This is a good article. Click here for more information.

에드윈 맥밀런

Edwin McMillan
에드윈 맥밀런
Edwin McMillan Nobel.jpg
태어난
에드윈 매티슨 맥밀런

(1907-09-18)1907년 9월 18일
죽은1991년 9월 7일(1991-09-07) (83)
국적미국인의
모교캘리포니아 공과대학교
프린스턴 대학교
로 알려져 있다.최초의 트랜스우라늄 원소넵투늄 발견
싱크로사이클로트론
수상노벨 화학상(1951년)
아톰즈평화상(1963년)
국립과학훈장 (1990년)
과학 경력
필드화학
기관버클리 캘리포니아 대학교
버클리 방사선 연구소
논문비균질 전기장에서 HCI 분자 빔의 편향 (1933)
박사학위 자문위원에드워드 콘돈

에드윈 매티슨 맥밀런(Edwin Mattison McMillan, 1907년 9월 18일 ~ 1991년 9월 7일)은 트랜수라늄 원소넵투늄을 최초로 생산한 것으로 인정받은 미국의 물리학자 겸 노벨상 수상자였다.이를 위해 1951년 글렌 시보그노벨 화학상을 공동 수상했다.

캘리포니아 공대를 졸업한 그는 1933년 프린스턴 대학에서 박사학위를 취득하고 버클리 방사선 연구소에 들어가 산소-15베릴륨-10을 발견했다.제2차 세계 대전 중에는 MIT 방사선 연구소에서 마이크로파 레이더, 해군 라디오음향 연구소에서 음파 탐지 작업을 했다.1942년에 그는 핵폭탄을 만들기 위한 전시 노력인 맨해튼 프로젝트에 참여했고 폭탄이 디자인된 로스 알라모스 연구소를 설립하는 것을 도왔다.그는 총형 핵무기 설계를 위해 팀을 이끌었고, 핵폭발형 핵무기 개발에도 참여했다.

맥밀란은 블라디미르 벡슬러싱크로트론을 공동 발명했다.그는 전쟁이 끝난 후 버클리 방사선 연구소로 돌아와 그것들을 만들었다.1954년 방사선연구소 부소장으로 임명되어 1958년 부소장으로 승진하였다.그해 실험실 설립자 어니스트 로렌스가 사망하자 그는 국장이 되었고 1973년 은퇴할 때까지 그 자리에 머물렀다.

초년기

맥밀런은 1907년 9월 18일 캘리포니아 레돈도 해변에서 에드윈 하보 맥밀런과 그의 아내 안나 마리 맥밀런 네 매티슨의 아들로 태어났다.[1]그에게는 캐서린 헬렌이라는 여동생이 있었다.그의 아버지는 내과의사였고, 그의 아버지의 쌍둥이 형제, 그리고 그의 어머니의 형제들 중 세 명이었다.1908년 10월 18일, 그 가족은 캘리포니아의 패서디나로 이사하여 그는 1913년부터 1918년까지 맥킨리 초등학교, 1918년부터 1920년까지 그랜트 스쿨을 다녔고, 그 후 1924년에 졸업했다.[2]

캘리포니아 공과대학교(Caltech)는 그의 집에서 불과 1마일 밖에 떨어져 있지 않았고, 그는 그곳에서 열린 공개 강연에 몇 가지 참석하였다.[3]그는 1924년에 칼텍에 들어갔다.는 학부 시절 리너스 폴링과 함께 연구 프로젝트를 진행했고 1928년 과학 학사, 1929년 과학 석사 학위를 받아 '암석의 라듐 함량 결정을 위한 개선된 방법'[4]에 대한 미발표 논문을 썼다.[1]그 후 그는 에드워드 콘던의 감독 아래 "비균종 전기장에서 HCI 분자 빔의 처짐"에 관한 논문을 쓰면서 1933년 프린스턴 대학에서 철학 박사학위를 받았다.[5][6]

로렌스 버클리 연구소

맥밀런(왼쪽)어니스트 로렌스(오른쪽).

