Willard Libby- Willard Libby

Willard Libby
Geboren	Willard Frank Libby ( 1908-12-17 )17. Dezember 1908 Grand Valley, Colorado
Ist gestorben	8. September 1980 (1980-09-08)(71 Jahre) Los Angeles , Kalifornien
Staatsangehörigkeit	amerikanisch
Alma Mater	Universität von Kalifornien, Berkeley
Bekannt für	Radiokohlenstoffdatierung
Auszeichnungen	Elliott-Cresson-Medaille (1957) Willard Gibbs-Preis (1958) Joseph-Priestley-Preis (1959) Albert-Einstein-Preis (1959) Nobelpreis für Chemie (1960) Arthur L. Day-Medaille (1961)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder	Radioaktivität
Institutionen	Universität von Kalifornien, Berkeley SAM-Labors Columbia University・University of Chicago Universität von California, Los Angeles
These	Radioaktivität gewöhnlicher Elemente, insbesondere Samarium und Neodym: Nachweismethode  (1933)
Doktoratsberater	Wendell Mitchell Latimer
Doktoranden	Maurice Sanford Fox Frank Sherwood Rowland

Willard Frank Libby (17. Dezember 1908 - 8. September 1980) war ein amerikanischer Physikochemiker , der für seine Rolle bei der Entwicklung der Radiokarbon-Datierung von 1949 bekannt war , einem Prozess, der die Archäologie und Paläontologie revolutionierte . Für seine Beiträge zum Team, das dieses Verfahren entwickelt hat, wurde Libby 1960 der Nobelpreis für Chemie verliehen.

Als Chemieabsolvent 1931 an der University of California, Berkeley , an der er 1933 promovierte, studierte er radioaktive Elemente und entwickelte empfindliche Geigerzähler zur Messung schwacher natürlicher und künstlicher Radioaktivität. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er in den Substitute Alloy Materials (SAM) Laboratories des Manhattan-Projekts an der Columbia University und entwickelte den Gasdiffusionsprozess zur Urananreicherung .

Nach dem Krieg nahm Libby Professur an der University of Chicago ‚s - Institut für Kernforschung , wo er die Technik für die Datierung organische Verbindungen unter Verwendung entwickelt Kohlenstoff-14 . Er entdeckte auch, dass Tritium in ähnlicher Weise zur Datierung von Wasser und damit von Wein verwendet werden kann. 1950 wurde er Mitglied des General Advisory Committee (GAC) der Atomic Energy Commission (AEC). Er wurde 1954 zum Kommissar ernannt und wurde der einzige Wissenschaftler. Er unterstützte Edward Teller bei der Verfolgung eines Absturzprogramms zur Entwicklung der Wasserstoffbombe , beteiligte sich am Atoms for Peace- Programm und verteidigte die atmosphärischen Atomtests der Regierung .

Libby trat 1959 von der AEC zurück, um Professor für Chemie an der University of California, Los Angeles (UCLA), eine Position, die er bis zu seiner Pensionierung 1976 innehatte. 1962 wurde er Direktor des landesweiten Institute of Geophysics der University of California und Planetenphysik (IGPP). Er startete 1972 das erste Environmental Engineering Programm an der UCLA und arbeitete als Mitglied des California Air Resources Board an der Entwicklung und Verbesserung der kalifornischen Luftverschmutzungsstandards.

frühes Leben und Karriere

Willard Frank Libby wurde am 17. Dezember 1908 in Grand Valley, Colorado , als Sohn der Farmer Ora Edward Libby und seiner Frau Eva May (geb. Rivers) geboren. Er hatte zwei Brüder, Elmer und Raymond, und zwei Schwestern, Eva und Evelyn. Libby begann seine Ausbildung in einem 2-Zimmer-Schulhaus in Colorado. Als er fünf war, zogen Libbys Eltern nach Santa Rosa, Kalifornien . Er besuchte die Analy High School in Sebastopol , die er 1926 abschloss. Libby, die 188 cm groß wurde, spielte Tackle in der High School Football- Mannschaft.

1927 ging er an die University of California, Berkeley, wo er 1931 seinen BS und seinen Ph.D. 1933 Promotion zum Thema "Radioaktivität gewöhnlicher Elemente, insbesondere Samarium und Neodym: Nachweismethode" bei Wendell Mitchell Latimer . Unabhängig von den Arbeiten von George de Hevesy und Max Pahl entdeckte er, dass die natürlichen langlebigen Isotope des Samariums hauptsächlich durch Emission von Alphateilchen zerfallen .

