Herbert G. MacPherson - Herbert G. MacPherson
Herbert G. MacPherson (2. listopadu 1911 - 6. ledna 1993) byl americký jaderný inženýr a zástupce ředitele Národní laboratoře v Oak Ridge (ORNL). Podílel se na konstrukci a vývoji jaderných reaktorů a podle názoru Alvina Weinberga byl „nejpřednějším odborníkem v zemi na grafit“ ...
Kariéra
Po obdržení titulu Ph.D. ve fyzice na Kalifornské univerzitě v Berkeley v roce 1936 MacPherson odešel pracovat do Národní meteorologické služby ve Washingtonu DC. V následujícím roce ho najala národní uhlíková divize společnosti Union Carbide and Carbon Corporation v Clevelandu ve státě Ohio, kde zkoumal spektra uhlíkových oblouků, které se ve filmovém průmyslu často používaly. V roce 1956 se přestěhoval do Oak Ridge TN, kde se stal vědeckým pracovníkem v Národní laboratoři v Oak Ridge. MacPherson se stal zástupcem ředitele Národní laboratoře v Oak Ridge v roce 1965, kde působil do roku 1970. V letech 1970 až 1976 působil jako profesor jaderného inženýrství na University of Tennessee. V roce 1973 působil jako úřadující ředitel Institutu pro energetickou analýzu, organizace založené Alvinem Weinbergem pro studium managementu a budoucích zdrojů energie. V roce 1978 byl zvolen za člena Národní technické akademie .
Jaderný grafit a projekt na Manhattanu
Možnost vytvoření řetězové reakce v uranu byla zřejmá v roce 1939 po experimentech s jaderným štěpením Otta Hahna a Fritze Strassmana a po interpretaci těchto výsledků Lise Meitnerovou a Otto Frischem . Vzrušující možnosti, které to představovalo, se rychle rozšířily po celé světové fyzikální komunitě. Aby štěpný proces mohl reagovat na řetěz, musí být neutrony vytvořené štěpením uranu zpomaleny interakcí s moderátorem neutronů (prvek s nízkou atomovou hmotností, který se „odrazí“, když je zasažen neutronem), než být zachycen jinými atomy uranu. V roce 1939 bylo dobře známo, že dva nejslibnější moderátoři byli těžká voda a grafit (semikrystalická forma čistého uhlíku).
V únoru 1940 koupil Leo Szilard z fondů, které byly částečně přiděleny na základě dopisu Einstein-Szilard prezidentovi Rooseveltovi, 4 tuny grafitu od společnosti National Carbon pro použití v experimentálním reaktoru Enrica Fermiho , tzv. Exponenciální hromádce. Fermi píše, že „Výsledky tohoto experimentu byly [trochu] odrazující“ pravděpodobně kvůli absorpci neutronů nějakou neznámou nečistotou. V prosinci 1940 se Fermi a Szilard setkali s HG MacPhersonem a VC Hamisterem v National Carbon, aby diskutovali o možné existenci nečistot v grafitu, aniž by konkrétně popsali důvody jejich návštěvy. Když si MacPherson (v září 1939) přečetl článek RB Robertsa a JBH Kupera (který popsal nutnost moderátora v řetězové reakci), dokázal odvodit účel návštěvy. Díky svým zkušenostem se spektry uhlíkových oblouků si uvědomil, že i vysoce kvalitní grafit obsahuje nepatrná množství nečistot boru, které by ho mohly potenciálně zneužít jako moderátor neutronů v uranovém reaktoru, což potvrzuje podezření Szilarda.