1932년 맥밀런은 국립연구위원회 펠로우십을 수여받았고, 박사후 연구를 위해 그가 선택한 대학에 다닐 수 있게 되었다.박사학위를 마치면서, 비록 1933년 1월 12일까지 정식으로 받아들여지지 않았지만,[2] 그는 버클리 캘리포니아 대학의 어니스트 로렌스로부터 그 해 전에 로렌스가 설립한 버클리 방사선 연구소에 들어가자는 제안을 받아들였다.[7]그곳에서 맥밀란의 초기 작업에는 양성자자기 모멘트를 측정하려고 시도하는 것이 포함되었지만, 오토 스턴임마누엘 에스터[de]은 먼저 이러한 측정을 수행할 수 있었다.[2][8]

이 시기에 방사선 연구소의 주안점은 사이클로트론의 개발이었으며, 1935년 버클리 대학의 교수진에 강사로 임용된 맥밀란은 곧 그 노력에 관여하게 되었다.그의 악기 솜씨가 돋보였고, 사이클로트론에게 개선의 기여를 했다.특히 그는 사이클로트론을 조정하여 균일한 자기장을 만들어내면서 '흔들림'의 과정을 발전시키는데 일조했다.[6]M. Stanley Livingston과 함께 일하면서, 그는 양전자를 방출하는 동위원소산소-15를 발견했다.그것을 생산하기 위해 그들은 질소 가스에 중수소를 퍼부었다.이것은 수소와 산소를 혼합하여 물을 생산하였고, 그 후 염화수소칼슘으로 채집되었다.그 안에서 방사능이 농축된 것이 발견되어 산소 속에 있음을 증명했다.이는 불소를 양성자로 퍼부어 생성된 감마선의 흡수에 대한 조사가 뒤따랐다.[8]

1935년 맥밀런, 로렌스, 로버트 쏜튼은 중수 빔으로 사이클로트론 실험을 실시하여 일련의 예기치 못한 결과를 낳았다.중수체는 대상핵과 융합하여 양성자를 배출하면서 대상을 더 무거운 동위원소로 변환시킨다.그들의 실험은 중수핵과 표적핵 사이의 쿨롱 장벽의 단순한 계산에서 예상되는 것보다 낮은 에너지에서의 핵 상호작용을 나타냈다.버클리 이론 물리학자 로버트 오펜하이머와 그의 대학원생 멜바 필립스 오펜하이머-필립스 과정을 개발해 이 현상을 설명했다.[9]맥밀런은 1936년에 조교수가 되었고, 1941년에 부교수가 되었다.[1]사무엘 루벤과 함께 그는 1940년에 동위원소 베릴륨-10도 발견했다.[6]이것은 약 139만년이라는 엄청나게 긴 반감기 때문에 흥미롭기도 하고 분리하기도 어려웠다.[10]

넵투늄 발견

1939년 오토 한과 프리츠 스트라스만의 우라늄 핵분열이 발견된 이후 맥밀란은 우라늄 실험을 시작했다.그는 중수체로 베릴륨을 폭격함으로써 방사선 연구소의 37인치(94cm) 사이클로트론에서 생산된 중성자로 그것을 폭격했다.한과 스트라스만이 보고한 핵분열 생성물 외에 특이한 방사성 동위원소 2개를 검출했는데, 하나는 반감기가 약 2.3일, 다른 하나는 약 23분이었다.맥밀란은 이 단명 동위원소를 한과 스트라스만이 보고한 우라늄-239로 확인했다.맥밀런은 다른 하나는 원자 번호가 93인 새로운 미발견 원소의 동위원소라고 의심했다.[11]