Libby wurde 1933 als Dozent am Department of Chemistry der University of California, Berkeley, berufen. 1938 wurde er dort Assistant Professor für Chemie. Er verbrachte die 1930er Jahre damit, empfindliche Geigerzähler zu bauen, um schwache natürliche und künstliche Radioaktivität zu messen. 1941 trat er dem Berkeley-Chapter von Alpha Chi Sigma bei. In diesem Jahr erhielt er ein Guggenheim-Stipendium und wurde gewählt, um an der Princeton University zu arbeiten .

Manhattan-Projekt

Am 8. Dezember 1941, dem Tag, nachdem der japanische Angriff auf Pearl Harbor die Vereinigten Staaten in den Zweiten Weltkrieg brachte , stellte sich Libby dem Nobelpreisträger Harold Urey freiwillig zur Verfügung . Urey sorgte dafür, dass Libby von der University of California, Berkeley, beurlaubt wurde und sich ihm an die Columbia University gesellte , um am Manhattan-Projekt , dem Kriegsprojekt zur Entwicklung von Atombomben , in dessen Laboratorien für Ersatzlegierungen (SAM) zu arbeiten. Während seiner Zeit in New York City lebte Libby in Leonia, New Jersey .

In den nächsten drei Jahren arbeitete Libby am Gasdiffusionsprozess zur Urananreicherung . Eine Atombombe benötigte spaltbares Material, und das spaltbare Uran-235 machte nur 0,7 Prozent des natürlichen Urans aus. Die SAM Laboratories mussten daher einen Weg finden, Kilogramm davon vom häufiger vorkommenden Uran-238 zu trennen . Die Gasdiffusion funktionierte nach dem Prinzip, dass ein leichteres Gas schneller durch eine Barriere diffundiert als ein schwereres mit einer Geschwindigkeit, die umgekehrt proportional zu seinem Molekulargewicht ist. Aber das einzige bekannte uranhaltige Gas war das hochkorrosive Uranhexafluorid , und eine geeignete Barriere war schwer zu finden.

Bis 1942 untersuchten Libby und sein Team verschiedene Barrieren und die Mittel, sie vor Korrosion durch das Uranhexafluorid zu schützen. Der vielversprechendste Typ war eine Barriere aus pulverisiertem Nickel, die von Edward O. Norris von der Jelliff Manufacturing Corporation und Edward Adler vom City College of New York entwickelt wurde und Ende 1942 als "Norris-Adler" -Barriere bekannt wurde.

Neben der Entwicklung einer geeigneten Barriere mussten die SAM Laboratories auch beim Design einer Gastrennanlage, die als K-25 bekannt wurde, mitwirken . Libby half mit den Ingenieuren von Kellex , ein praktikables Design für eine Pilotanlage zu erstellen. Libby führte eine Reihe von Tests durch, die darauf hindeuteten, dass die Norris-Adler-Barriere funktionieren würde, und er blieb zuversichtlich, dass die verbleibenden Probleme mit ihr mit allen Kräften gelöst werden könnten. Obwohl Zweifel bestehen blieben, begannen im September 1943 die Bauarbeiten für die K-25-Produktionsanlage in vollem Umfang.

Als 1943 dem Jahr 1944 wich, blieben viele Probleme bestehen. Im April 1944 begannen die Tests an der Maschine bei K-25 ohne Barriere. Die Aufmerksamkeit richtete sich auf ein neues Verfahren, das von Kellex entwickelt wurde. Schließlich begann man im Juli 1944 mit der Installation von Kellex-Barrieren in K-25. K-25 nahm im Februar 1945 den Betrieb auf, und als Kaskade nach Kaskade online ging, stieg die Qualität des Produkts. Bis April 1945 hatte K-25 eine Anreicherung von 1,1% erreicht. An K-25 teilweise angereichertes Uran wurde den Calutrons bei Y-12 zugeführt , um den Anreicherungsprozess abzuschließen.