Na základě tohoto setkání vyvinul MacPherson (společně s LM Currie a VC Hamister) v příštích dvou letech techniky tepelného čištění pro výrobu grafitu s nízkým obsahem boru, jehož výsledkem byl produkt „AGOT Graphite“ společnosti National Carbon. Podle WP Eatherly šlo o „první skutečný grafit jaderného stupně“. V listopadu 1942 společnost National Carbon dodala 250 tun grafitu AGOT na univerzitu v Chicagu, kde byla použita při stavbě Fermiho Chicago Pile-1 , prvního jaderného reaktoru, který generoval trvalou řetězovou reakci. Grafit AGOT byl také použit k výrobě grafitového reaktoru X-10 v Oak Ridge TN a reaktorů v Hanfordu ve Washingtonu, kde se během druhé světové války a po ní vyrábělo plutonium. Tento proces a jeho pozdější zdokonalení se staly standardními technikami při výrobě jaderného grafitu.
Tato zásadní informace týkající se nečistot boru nebyla známa německým vědcům, kteří se pokoušeli vytvořit řetězovou reakci v uranu během druhé světové války. Průřez absorpce neutronů v grafitu zkoumali v Německu Walter Bothe , P. Jensen a Werner Heisenberg, kteří jej zjistili jako příliš vysoký, čímž eliminovali grafit jako možného moderátora. V důsledku toho německé úsilí o vytvoření řetězové reakce zahrnovalo pokusy o použití těžké vody , což je drahá a vzácná alternativa. Když psal až v roce 1947, Heisenberg stále nechápal, že jediným problémem grafitu jsou bórové nečistoty.
Reaktor roztavené soli
V roce 1956 byl MacPherson jmenován ředitelem ORNL Alvinem Weinbergem , aby vedl Experiment s roztavenou solí , revoluční bezpečný, efektivní a relativně levný design reaktoru, nyní označovaný jako palivový cyklus Thorium . Během dvou let byly dokončeny chemické testy roztavených materiálů, studie nákladů, celkový design a výpočty, které byly nastíněny ve čtvrtletní zprávě MacPherson o pokroku v oblasti MSRE. Výpočty byly provedeny na ORACLE (počítače) , klon von Neumann ‚s IAS stroj , který byl postaven na ORNL pod vedením Alston Scott hospodáře . MSRE byl financován komisí pro atomovou energii v roce 1959 a byl dokončen v roce 1965. Trval nepřetržitě, dokud nebyl ukončen v roce 1969, ale prokázal životaschopnost designu, který Weinberg označuje jako tento projekt jako „možná nejgeniálnější a nejodvážnější technický experiment, který byl kdy proveden na ORNL ". (V roce 1972 vláda USA odmítla financovat navrhovaný navazující reaktor na množení roztavené soli v ORNL, vystřelila Alvina Weinberga a přesměrovala svou podporu na návrh a konstrukci rychlých množivých reaktorů z tekutého kovu, jako je například reaktor na pěstování řeky Clinch .)
V roce 1958, současně s vydáním první učebnice o jaderných reaktorech, MacPherson (společně s Jamesem Lane a Frankem Maslanem) upravil a publikoval své technické pojednání o reaktorech na kapalná paliva
Mayská archeologie
Poté, co odešel do důchodu, se MacPherson začal zajímat o mayskou kulturu a spisy, zejména o ty, které se týkají drážďanského kodexu . Tento starověký mayský rukopis obsahuje tabulku, která se běžně označuje jako „Varovná tabulka před zatměním“ dat, jejichž intervaly přibližně odpovídají intervalům mezi zatměním Slunce, které se vyskytují na celém světě. Ve snaze porozumět této tabulce byly napsány stovky článků (viz). MacPherson studoval matoucí problém toho, jak se starověké civilizaci podařilo vytvořit takovou tabulku, když nevlastnila astronomické modely, které by byly nutné k předpovědi zatmění po celém světě a kdy by Mayové viděli v celém celku jen několik zatmění Slunce období jejich civilizace. V tom, co někteří odborníci považují za „nejzajímavější z nedávných studií tabulky zatmění“, popsal MacPherson jednoduchý postup, pomocí kterého mohla být taková tabulka sestavena mayskými astronomy v procesu určování „lunární sezóny“.