당시 93번 원소가 레늄과 비슷한 화학작용을 할 것으로 믿어져서, 그는 호몰로컬 테크네튬을 발견한 것으로부터 그 원소의 전문가인 에밀리오 세그레와 함께 일하기 시작했다.두 과학자는 모두 통용되는 이론을 이용하여 연구를 시작했지만, 세그레는 맥밀란의 표본이 레늄과 전혀 비슷하지 않다고 재빨리 판단했다.대신 강력한 산화제가 존재하는 불소화수소(HF)와 반응했을 때 희토류 원소의 구성원처럼 행동했다.[12]이것들은 핵분열 생성물의 많은 비율을 차지하고 있기 때문에, 세그레와 맥밀란은 "환란성 원소의 성공하지 못한 탐색"이라는 기사를 인용하면서, 반감기가 단순한 또 다른 핵분열 생성물임에 틀림없다고 결정했다.[13]

맥밀란은 세그레와의 1939년 연구가 방사능 선원의 화학반응을 충분히 엄격하게 시험하는 데 실패했음을 깨달았다.새로운 실험에서 맥밀런은 자신이 이전에 하지 않았던 환원제 앞에서 미지의 물질을 HF에 실험해 보았다.이 반응은 미지의 물질이 희토류일 가능성을 완전히 배제한 조치인 HF와 함께 표본을 침전시키는 결과를 낳았다.1940년 5월 워싱턴 DC 카네기 연구소필립 아벨슨도 2.3일 반감기로 동위원소 분리를 시도했었고 짧은 휴가를 위해 버클리를 방문하여 협업을 시작했다.아벨슨은 2.3일 반감기를 가진 동위원소는 알려진 어떤 원소처럼 화학물질을 가지고 있지 않지만 희토류보다는 우라늄과 더 비슷하다고 관찰했다.이것은 그 원천을 고립시킬 수 있게 했고 이후 1945년에 액티나이드 시리즈의 분류로 이어졌다.마지막 단계로 맥밀런과 아벨슨은 U로부터 23분 반감기가 두드러진 훨씬 더 큰 폭약 우라늄 샘플을 준비했고, 미지의 2.3일 반감기가 다음과 같은 반응을 통해 23분 활동량의 감소와 일치하여 강도가 증가했음을 결정적으로 증명했다.

이것은 알려지지 않은 방사능 선원이 우라늄의 부패에서 비롯되었다는 것을 증명했고, 그 선원이 알려진 모든 원소와 화학적으로 다르다는 이전의 관찰과 결합하여, 새로운 원소가 발견되었다는 것을 전혀 의심의 여지가 없이 증명했다.맥밀런과 아벨슨은 1940년 5월 27일 '물리 리뷰'에 '방사성 원소 93'이라는 제목의 기사에서 이 같은 결과를 발표했다.[12][14]그들은 이 글에서 원소의 이름을 제안하지는 않았지만, 우라늄은 천왕성의 이름을 따서 명명되었고, 해왕성은 우리 태양계 너머의 다음 행성이기 때문에 곧 '넵투늄'을 결정했다.[15]맥밀란은 이 시점에서 갑자기 출발하여 글렌 시보르그에게 이 연구 라인을 맡기고 제2의 트랜스우라늄 원소인 플루토늄으로 이어졌다.1951년, 맥밀란은 "초루라늄 원소의 화학에 대한 발견으로" 시보그와 노벨 화학상을 공동 수상했다.[16]

제2차 세계 대전

맥밀런의 갑작스러운 출발은 유럽에서 2차 세계대전이 발발하면서 일어났다.1940년 11월 매사추세츠주 케임브리지에 있는 MIT 방사선 연구소에서 일하기 시작했으며, 제2차 세계 대전 중 공중 마이크로파 레이더의 개발과 시험에 참여했다.[7]그는 1941년 4월 낡은 더글러스 B-18 볼로 중형 폭격기에서 레이더가 작동하면서 실험을 했다.루이스 월터 알바레스, 휴 다우딩 공군참모총장과 함께 해군 잠수함 기지 뉴런던 상공을 비행하면서, 그들은 레이더가 부분적으로 가라앉은 잠수함의 콘닝 타워를 탐지할 수 있다는 것을 보여주었다.[17]맥밀란은 1941년 6월 7일 코네티컷주 뉴헤이븐에서 엘시 월포드 블러머와 결혼했다.[18][17]그녀의 아버지는 예일 의대 학장인 조지 블루머였다.[1]그녀의 여동생 메리는 로렌스의 아내였다.[19]맥밀런 부부는 앤 브래드포드, 데이비드 매티슨, 스티븐 워커라는 세 아이를 낳았다.[1][20]

