Harold C. Urey

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search
Harold C. Urey
HD.3F.004 (11086396296).jpg
Életrajzi adatok
Született1893. április 29.
Walkerton
Elhunyt1981. január 5. (87 évesen)
La Jolla
Iskolái
  • Earlham College
  • University of Montana
  • Kaliforniai Egyetem, Berkeley
  • Columbia Egyetem
Szakmai kitüntetések

Harold C. Urey aláírása
Harold C. Urey aláírása
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Harold C. Urey témájú médiaállományokat.

Harold Clayton Urey (Walkerton, 1893. április 29.La Jolla, 1981. január 5.) amerikai fizikokémikus. 1934-ben kémiai Nobel-díjban részesült a deutérium felfedezéséért. A második világháború idején, mint az izotópelválasztás szakértője részt vett az atombomba kifejlesztésében. 1952-ben Stanley Millerrel együtt elvégezte a Miller-Urey kísérletet, amellyel bebizonyították, hogy ősi körülmények között egyszerű vegyületekből kialakulhattak az élet kialakulásához szükséges anyagok.

Korai évek[szerkesztés]

Harold Urey 1893. április 29-én született az indianai kisvárosban, Walkertonban. Apja Samuel Clayton Urey [1] tanár és a baptista kisegyház, a Church of the Brethren lelkésze volt[2], anyja pedig Cora Rebecca Urey (leánykori nevén Reinoehl).[3] Született egy öccse (Clarence) és egy húga (Martha) is. A család a kaliforniai Glendorába költözött, de mikor Harold apja tuberkulózisban súlyosan megbetegedett, visszatértek Indianába, az anyai nagymamához. Harold még csak hatéves volt, mikor Samuel Urey meghalt[4].

Harold az amishok elemi iskolájába járt, majd 14 éves korától a kendallville-i középiskolában tanult.[3] 1911-ben érettségizett, majd az Earlham College-ben tanítói oklevelet szerzett[5] és egy kis vidéki indianai iskolában volt tanár. Később Montanába, ott élő anyjához költözött, ahol egy helyi iskolában volt tanító[2]. 1914 őszén beiratkozott a Montanai Egyetemre[6] és három évvel később megszerezte BS (bachelor of science) fokozatát zoológiából. [7]. Miután az Egyesült Államok belépett az első világháborúba, Urey egy philadelphiai robbanóanyaggyárban dolgozott, majd a háború után előadóként visszatért a Montanai Egyetemre[8][5].

Az egyetemi álláshoz doktori címre volt szükség, ezért 1921-ben Urey elkezdte a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem PhD-programját, ahol témavezetője Gilbert N. Lewis volt. Első témája a cézium gőzének ionizációja volt, de nem haladt jól és egy indiai fizikus nála jobb eredményeket publikált[9]. Disszertációját végül az ideális gáz ionizációs állapotairól írta és 1923-ban megszerezte doktorátusát. Ezután az Amerikai-Skandináv Alapítvány ösztöndíjával néhány hónapot a koppenhágai Niels Bohr Intézetben töltött, ahol találkozott Werner Heisenberggel, Hans Kramers-szel, Wolfgang Paulival, Hevesy Györggyel és John Slaterrel. Útja végén Németországba is ellátogatott és megismerkedett Albert Einsteinnel és James Franckkal.[10].

Miután visszatért az Egyesült Államokba a Harvard Egyetemtől és a Johns Hopkins Egyetemtől is kapott állásajánlatot; Urey az utóbbit választotta. 1929-ben docensi (associate professor) kinevezést kapott.

A deutérium felfedezése[szerkesztés]

Az 1920-as évek végén William Giauque és Herrick Johnston felfedezték az oxigén stabil izotópjait. Az izotópok mivolta ekkor még vitatott volt, James Chadwick csak 1932-ben fedezte fel a neutront. Két rendszert is használtak az osztályozásukra, kémiai és fizikai tulajdonságaik alapján. A kettő közötti különbség alapján feltételezték, hogy ha létezik is a izotópja a hidrogénnek, akkor is 4500 hagyományos hidrogénatomra esik is egy nehézhidrogén.[11] Urey 1931-ben úgy döntött, hogy megpróbálja izolálni.