Der Bau der oberen Stufen der K-25-Anlage wurde abgebrochen und Kellex wurde angewiesen, stattdessen eine 540-stufige Seitenbeschickungseinheit zu entwickeln und zu bauen, die als K-27 bekannt wurde. Die letzte der 2.892 Stufen von K-25 wurde im August 1945 in Betrieb genommen. Am 5. August begann K-25 mit der Produktion von auf 23 Prozent Uran-235 angereichertem Einsatzmaterial. K-25 und K-27 erreichten ihr volles Potenzial erst in der frühen Nachkriegszeit, als sie die anderen Produktionsstätten in den Schatten stellten und zum Prototypen einer neuen Anlagengeneration wurden. Angereichertes Uran wurde in der Little-Boy- Bombe verwendet, die am 6. August 1945 bei der Bombardierung von Hiroshima eingesetzt wurde. Libby brachte einen Stapel Zeitungen mit nach Hause und sagte zu seiner Frau: "Das habe ich getan."

Radiokohlenstoffdatierung

Nach dem Krieg nahm Libby ein Angebot der University of Chicago auf eine Professur im Fachbereich Chemie am neuen Institut für Nuklearstudien an . Er kehrte zu seinen Vorkriegsstudien zur Radioaktivität zurück. Im Jahr 1939 hatte Serge Korff entdeckt , dass die kosmische Strahlung erzeugt Neutronen in der oberen Atmosphäre. Diese interagieren mit Stickstoff-14 in der Luft, um Kohlenstoff-14 zu produzieren :

¹ n + ¹⁴ N → ¹⁴ C + ¹ p

Die Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 beträgt 5.730 ± 40 Jahre. Libby erkannte, dass Pflanzen und Tiere, wenn sie sterben, keinen frischen Kohlenstoff-14 mehr aufnehmen, wodurch jede organische Verbindung eine eingebaute nukleare Uhr erhält. Er veröffentlichte seine Theorie 1946 und erweiterte sie 1955 in seiner Monographie Radiocarbon Dating . Er entwickelte auch empfindliche Strahlungsdetektoren, die diese Technik verwenden konnten. Tests gegen Mammutbäume mit bekannten Daten aus ihren Baumringen zeigten, dass die Radiokarbon-Datierung zuverlässig und genau ist. Die Technik revolutionierte die Archäologie , Paläontologie und andere Disziplinen, die sich mit antiken Artefakten beschäftigten. 1960 erhielt er den Nobelpreis für Chemie "für seine Methode zur Verwendung von Kohlenstoff-14 zur Altersbestimmung in der Archäologie, Geologie, Geophysik und anderen Wissenschaftszweigen". Er entdeckte auch, dass Tritium in ähnlicher Weise zur Datierung von Wasser und damit von Wein verwendet werden kann.

Atomenergiekommission

Der Vorsitzende der Atomic Energy Commission (AEC), Gordon Dean, ernannte Libby 1950 in ihr einflussreiches General Advisory Committee (GAC). 1954 wurde er von Präsident Dwight D. Eisenhower auf Empfehlung von Deans Nachfolger Lewis Strauss zum AEC-Kommissar ernannt . Libby und seine Familie zogen von Chicago nach Washington, DC. Er brachte eine Wagenladung wissenschaftlicher Ausrüstung mit, mit der er dort ein Labor an der Carnegie Institution gründete, um seine Studien über Aminosäuren fortzusetzen . Politisch entschieden konservativ, war er einer der wenigen Wissenschaftler, die sich in der Debatte, ob es sinnvoll sei, ein Absturzprogramm zur Entwicklung der Wasserstoffbombe zu verfolgen, eher auf die Seite von Edward Teller als Robert Oppenheimer stellte . Als Kommissarin spielte Libby eine wichtige Rolle bei der Förderung von Eisenhowers Atoms for Peace- Programm und war 1955 und 1958 Teil der US-Delegation bei den Genfer Konferenzen über die friedliche Nutzung der Atomenergie.

Als einzige Wissenschaftlerin unter den fünf AEC-Kommissaren fiel es Libby zu, die Haltung der Eisenhower-Regierung zu atmosphärischen Atomtests zu verteidigen . Er argumentierte, dass die Gefahren der Strahlung von Nukleartests geringer seien als die von Röntgenaufnahmen des Brustkorbs und daher weniger wichtig als das Risiko eines unzureichenden Nukleararsenals, aber seine Argumente konnten die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht überzeugen oder die Öffentlichkeit beruhigen. Im Januar 1956 enthüllte er öffentlich die Existenz von Project Sunshine , einer Reihe von Forschungsstudien, die die Auswirkungen des radioaktiven Niederschlags auf die Weltbevölkerung untersuchen sollten, die er 1953 während seiner Tätigkeit im GAC initiiert hatte. 1958 unterstützten sogar Libby und Teller Grenzwerte für atmosphärische Nukleartests.

