Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено от Отто Фриша )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Отто Роберт Фриш FRS [1] (1 октября 1904 - 22 сентября 1979) был британским физиком австрийского происхождения, который работал в области ядерной физики . Вместе с Лизой Мейтнер он предложил первое теоретическое объяснение ядерного деления (придумав термин) и впервые экспериментально обнаружил побочные продукты деления. Позже вместе со своим сотрудником Рудольфом Пайерлсом [1] он разработал первый теоретический механизм взрыва атомной бомбы в 1940 году [2].

Ранняя жизнь [ править ]

Фриш родился в Вене в 1904 году в еврейской семье, в семье художника Юстиниана Фриша и пианиста Огюста Мейтнера Фриша. Он сам был талантлив в обоих направлениях, но также разделял любовь своей тети Лизы Мейтнер к физике и начал период обучения в Венском университете, который окончил в 1926 году, изучая влияние недавно открытого электрона на соли.

Ядерная физика [ править ]

Проработав несколько лет в относительно малоизвестных лабораториях Германии, Фриш получил должность в Гамбурге у ученого, лауреата Нобелевской премии Отто Стерна . Здесь он произвел работу по дифракции атомов ( с использованием кристаллических поверхностей) , а также доказано , что магнитный момент от протона было гораздо больше , чем ранее предполагалось. [3]

Присоединение Адольфа Гитлера к посту канцлера Германии в 1933 году побудило Отто Роберта Фриша принять решение переехать в Лондон , где он присоединился к сотрудникам Биркбек-колледжа и работал с физиком Патриком Мейнардом Стюартом Блэкеттом над технологиями камеры облачности и искусственной радиоактивностью . После этого он проработал пять лет в Копенгагене с Нильсом Бором, где он все больше специализировался на ядерной физике , особенно в нейтронной физике.

Ядерное деление [ править ]

Отто Фриш, Лиз Мейтнер и Гленн Сиборг

Во время рождественских каникул 1938 года он навестил свою тетю Лизу Мейтнер в Кунгельве . Там она получила известие о том, что Отто Хан и Фриц Штрассманн в Берлине обнаружили, что при столкновении нейтрона с ядром урана образуется элемент барий в качестве одного 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 этот процесс и оценили выделяемую энергию, а Фриш ввел термин деление для его описания.

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] Работа Мейтнера и Фриша объяснила физику этого явления. [5]

Фриш вернулся в Копенгаген, где ему быстро удалось выделить части, полученные в результате реакций деления. [6] Как позже вспоминал сам Фриш, фундаментальную идею прямого экспериментального доказательства ядерного деления ему предложил 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 и, как он ожидал, совершил короткую поездку в Бирмингем , но начало Второй мировой войны помешало его возвращению. Помня о войне, он и физик Рудольф Пайерлс подготовили меморандум Фриша-Пайерлса в Бирмингемском университете , который стал первым документом, описывающим процесс, с помощью которого может быть произведен атомный взрыв. В их процессе будет использоваться выделенный уран-235, для которого потребуется довольно небольшая 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 последующих осадков . Этот меморандум стал основой британской работы по созданию атомного устройства (проект Tube Alloys ), а также манхэттенского проекта, над которым Фриш работал в составе британской делегации . Фриш и Рудольф Пайерлс вместе работали на физическом факультете Бирмингемского университета с 1939 по 1940 год. [10] Он уехал в Америку в 1943 году, поспешно получив британское гражданство .

Манхэттенский проект [ править ]

Устройство Godiva в Лос-Аламосе

В 1944 году в Лос-Аламосе одной из задач Фриша как лидера группы Critical Assemblies было точное определение точного количества обогащенного урана, которое потребовалось бы для создания критической массы, массы урана, которая выдержит ядерную цепную реакцию. [11] Он сделал это, сложив несколько десятков 3-сантиметровых брусков обогащенного гидрида урана за раз и измерив возрастающую нейтронную активность по мере приближения к критической массе. Водород в металлических стержнях увеличено время , что реакция , необходимой для ускорения. Однажды Фриш чуть не вызвал безудержную реакцию, перегнувшись через стопку, которую он назвал « собрание леди Годивы ». [12]Его тело отражало нейтроны обратно в стопку. Краем глаза он заметил, что красные лампы, которые периодически мигали при испускании нейтронов, «светились непрерывно». [12] Осознав, что происходит, Фриш быстро разбросал прутья рукой. Позже он подсчитал, что доза облучения была «совершенно безвредной», но что 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, допустимую дневную дозу нейтронного излучения».[13] Таким образом, его эксперименты определили точные массы урана, необходимые для запуска бомбы « Маленький мальчик» над Хиросимой .

