite încât și-a petrecut restul carierei acolo, devenind profesor de chimie în 1941, profesor de fizică în 1950, profesor de metalurgie în 1962 și profesor emerit în 1973.

În proiectul Manhattan

Proiectul Manhattan a cerut crearea de reactoare nucleare pentru a produce plutoniu . Acest lucru urma să fie realizat de Laboratorul de Metalurgie al Universității din Chicago , sub conducerea lui Arthur Compton . Fizicianul Compton a apelat la Herbert McCoy, care avea o experiență considerabilă cu izotopi și elemente radioactive, pentru sfaturi privind înființarea unui departament de chimie la laborator. McCoy l-a recomandat pe Spedding ca expert în elementele pământurilor rare care sunt similare chimic cu actinidele , inclusiv uraniul și plutoniul. Compton l-a invitat pe Spedding să conducă departamentul de chimie al laboratorului metalurgic.

Din cauza lipsei de spațiu la Universitatea din Chicago, Spedding s-a oferit să organizeze o parte a departamentului de chimie de la Iowa State College din Ames, unde avea colegi dispuși să ajute. S-a decis ca Spedding să petreacă jumătate din fiecare săptămână în Ames și jumătate în Chicago.

Prima problemă de pe ordinea de zi a fost căutarea uraniului pentru un reactor nuclear. Singurul metal uraniu disponibil comercial a fost produs de Westinghouse Electric and Manufacturing Company folosind un proces fotochimic. Acestea erau batoane de dimensiunea unei monede de 25 de cenți , care se vindeau cu aproximativ 20 de dolari pe gram. Edward Creutz, liderul echipei de fabricare a uraniului, a dorit o sferă de metal de mărimea unei portocale pentru experimentele sale. Cu tehnologia Westinghouse , ar costa 200.000 de dolari și ar dura un an pentru a se realiza.

O altă problemă majoră a fost puritatea uraniului. Impuritățile ar putea acționa ca o otravă cu neutroni și pot interfera cu funcționarea unui reactor nuclear. Oxidul de uraniu pe care Enrico Fermi dorea să-l folosească pentru reactorul său experimental conținea o cantitate inacceptabil de mare de impurități. Cea mai eficientă modalitate de a purifica oxidul de uraniu în laborator a fost utilizarea solubilității ridicate a azotatului de uranil în eterul dietilic . Extinderea acestui proces pentru producția industrială a fost o provocare; o astfel de producție era potențial explozivă și inflamabilă.

Compton și Spedding l-au abordat pe industriașul din St. Louis Edward Mallinckrodt , care avea experiență cu eterul. Spedding a discutat detaliile cu inginerii chimiști ai lui Mallinckrodt, Henry W. Farr și John R. Ruhoff, 17 aprilie 1942. Noua producție a fost creată într-o atmosferă de strict secret, cu toate acestea, deja la mijlocul lui mai 1942, Mallinckrodt a prezentat primele mostre experimentale. Șaizeci de tone de oxid de uraniu de înaltă puritate au fost produse în câteva luni, iar întreprinderea Mallinckrodt a început livrările chiar înainte de a semna un contract oficial cu guvernul [8] .

Spedding a recrutat în grupul său doi profesori de chimie Ames, Harley Wilhelm și I. B. Jones. Spedding și Wilhelm au început să caute modalități de a face uraniu metal din oxid. La acea vreme, era disponibil sub formă de pulbere cu un puternic efect piroforic . Pulberea putea fi presată, sinterizată și depozitată în cutii, dar pentru a fi folosită în tehnologia nucleară, uraniul trebuia topit și transformat în lingouri. Echipa lui Ames a descoperit că uraniul topit poate fi turnat într-un recipient din grafit . Grafitul reacționează cu uraniul, dar acest lucru nu a cauzat prea multe dificultăți, deoarece carbura se formează numai pe suprafețele de contact.