맥밀런은 1941년 8월 샌디에이고 인근 해군 라디오·사운드 연구소에 들어갔다.거기서 그는 폴리스코프라고 불리는 장치를 연구했다.로렌스에서 나온 아이디어는 음파 탐지기를 이용해 주변 물의 시각적 이미지를 구축하자는 것이었다.이것은 레이더로 그렇게 하는 것이 훨씬 더 어렵다는 것을 증명했다. 물속의 물체와 소리 속도에 변화를 일으키는 수온의 변화 때문이다.폴리스코프는 비현실적인 것으로 판명되어 버려졌다.그러나 그는 또한 잠수함을 위한 수중 음파탐지기 훈련 장치를 개발했고, 이 장비를 통해 특허를 받았다.[17][21][15]

오펜하이머는 1942년 9월 맥밀런을 영입해 핵폭탄 제조를 위한 전시작전인 맨해튼 프로젝트에 합류시켰다.처음에는 가족이 있는 샌디에이고와 버클리를 오갔다.[17]11월에 그는 로스앨러모스 목장학교가 이 프로젝트의 무기 연구소로 선정된 뉴멕시코로 여행하는데 오펜하이머와 동행했는데, 그 곳은 로스앨러모스 연구소가 되었다.[22]오펜하이머와 존 H. 맨리와 함께 그는 새로운 실험실의 기술 건물에 대한 사양을 작성했다.[23]그는 리차드 파인만로버트 R을 포함한 실험실의 직원을 모집했다. Wilson은 Anchor Langch로 알려진 시험 지역을 설립했고, 공작기계부터 사이클로트론까지 기술 장비를 찾아 전국을 샅샅이 뒤졌다.[24]

실험실이 구체화되면서 맥밀런은 해군 함장 윌리엄 S 휘하의 총기형 핵무기 개발 부사령관이 됐다. 파슨스, 서번스 전문가.[24]'씬맨'으로 명명된 플루토늄 총은 초당 최소 3,000피트(910m)의 주둥이가 필요했는데,[25] 그들은 이것을 변형된 해군 3인치 대공포로 달성하기를 희망했다.그 대안은 핵폭발형 핵무기를 만드는 것이었다.맥밀런은 세스 네더마이어가 행한 이 개념의 시험들을 보면서 일찍이 이것에 관심을 가졌다.결과는 고무적이지 않았다.단순한 폭발로 인해 모양이 일그러졌다.[26] 노이만은 1943년 9월 내분 프로그램을 보고, 폭발성 렌즈를 포함하는 급진적인 해결책을 제안했다.이를 위해서는 폭발물에 대한 전문지식이 필요할 것이고 맥밀런은 오펜하이머에게 조지 키스티아코프스키를 데려오라고 촉구했다.[27]키스티아코프스키가 1944년 2월 16일 실험실에 합류했고 파슨스의 E(폭발물) 사단은 둘로 나뉘어 맥밀란이 총부리를 맡고 키스티아코프스키가 함포부장을 맡았다.[28]

맥밀란은 1944년 4월 충격적인 소식을 듣고 파자리토 협곡으로 차를 몰고 나가 세그레와 협의했다.세그레 일행은 맨해튼 프로젝트의 원자로에서 배양된 플루토늄 샘플을 실험한 결과, 자발적 핵분열을 일으키는 동위원소인 플루토늄-240의 양이 들어 있어 씽맨을 비현실적으로 만들었다.[29]1944년 7월, 오펜하이머는 붕괴에 총력을 기울이기 위해 실험실을 재정비했다.맥밀런은 현재 우라늄-235와 함께만 사용하게 될 총기 형태의 무기를 관리했다.[30]이것이 바로 Thin Man이 Little Boy라고 불리는 새로운 축소 디자인으로 대체되었다.[31]맥밀런은 또 내란과 관련해 측정과 타이밍을 얻는 책임을 맡고 있는 G(가젯) 사단 내 G-3 그룹의 수장으로서 내란사건에 관여했으며,[32] 칼텍이 수행하고 있는 공중시험 프로그램인 프로젝트 카멜과 실험실의 연락책 역할을 했다.1945년 7월 16일, 그는 최초의 핵폭발 폭탄이 성공적으로 터졌을 때 트리니티 핵실험에 참석했다.[33]