Urey és munkatársa, George Murphy úgy kalkulált, hogy a hidrogén kibocsátási spektrumához képest a nehéz izotóp 1,1-1,8 ångströmös vöröseltolódást mutat. Sikerült hozzáférést szerezniük az akkor legérzékenyebb diffrakciós rácsos spektrográfhoz, melynek 1Å per milliméteres felbontása volt, vagyis kb. 1 mm-es eltérést kellett megtalálniuk[12]. Az 1:4500 arány azonban olyan alacsony volt, hogy a keresett vonal nagyon halvány volta miatt Urey még nem merte publikálni eredményét.[11]

Urey és Murphy úgy vélekedett, hogy a nehéz izotóp forráspontja valamivel magasabb a közönséges hidrogénénél és számításuk szerint 5 liternyi folyékony hidrogén desztillálásával be tudják koncentrálni izotópjukat. A szükséges mennyiségű folyékony hidrogén megszerzéséhez Urey Ferdinand Brickwedde segítségét kérte, aki a Nemzeti Mérésügyi Hivatal kriogenikai laborjában dolgozott, és akit a Johns Hopkins Egyetemről ismert[12]. Első próbálkozásuk, amelyet 20°Kelvines párologtatással végeztek sikertelen volt, de a második, ahol a hőmérsékletet 14°K-ra csökkentették és a nyomás is jelentősen kisebb volt, hétszeres dúsulást mutatott a spektrográf szerint.[11] A három kutató 1932-ben közösen publikálta a "nehézhidrogén" felfedezését[13] és Urey 1934-ben elnyerte a kémiai Nobel-díjat.[14] A stockholmi átadási ünnepségre azonban nem ment el, hogy jelen lehessen lánya, Mary Alice születésénél[15].

Később Urey rájött, hogy az első kísérlet kudarca annak volt tulajdonítható, hogy a hidrogén víz elektrolíziséből származott és eleve kevés deutériumot tartalmazott. Edward W. Washburnnel közösen megpróbált nehézvizet előállítani, de ebben volt tanára, Gilbert N. Lewis 1933-ban megelőzte őket[16]. Urey rámutatott a hidrogént és deutériumot tartalmazó gázok közötti különbségekre és felvetette, hogy deutériummal jelzett vegyületekkel lehetőség nyílik a biokémiai reakciók követésére[17]. 1932-ben megalapított a Journal of Chemical Physics tudományos folyóiratot, amelynek 1940-ig főszerkesztője volt[18].

Politikai nézeteit illetően Urey a demokrácia és az intellektuális szabadság híve volt. Támogatta az euroatlantista Clarence Streit javaslatát, miszerint a világ nagy demokráciáinak egy föderális unióban kellene egyesülniük. A spanyol polgárháborúban a köztársaságiak pártján állt. Kezdettől fogva szembeszállt a nácizmussal és segített az Európából menekülő tudósoknak - köztük Enrico Ferminek - munkát találni és beilleszkedni az amerikai társadalomba[19].

A Manhattan terv[szerkesztés]

A második világháború 1939-es kirobbanásakor Urey az izotópok elválasztásának egyik legismertebb szakértője volt. Bár korábban csak könnyű elemekkel kísérletezett, 1939-ben és 1940-ben megjelentetett két cikket, amelyekben a nehezebb izotópokra centrifugálásos szétválasztást javasolt. Módszerének az adott különös jelentőséget, hogy Niels Bohr feltételezése szerint az urán 235-ös izotópja képes lenne fenntartani egy maghasadásos láncreakciót[20], de csak akkor ha sikerül valahogyan elválasztani a közönséges urántól. A centrifugálásos módszeren kívül gázdiffúziós és hődiffúziós módszerrel is próbálkoztak. Az izotópelválasztási munka koordinátora Urey volt, akárcsak a nehézvíz előállításának, amelyet a nukleáris reaktorokban neutronelnyelőként akartak használni[21][22].

Az S-1 Bizottság 1942. szeptember 13-án. Balról jobbra: Urey, Ernest Lawrence, James B. Conant, Lyman J. Briggs, Eger V. Murphree és Arthur Compton

1941. májusában Urey tagja lett az S-1 Uránbizottságnak, amely a nukleáris bomba kifejlesztését felügyelte, annak korai fázisában(OSRD).[23]. Ugyanebben az évben Angliába küldték, hogy felvegye a kapcsolatot az ottani fizikusokkal. Bár az angolok optimisták voltak a gázdiffúziós módszert illetően[24], nyilvánvaló volt hogy mind annak, mind a centrifugálós technikának jelentős nehézségeket kell még leküzdenie[25]. 1943 májusában, ahogyan a Manhattan terv egyre inkább nekilendült, Ureyt nevezték ki a Columbia Egyetemen a valamennyi nehézvízelőállító és urándúsító erőfeszítést (kivéve Ernest Lawrence elektromágneses munkáját) koordináló laboratórium élére[26]. A centrifugálásos kísérletekben Urey az addigi átfolyásos módszer helyett egy technikailag bonyolultabb, de hatékonyabb ellenáramláson alapuló technikát javasolt, de ezt végül nem sikerült megvalósítani, csak a háború után vált az urándúsítás egyik legfontosabb módszerévé[27].

