Отто Роберт Фриш - Otto Robert Frisch

Отто Роберт Фриш
Отто Фриш ID badge.png
Военное время Отто Роберта Фриша Лос-Аламос Фотография на удостоверении личности.
Родился(1904-10-01)1 октября 1904 г.
Вена, Австро-Венгрия
Умер22 сентября 1979 г.(1979-09-22) (74 года)
Кембридж, Объединенное Королевство
НациональностьАвстрийский
ГражданствоАвстрия
объединенное Королевство
ИзвестенАтомная бомба
НаградыЧлен Королевского общества[1]
Научная карьера
ПоляФизика
ВлиянияРудольф Пайерлс
Подпись
Отто Роберт Фриш signature.svg

Отто Роберт Фриш ФРС[1] (1 октября 1904 г. - 22 сентября 1979 г.) был британцем австрийского происхождения. физик кто работал над ядерная физика. С участием Лиз Мейтнер он выдвинул первое теоретическое объяснение ядерное деление (придумав термин) и впервые экспериментально обнаружил побочные продукты деления. Позже с соавтором Рудольф Пайерлс[1] он разработал первый теоретический механизм для детонации Атомная бомба в 1940 г.[2]

Ранние годы

Фриш родился в Вена в 1904 г. Еврейский семья, сын Юстиниана Фриша, художника, и Огюста Мейтнера Фриша, пианиста. Он сам был талантлив и в том, и в другом, но также разделял свою тетю Лиз Мейтнер любви к физике и начал период обучения в Венском университете, который окончил в 1926 году, работая над эффектом недавно открытого электрон по солям.

Ядерная физика

Проработав несколько лет в относительно малоизвестных лабораториях Германии, Фриш получил должность в Гамбург под Нобелевская премия ученый-победитель Отто Стерн. Здесь он выполнил работу по дифракции атомов (с использованием кристаллических поверхностей), а также доказал, что магнитный момент из протон был намного больше, чем предполагалось ранее.[3]

Присоединение Адольф Гитлер на пост канцлера Германии в 1933 году заставил Отто Роберта Фриша принять решение переехать в Лондон, где он присоединился к коллективу в Биркбек колледж и работал с физиком Патрик Мейнард Стюарт Блэкетт на камера тумана технологии и искусственные радиоактивность. После этого он проработал пять лет в Копенгаген с участием Нильс Бор где он все больше специализировался на ядерная физика, особенно в нейтронной физике.

Ядерное деление

Основная статья: Открытие ядерного деления
Отто Фриш, Лиз Мейтнер и Гленн Сиборг

Во время рождественских каникул 1938 года он навестил свою тётю. Лиз Мейтнер в Kungälv. Там она получила известие о том, что Отто Хан и Фриц Штрассманн в Берлин обнаружил, что столкновение нейтрон с уран ядро произвело элемент барий как один из побочных продуктов. Хан в письме к Мейтнер назвал эту новую реакцию «взрывом» ядра урана. Фриш и Мейтнер выдвинули гипотезу о том, что ядро ​​урана разделилось на две части, объяснили процесс и оценили выделяемую энергию, а Фриш ввел термин деление описать это.

Политические ограничения нацистской эпохи вынудили команду Хана, Фриша и Мейтнер (оба были евреями) публиковаться отдельно. В статье Хана описан эксперимент и открытие побочного продукта бария.[4] Статья Мейтнер и Фриш объяснила физику этого явления.[5]

Фриш вернулся в Копенгаген, где ему быстро удалось выделить фрагменты, полученные в результате реакций деления.[6] Как позже вспоминал сам Фриш, фундаментальную идею прямого экспериментального доказательства ядерного деления ему подсказал Джордж Плачек.[7][8] Многие считают, что Мейтнер и Фриш заслужили признание Нобелевской премии за свой вклад в понимание деления.[9]