만년

1945년 6월 맥밀란의 생각은 사이클로트론에게 돌아가기 시작했다.시간이 지나면서 그들은 점점 더 커졌었다.184인치 사이클로트론이 방사선 연구소에 건설 중이었지만 그는 입자를 가속하는 데 사용되는 에너지로 더 효율적인 사용이 가능하다는 것을 깨달았다.사용된 자기장을 변화시킴으로써, 입자들은 안정적인 궤도로 이동하도록 만들어질 수 있었고, 동일한 에너지 입력으로 달성된 더 높은 에너지도 만들 수 있었다.그는 이것을 "상상 안정성 원리"라고 불렀고, 새로운 디자인은 "싱크로트론"[34][35]이라고 불렀다.맥밀런에게는 알려지지 않은 싱크로트론 원리는 이미 1944년 자신의 제안을 발표한 블라디미르 벡슬러에 의해 발명된 것이었다.[36]맥밀란은 1945년 10월 벡슬러의 논문을 알게 되었다.[17]두 사람은 서로 호응하기 시작했고, 결국 친구가 되었다.1963년에 그들은 싱크로트론 발명에 대한 평화상을 공동 수상했다.[37]1964년 맥밀런은 미국 공로 아카데미 골든 플레이트 상을 받았다.[38]

위상 안정성 원리는 맥밀란이 1945년 9월 방사선 연구소로 복귀한 후 버클리에서 구형 37인치 사이클로트론(Cyclotron)으로 시험했다.그것이 효과가 있는 것으로 밝혀졌을 때, 184인치 사이클로트론은 비슷하게 변형되었다.[34][17]그는 1946년에 정식 교수가 되었다.1954년에 그는 방사선 연구소의 부소장으로 임명되었다.1958년 차장으로 승진했다.그해 로렌스가 죽자 그는 감독이 되었고 1973년 은퇴할 때까지 그 자리에 머물렀다.이 실험실은 1958년에 로렌스 방사선 연구소로 개칭되었다.1970년에는 로렌스 버클리 연구소와 로렌스 리버모어 연구소로 분리되어 맥밀런이 전자의 책임자가 되었다.[1][37][39]

맥밀런은 1947년 국립과학아카데미에 선출되어 1968년부터 1971년까지 회장을 역임했다.1954년부터 1958년까지 원자력 위원회의 영향력 있는 일반 자문 위원회(GAC), 1960년부터 1967년까지 국제 순수응용 물리학 연합의 고에너지 물리학 위원회에서 활동했다.[40]1974년 버클리 대학 교수직에서 은퇴한 뒤 1974~75년 CERN에서 지내면서 뮤온자기 모멘트를 측정하기 위해 g 마이너스 2 실험을 했다.그는 1990년에 국가 과학 훈장을 받았다.[37]

맥밀런은 1984년 연타 중 첫 번째 뇌졸중을 겪었다.[37]그는 1991년 9월 7일 캘리포니아주 세리토의 자택에서 당뇨 합병증으로 사망했다.그는 아내와 세 명의 자식들을 남기고 죽었다.[20]그의 금메달 노벨상 메달은 워싱턴 DC에 있는 스미스소니언의 사단법인 국립미국사박물관에 있다.[41]