A gázdiffúziós technika ígéretesebbnek mutatkozott és 1943 végére már több mint 700-an dolgoztak az erősen korrozív urán-hexaflorid diffúziós dúsításán[28]. 1945 februárjában, egy hónappal a fő dúsítóüzem K-25 átadása előtt a teljesen kimerült Urey lemondott és átadta helyét R. H. Christnek. Az üzem a kezdeti kisebb nehézségek után kiváló eredményeket ért el[29], olyannyira, hogy a biztonsági tartalékként felépített hődiffúziós és elektromágneses üzemeket hamarosan be is zárták és az 1946-ban befejezett másik gázdiffúziós K-27-tel együtt az Egyesült Államok háború utáni atomprogramjának elsőrendű uránellátójává vált[30][31]. Urey a Manhattan-tervben való részvételéért megkapta az akkori legmagasabb polgári kitüntetést, a Medal for Merit-et[29].

A háború után[szerkesztés]

A második világháború végével a Chicagói Egyetem és az egyetemen működő Nukleáris Kutatások Intézete (1955 óta Enrico Fermi Intézet) kémiaprofesszora lett.[5] Rájött, hogy az oxigén-18 és oxigén-16 reakcióba lépési aránya függ a hőmérséklettől, így egy kellően érzékeny műszerrel egy kövületből meg tudta határozni, hogy egy százmillió évvel ezelőtt élt belemnitesz életének négy éve során milyen volt a téli és nyári hőmérséklet. Úttörő paleoklimatológiai eredményéért az Amerikai Geológiai Társaság Arthur L. Day-érmet, a Geokémiai Társaság pedig Goldschmidt-érmet adományozott neki[32].

A Miller–Urey kísérlet

1946-an Urey latba vetette politikai befolyását, hogy a nukleáris fegyverek feletti ellenőrzés ne katonai, hanem civil kezekbe kerüljön. Előadókörútjain felszólalt a Szovjetunióval való háború ellen és korábbi világkormány iránti szimpátiáját csak növelte a nukleáris háború veszélye. Az atomfegyverek ügyében felszólalt a Kongresszusban és nyilvánosan megvédte a szovjeteknek kémkedő Rosenberg-házaspárt. Emiatt a McCarthy-féle Amerika-ellenes tevékenységet vizsgáló bizottság elé is beidézték[33].

Kozmokémia és a Miller–Urey kísérlet[szerkesztés]

Pályafutása kései szakaszában Urey kozmokémiával foglalkozott (a fogalmat is ő vezette be). Tanulmányozta az elemek eloszlását a Földön és a csillagokban való keletkezésüket és előfordulásukat. Úgy vélte, hogy a fiatal Föld atmoszférája elsősorban ammóniából, metánból és hidrogénből állhatott. Egyik diákja, Stanley Miller kimutatta, hogy ha egy ilyen gázelegyet elektromos szikráknak (a villámokat szimulálva) és víznek tesznek ki, akkor olyan vegyületek - köztük aminosavak - keletkeznek, amelyeket az élet építőköveinek tartanak[34].

Urey 1956 és 1957 között egy évet az Oxfordi Egyetem vendégprofesszoraként töltött.[35] 1958-ban elérte a Chicagói Egyetem 65 éves nyugdíjkorhatárát, és elfogadta a San Diegó-i Kaliforniai Egyetem tanári állásajánlatát és La Jollába költözött. 1970-től 1981-ig az egyetem professor emeritusa volt[36][37][5]. Megerősítette a természettudományos oktatást és 1960-ban Stanley Millerrel együtt alapítója volt az egyetem kémiai tanszékének[36][38].

Az 1950-es évek végén és a 60-as évek elején beindult az amerikai űrprogram. Másokkal együtt Urey meggyőzte a NASA-t, hogy az egyik elsődleges cél a Holdra küldött automata szondák indítása legyen. Mikor az Apollo–11 mintákkal tért vissza a Holdról, Urey maga vizsgálta meg őket, és megállapította, hogy alátámasztják elméletét, miszerint a Föld és Hold azonos eredetű[36][38].