В середине 1939 года Фриш покинул Данию, чтобы совершить короткую поездку в Бирмингем, но вспышка Вторая Мировая Война помешал его возвращению. Имея в виду войну, он и физик Рудольф Пайерлс произвел Меморандум Фриша – Пайерлса на Бирмингемский университет, который был первым документом, описывающим процесс атомного взрыва. В их процессе будет использоваться выделенный уран-235, что потребует довольно небольшого критическая масса и его можно было заставить достичь критичности, используя обычные взрывчатые вещества для создания чрезвычайно мощной детонации. Далее в меморандуме предсказывались последствия такого взрыва - от первоначального взрыва до последующего выпадать. Этот меморандум стал основой британских работ по созданию атомного устройства ( Трубные сплавы проект), а также Манхэттенский проект над которым работал Фриш часть британской делегации. Фриш и Рудольф Пайерлс вместе работали на физическом факультете Бирмингемский университет 1939–40.[10] Он уехал в Америку в 1943 году, когда его поспешили житель Британии.

Манхэттенский проект

Основная статья: Манхэттенский проект
Сложный научный аппарат с металлическим каркасом, окружающим три части сферы, удерживаемые в центре системой стержней и отделенные друг от друга по вертикали так, чтобы при соединении образовать законченную сферу.
В Устройство Godiva в Лос-Аламосе

В 1944 г. Лос-Аламос, одной из задач Фриша как лидера группы Critical Assemblies было точное определение точного количества обогащенный уран которая потребуется для создания критической массы, массы урана, которая выдержит ядерную цепную реакцию.[11] Он сделал это, складывая одновременно несколько десятков 3-сантиметровых брусков обогащенного гидрида урана и измеряя возрастающую нейтронную активность по мере приближения к критической массе. В водород в металлических стержнях увеличивалось время, необходимое для ускорения реакции. Однажды Фриш чуть не вызвал безудержную реакцию, склонившись над стопкой, которую он назвал "Ассамблея Леди Годива ".[12] Его тело отражало нейтроны обратно в стопку. Краем глаза он увидел, что красные лампы, которые периодически мигали при испускании нейтронов, «светились непрерывно».[12] Осознав, что происходит, Фриш быстро разбросал рукой прутья. Позже он подсчитал, что доза радиации была «совершенно безвредной», но если бы он «помедлил еще две секунды, прежде чем удалить материал ... доза была бы смертельной».[12] «За две секунды он получил, по великодушным меркам того времени, дневную дозу нейтронного излучения».[13] Таким образом, его эксперименты определили точные массы урана, необходимые для запуска Маленький мальчик бомба над Хиросима.

Он также разработал эксперимент с «драконьим хвостом» или «гильотиной», в котором урановая пуля сбрасывалась через отверстие в большей фиксированной массе урана, достигая чуть выше критической массы (0,1%) за доли секунды.[14] На собрании для утверждения эксперимента, Ричард Фейнман, комментируя временную опасность, сказал, что это было «как пощекотать хвост спящего дракона». За период около 3 миллисекунд температура повышалась со скоростью 2000 ° C в секунду и более 1015 были испущены избыточные нейтроны.[15]

Вернуться в Англию

Слева направо: Уильям Пенни, Отто Фриш, Рудольф Пайерлс и Джон Кокрофт в 1946 году.

В 1946 году он вернулся в Англию, чтобы занять пост начальника отдела ядерной физики Научно-исследовательский центр по атомной энергии в Харвелле, хотя большую часть следующих тридцати лет он преподавал в Кембридж где он был джексоновским профессором естественной философии и научным сотрудником Тринити-колледж.

Перед тем, как выйти на пенсию, он разработал[16] Устройство, SWEEPNIK, который использовал лазер и компьютер для измерения треков в пузырьковые камеры. Видя, что это имеет более широкое применение, он помог основать компанию Laser-Scan Limited, теперь известную как 1Spatial, чтобы реализовать эту идею.

Уход на пенсию

Университет Бирмингема - здание физики Пойнтинга - синяя табличка

Он ушел с кафедры в 1972 году в соответствии с требованиями университета.[16] Он умер 22 сентября 1979 года и был кремирован 5 октября в крематории Кембриджа. Его сын Тони Фриш также является физиком.