Он также разработал эксперимент с «драконьим хвостом» или «гильотиной», в котором урановая пуля падала через отверстие в большей фиксированной массе урана, достигая чуть выше критической массы (0,1%) за доли секунды. [14] На встрече , посвященной одобрению эксперимента, Ричард Фейнман , комментируя временную опасность, сказал, что это было «все равно что пощекотать хвост спящего дракона». За период около 3 миллисекунд температура повысилась со скоростью 2000 ° C в секунду, и было испущено более 10 15 избыточных нейтронов. [15]

Вернуться в Англию [ править ]

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

В 1946 году он вернулся в Англию, чтобы занять пост главы отдела ядерной физики Исследовательского центра атомной энергии в Харвелле, хотя большую часть следующих тридцати лет он преподавал в Кембридже, где был джексоновским профессором естественной философии и дипломированным специалистом. научный сотрудник Тринити-колледжа .

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

Выход на пенсию [ править ]

Бирмингемский университет - 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 тоже физик.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Пайерлс Р. (1981). «Отто Роберт Фриш. 1 октября 1904 - 22 сентября 1979» . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 27 : 283–306. DOI : 10.1098 / RSBM.1981.0012 . JSTOR  769874 .
  2. ^ Бете, штат Джорджия ; Зима, Джордж (январь 1980 г.). "Некролог: Отто Роберт Фриш" . Физика сегодня . 33 (1): 99–100. Bibcode : 1980PhT .... 33a..99B . DOI : 10.1063 / 1.2913924 . Архивировано из оригинального 28 сентября 2013 года .
  3. ^ Фриш, Отто Р .; Стерн, Отто (1933). "Uber die magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das magnetische Moment des Protons". Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 85 (1–2): 4–16. Bibcode : 1933ZPhy ... 85 .... 4F . DOI : 10.1007 / BF01330773 . S2CID 120793548 . 
  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 языке). 27 (1): 11–15. Bibcode : 1939NW ..... 27 ... 11H . DOI : 10.1007 / BF01488241 . S2CID 5920336 . Авторы были идентифицированы как сотрудники Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, Берлин-Далем. Поступила 22 декабря 1938 г.
  5. ^ Мейтнер, Лиза; Фриш, штат Орегон (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции» . Природа . 143 (3615): 239–240. Bibcode : 1939Natur.143..239M . DOI : 10.1038 / 143239a0 . S2CID 4113262 . Документ датирован 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. Перейти ↑ Frisch, OR (1939). "Физические доказательства разделения тяжелых ядер под нейтронной бомбардировкой" . Природа . 143 (3616): 276. Bibcode : 1939Natur.143..276F . DOI : 10.1038 / 143276a0 . S2CID 4076376 . Архивировано из оригинала 3 августа 2004 года. Газета датирована 17 января 1939 г. [Эксперимент по написанию этого письма в редакцию проводился 13 января 1939 г .; см. Rhodes, Richard (1986). Создание атомной бомбы . Саймон и Шустер. С.  263 и 268.
  7. Отто Р. Фриш, «Открытие деления - как все началось», Physics Today , V20, N11, стр. 43-48 (1967).
  8. ^ Дж. А. Уиллер, "Механизм деления", Physics Today V20, N11, стр. 49-52 (1967).
  9. ^ «Слава без Нобелевской премии» .
  10. ^ http://www.birmingham.ac.uk/documents/culture/bookletfinalpdf.pdf
  11. ^ Роудс, Ричард (1986). Создание атомной бомбы . Саймон и Шустер. С.  612–613 .
  12. ^ a b 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 его сборкой Леди Годивы.
  13. ^ Роудс, Ричард (1986). Создание атомной бомбы . Саймон и Шустер. стр.  610 -11. ISBN 9780671441333.
  14. ^ "Вот драконы" .
  15. ^ re Malenfant (2005). «Эксперименты с машиной-драконом» . DOI : 10.2172 / 876514 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  16. ^ a b Отто Фриш, «То немногое, что я помню», Cambridge University Press (1979), ISBN 0-521-40583-1 

Библиография [ править ]

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

Внешние ссылки [ править ]

  • Аннотированная библиография Отто Фриша из Цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсоса
  • Лос-Аламосская национальная лаборатория в британской миссии
  • Стенограмма интервью Oral History с Отто Робертом Фришем 8 мая 1963 г., Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора
  • Стенограмма интервью Oral History с Отто Робертом Фришем 3 мая 1967 г., Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора
  • «О возможности использования угольных электростанций» (эссе Фриша, посвященное 70-летию со дня рождения Нильса Бора, 7 октября 1955 г.)
  • Работы Отто Роберта Фриша или о нем в Internet Archive