UCLA

Libby trat 1959 von der AEC zurück und wurde Professor für Chemie an der University of California, Los Angeles, eine Position, die er bis zu seiner Emeritierung 1976 innehatte. 1962 wurde er Direktor des landesweiten Institute of Geophysics and Planetary Physics (IGPP) der University of California , eine Position, die er ebenfalls bis 1976 innehatte. Seine Zeit als Direktor umfasste das Apollo-Weltraumprogramm und die Mondlandungen.

Libby startete 1972 das erste Environmental Engineering Programm an der UCLA. Als Mitglied des California Air Resources Board arbeitete er an der Entwicklung und Verbesserung der kalifornischen Luftverschmutzungsstandards. Er etablierte ein Forschungsprogramm zur Untersuchung der heterogenen Katalyse mit der Idee, die Emissionen von Kraftfahrzeugen durch eine vollständigere Kraftstoffverbrennung zu reduzieren. Die Wahl von Richard Nixon zum Präsidenten im Jahr 1968 führte zu Spekulationen, dass Libby als wissenschaftlicher Berater des Präsidenten ernannt werden könnte. Es gab einen Proteststurm von Wissenschaftlern, die Libby für zu konservativ hielten, und das Angebot wurde nicht gemacht.

Obwohl Libby 1976 in den Ruhestand ging und 1976 emeritierter Professor wurde, blieb er bis zu seinem Tod 1980 beruflich aktiv.

Auszeichnungen und Ehrungen

Libby war gewähltes Mitglied der National Academy of Sciences , der American Academy of Arts and Sciences und der American Philosophical Society . Neben dem Nobelpreis erhielt er zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen, darunter die Chandler Medal der Columbia University 1954, den Remsen Memorial Lecture Award 1955, den Bicentennial Lecture Award des City College of New York und den Nuclear Applications in Chemistry Award 1956 , das Franklin Institute ist Elliott Cresson Medaille 1957 der American Chemical Society 's Willard Gibbs - Preis im Jahr 1958, die Joseph Priestley Preis von Dickinson College und die Albert - Einstein - Medaille im Jahr 1959, der Geological Society of America ‚s Arthur L. Day Medaille 1961, Golden Plate Award der American Academy of Achievement 1961, Gold Medal des American Institute of Chemists 1970 und Lehman Award der New York Academy of Sciences 1971. Er wurde zum Mitglied der Nationale Akademie der Wissenschaften im Jahr 1950. Die Bibliothek der Analy High School hat ein Wandgemälde von Libby, und ein Stadtpark von Sebastopol und eine nahe gelegene Autobahn sind nach ihm benannt. Seine Arbeit von 1947 zur Radiokarbon-Datierung wurde mit einem Citation for Chemical Breakthrough Award der Division of History of Chemistry der American Chemical Society ausgezeichnet, der 2016 an die University of Chicago überreicht wurde.

persönlich

Im Jahr 1940 heiratete Libby Leonor Hickey, einen Sportunterricht Lehrer. Sie hatten die Zwillingstöchter Janet Eva und Susan Charlotte, die 1945 geboren wurden.

1966 ließ sich Libby von Leonor scheiden und heiratete Leona Woods Marshall , eine angesehene Kernphysikerin, die einer der ursprünglichen Erbauer von Chicago Pile-1 , dem ersten Kernreaktor der Welt, war . 1973 trat sie ihm als Professorin für Umwelttechnik an die UCLA bei. Durch diese zweite Ehe erwarb er zwei Stiefsöhne, die Kinder ihrer ersten Ehe.

Libby starb im UCLA Medical Center in Los Angeles am 8. September 1980 von einem Blutgerinnsel in seiner Lunge komplizierte durch Lungenentzündung . Seine Papiere befinden sich in der Charles E. Young Research Library der UCLA. Sieben Bände seiner Aufsätze wurden von Leona und Rainer Berger herausgegeben und 1981 veröffentlicht.

Literaturverzeichnis

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Anmerkungen

Verweise

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Externe Links

• Willard Libby auf Nobelprize.org einschließlich der Nobel Lecture, 12. Dezember 1960 Radiocarbon Dating