использованная литература

  1. ^ а б c Пайерлс, Р. (1981). "Отто Роберт Фриш. 1 октября 1904 г. - 22 сентября 1979 г.". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 27: 283–306. Дои:10.1098 / rsbm.1981.0012. JSTOR  769874.
  2. ^ Бете, Х.А.; Зима, Джордж (январь 1980 г.). "Некролог: Отто Роберт Фриш". Физика сегодня. 33 (1): 99–100. Bibcode:1980ФТ .... 33а..99Б. Дои:10.1063/1.2913924. Архивировано из оригинал 28 сентября 2013 г.
  3. ^ Frisch, Otto R .; Стерн, Отто (1933). "Über die magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das magnetische Moment des Protons". Zeitschrift für Physik (на немецком). 85 (1–2): 4–16. Bibcode:1933ZPhy ... 85 .... 4F. Дои:10.1007 / BF01330773.
  4. ^ Hahn, O .; Штрассманн, Ф. (1939). "Uber den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle [Об обнаружении и характеристиках щелочноземельных металлов, образующихся при облучении урана без нейтронов]". Naturwissenschaften (на немецком). 27 (1): 11–15. Bibcode:1939NW ..... 27 ... 11H. Дои:10.1007 / BF01488241. Авторы были идентифицированы как сотрудники Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, Берлин-Далем. Поступила 22 декабря 1938 г.
  5. ^ Мейтнер, Лиза; Фриш, О. Р. (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции». Природа. 143 (3615): 239–240. Bibcode:1939Натура.143..239М. Дои:10.1038 / 143239a0. Статья датирована 16 января 1939 года. Установлено, что Мейтнер работает в Физическом институте Академии наук в Стокгольме. Фриш идентифицирован как сотрудник Института теоретической физики Копенгагенского университета.
  6. ^ Фриш, О. Р. (1939). "Физические доказательства разделения тяжелых ядер под нейтронной бомбардировкой". Природа. 143 (3616): 276. Bibcode:1939 г.Натура.143..276F. Дои:10.1038 / 143276a0. Архивировано из оригинал 3 августа 2004 г. Газета датирована 17 января 1939 г. [Эксперимент по написанию этого письма в редакцию проводился 13 января 1939 г .; увидеть Родос, Ричард (1986). Создание атомной бомбы. Саймон и Шустер. стр.263 и 268.
  7. ^ Отто Р. Фриш, «Открытие деления - как все началось», Физика сегодня, V20, N11, стр. 43-48 (1967).
  8. ^ Дж. А. Уиллер, "Механизм деления", Физика сегодня V20, N11, стр. 49-52 (1967).
  9. ^ «Слава без Нобелевской премии».
  10. ^ http://www.birmingham.ac.uk/documents/culture/bookletfinalpdf.pdf
  11. ^ Родос, Ричард (1986). Создание атомной бомбы. Саймон и Шустер. стр.612–613.
  12. ^ а б c Фриш, Отто Роберт (1980). То немногое, что я помню. Издательство Кембриджского университета. С. 161–162. ISBN  0-52-128010-9. Мы строили необычную конструкцию, вокруг которой не было отражающего материала; просто реагирующее соединение уран-235 ... По понятным причинам мы назвали это сборкой Леди Годивы.
  13. ^ Родос, Ричард (1986). Создание атомной бомбы. Саймон и Шустер. стр.610 –11. ISBN  9780671441333.
  14. ^ "Вот драконы".
  15. ^ r.e. Маленфант (2005). «Эксперименты с машиной-драконом». Дои:10.2172/876514. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  16. ^ а б Отто Фриш, "То немногое, что я помню", Cambridge University Press (1979), ISBN  0-521-40583-1

Список используемой литературы

  • Атомная физика сегодня (1961)
  • То немногое, что я помню (1979)

внешние ссылки