Pentru a obține uraniu metalic, oamenii de știință au încercat să reducă oxidul de uraniu cu hidrogen, dar nu au avut succes. Apoi au investigat procesul cunoscut acum sub numele de procesul Ames , dezvoltat inițial la Universitatea din New Hampshire în 1926. Până în septembrie 1942, un lingou de 4.980 kg (10,98 lb) a fost produs la Ames. În octombrie, producea deja 100 de lire sterline pe săptămână. Începând din iulie 1943, Mallinckrodt , Union Carbide și DuPont au început să producă uraniu folosind metoda Ames, iar la începutul anului 1945, propria lor producție la Ames a încetat. Laboratorul Ames nu s-a mutat niciodată la Chicago, dar pe 2 decembrie 1942, Spedding a fost prezent la pornirea reactorului Chicago Woodpile 1 [9 ] .

Pe lângă lucrul cu uraniu, Laboratorul Ames a produs 437 de lire sterline (198 kg) de ceriu extrem de pur pentru creuzetele de sulfură de ceriu utilizate în metalurgia plutoniului. Preocupările legate de aprovizionarea limitată de uraniu din lume au condus la experimente cu toriu , care poate fi iradiat pentru a produce uraniu-233 fisionabil. Pentru toriu, a fost dezvoltat un proces de reducere a calciului și au fost produse aproximativ 4.500 de lire sterline (2.000 kg) de metal.

După proiectul Manhattan

După al Doilea Război Mondial, Spedding a fondat Institutul de Cercetare Atomică a Comisiei pentru Energie Atomică și Laboratorul Ames . A condus Laboratorul Ames de la înființarea acestuia în 1947 până în 1968. A fost fondată inițial pe terenul Iowa State College.

În plus, Spedding a dezvoltat o metodă de schimb ionic pentru separarea și purificarea elementelor pământurilor rare folosind rășini schimbătoare de ioni . Mai târziu a folosit schimbul de ioni pentru a separa izotopii, inclusiv sute de grame de azot-15 aproape pur.

În noiembrie 1984, Spedding a suferit un accident vascular cerebral. A murit brusc pe 15 decembrie 1984 și a fost înmormântat în cimitirul de la Universitatea din Iowa. Îi au în supraviețuire soția, fiica și trei nepoți [9] .

Note

1. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // Encyclopædia Britannica 
2. ↑ 1 2 3 4 Frank Harold Spedding // The Biographical Dictionary of Iowa  (engleză) - University of Iowa Press , 2008. - ISBN 978-1-58729-685-7
3. ↑ 1 2 3 4 Frank H. Spedding // Muzeul Solomon Guggenheim - 1937.
4. ↑ 1 2 Descărcare de date Freebase - Google .
5. ↑ 1 2 3 https://www.gf.org/fellows/all-fellows/frank-h-spedding/
6. ↑ F.  Spedding . www.nasonline.org . Preluat la 27 decembrie 2020. Arhivat din original la 11 ianuarie 2020.
7. ↑ The Biographical Dictionary of Iowa - The University of Iowa Libraries  . uipress.lib.uiowa.edu . Preluat la 27 decembrie 2020. Arhivat din original la 1 februarie 2020.
8. ↑ The Mallinckrodt Chemical Works Story  (ing.) (pdf). moștenirea atomică . Mallinckodt Chemical (1962). Preluat la 10 martie 2020. Arhivat din original la 15 iunie 2021.
9. ↑ 1 2 FRANK SPEDDING, KEY FIGURE IN ATOM BOMB DEVELOPMENT , The New York Times  (17 decembrie 1984). Arhivat din original la 30 ianuarie 2018. Preluat la 27 decembrie 2020.

Link -uri

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)
În cataloagele bibliografice BIBSYS: 90762913 BNF : 17285326v ISNI : 0000 0001 1052 1764 LCCN : n83825750 NTA : 110093143 NUKAT : n2007121218 VIAF : 33386324 WorldCat VIAF : 33386324