출판물

메모들

  1. ^ a b c d e f Nobel Foundation. "Edwin M. McMillan – Biographical". Retrieved July 16, 2015.
  2. ^ a b c "Edwin McMillan – Session I". American Institute of Physics. Retrieved July 16, 2015.
  3. ^ 시보그 1993, 페이지 287.
  4. ^ McMillan, Edwin. "An improved method for the determination of the radium content of rocks". California Institute of Technology. Retrieved July 16, 2015.
  5. ^ McMillan, Edwin Mattisox (1933). Deflection of a beam of hydrogen chloride molecules in a non-homogeneous electric field (Ph.D. thesis). Princeton University. OCLC 77699392 – via ProQuest.
  6. ^ a b c 1993년, 페이지 288.
  7. ^ a b Lofgren, Abelson & Helmolz 1992, 페이지 118–119.
  8. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, 페이지 217–218.
  9. ^ Jackson & Panofsky 1996, 페이지 218–219.
  10. ^ "Chart of Nuclides: 10Be information". National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Retrieved July 18, 2015.
  11. ^ Jackson & Panofsky 1996, 페이지 221–222.
  12. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, 페이지 221–223.
  13. ^ Segrè, Emilio (1939). "An Unsuccessful Search for Transuranium Elements". Physical Review. 55 (11): 1104–5. Bibcode:1939PhRv...55.1104S. doi:10.1103/PhysRev.55.1104.
  14. ^ McMillan, Edwin; Abelson, Philip (1940). "Radioactive Element 93". Physical Review. 57 (12): 1185–1186. Bibcode:1940PhRv...57.1185M. doi:10.1103/PhysRev.57.1185.2.
  15. ^ a b 1993년, 페이지 289.
  16. ^ Nobel Foundation. "The Nobel Prize in Chemistry 1951". Retrieved July 16, 2015.
  17. ^ a b c d e f "Edwin McMillan – Session IIII". American Institute of Physics. Retrieved July 16, 2015.
  18. ^ 시보그 1993, 페이지 291.
  19. ^ Jackson & Panofsky 1996, 페이지 216.
  20. ^ a b Lambert, Bruce (September 9, 1991). "Edwin McMillan, Nobel Laureate And Chemistry Pioneer, Dies at 83". The New York Times. Retrieved July 16, 2015.
  21. ^ 미국 특허 2,694,868
  22. ^ 로즈 1986, 페이지 449–451.
  23. ^ Hoddeson1993, 페이지 62.
  24. ^ a b Hoddeson1993, 페이지 84.
  25. ^ Hoddeson1993, 페이지 114.
  26. ^ 로즈 1986, 페이지 477–479, 541.
  27. ^ Hoddeson1993, 페이지 130–133.
  28. ^ Hoddeson1993, 페이지 139.
  29. ^ Hoddeson 1993, 페이지 238–239.
  30. ^ Hoddeson1993, 페이지 245.
  31. ^ Hoddeson1993, 페이지 256–257.
  32. ^ Hoddeson1993, 페이지 272–273.
  33. ^ Jackson & Panofsky 1996, 페이지 225.
  34. ^ a b Jackson & Panofsky 1996, 페이지 226–227.
  35. ^ McMillan, Edwin M. (September 1, 1945). "The Synchrotron—A Proposed High Energy Particle Accelerator". Physical Review. 68 (5–6): 143. Bibcode:1945PhRv...68..143M. doi:10.1103/PhysRev.68.143.
  36. ^ Veksler, V. I. (1944). "A new method of accelerating relativistic particles". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de l'URSS. 43 (8): 329–331.
  37. ^ a b c d Lofgren, Edward J. "Edwin McMillan, a biographical sketch" (PDF). Lawrence Berkeley Laboratory. Archived from the original (PDF) on July 23, 2015. Retrieved July 18, 2015.
  38. ^ "Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement". www.achievement.org. American Academy of Achievement.
  39. ^ 잭슨 & 파노프스키 1996, 페이지 230.
  40. ^ 시보그 1993, 페이지 290–291.
  41. ^ "Nobel Prize Medal in Chemistry for Edwin McMillan". National Museum of American History, Smithsonian Institution. Retrieved July 18, 2015.

참조

외부 링크