Elismerései[szerkesztés]

A Nobel-díjon kívül Urey elnyerte a Franklin-érmet (1943), a J. Lawrence Smith-érmet (1962), a Nemzeti Tudományos Érmet (1964), a Királyi Csillagászati Társaság aranyérmét (1966) és az Amerikai Kémiai Társulat Priestley-érmét[39]. 1947-ben sorai közé fogadta a Royal Society.[40] Róla nevezték el a Holdon a Urey-krátert,[5] a 4716 Urey aszteroidát,[41] és az Amerikai Csillagászati Társaság által adományozott H. C. Urey-díjat.[42] Őróla kapta nevét szülővárosa, Walkerton középiskolája[43] és a San Diegó-i Egyetem kémiaépülete, a Urey Hall.[44]

Családja[szerkesztés]

Urey 1926-ban vette feleségül Frida Daumot. Négy gyermekük született: Gertrude Elisabeth (sz. 1927), Frieda Rebecca (1929), Mary Alice (1934) és John Clayton Urey (1939)[45]. Hobbija a kertészkedés volt, főleg orchideákat termesztett.

Harold C. Urey 1981. január 5-én halt meg La Jollában, 87 éves korában.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Silverstein & Silverstein 1970, 7. o.
  2. ^ a b Arnold et al. 1995, 365. o.
  3. ^ a b Housholder, Terry: Kendallville graduate worked on Manhattan Project in World War II – Drr. Harold C. Urey was Noble Prize Winner in Chemistry. KPC News. [2009. január 5-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. augusztus 7.)
  4. Silverstein & Silverstein 1970, 8. o.
  5. ^ a b c d e Harold C. Urey. Soylent Communications. (Hozzáférés: 2013. augusztus 7.)
  6. Silverstein & Silverstein 1970, 15. o.
  7. Silverstein & Silverstein 1970, 72. o.
  8. Silverstein & Silverstein 1970, 19-20. o.
  9. Silverstein & Silverstein 1970, 26. o.
  10. Arnold et al. 1995, 368. o.
  11. ^ a b c Brickwedde, Ferdinand G. (1982. szeptember 1.). „{{{title}}}”. Physics Today 34 (9), 34–39. o. ISSN 0031-9228.  
  12. ^ a b Arnold, Bigeleisen & Hutchison 1995, 370-371. o.
  13. doi:10.1103/PhysRev.39.164
  14. The Nobel Prize in Chemistry 1934. Nobel Foundation. (Hozzáférés: 2013. augusztus 7.)
  15. Silverstein & Silverstein 1970, 47. o.
  16. Silverstein & Silverstein 1970, 45. o.
  17. Arnold et al. 1995, 373-375. o.
  18. Arnold et al. 1995, 392. o.
  19. Arnold et al. 1995, 389. o.
  20. Arnold et al. 1995, 377-378. o.
  21. Arnold et al. 1995, 379. o.
  22. Hewlett & Anderson 1962, 45, 50. o.
  23. Hewlett & Anderson 1962, 75. o.
  24. Hewlett & Anderson 1962, 44. o.
  25. Hewlett & Anderson 1962, 63-64. o.
  26. Hewlett & Anderson 1962, 128–129. o.
  27. Arnold et al. 1995, 381. o.
  28. Arnold et al. 1995, 382. o.
  29. ^ a b Silverstein & Silverstein 1970, 51–52. o.
  30. Arnold et al. 1995, 383. o.
  31. Hewlett & Anderson 1962, 629–630. o.
  32. Arnold et al. 1995, 376–377. o.
  33. Arnold et al. 1995, 389–390. o.
  34. Arnold et al. 1995, 385-386. o.
  35. Harold C. Urey – Biographical. (Hozzáférés: 2014. április 6.)
  36. ^ a b c Arnold et al. 1995, 386-387. o.
  37. Silverstein & Silverstein 1970, 62-64. o.
  38. ^ a b Silverstein & Silverstein 1970, 66-68. o.
  39. Arnold et al. 1995, 395-398. o.
  40. doi:10.1098/rsbm.1983.0022
  41. 4716 Urey (1989 UL5). NASA. (Hozzáférés: 2013. augusztus 9.)
  42. Harold C. Urey Prize in Planetary Science. Division for Planetary Sciences of the American Astronomical Society. (Hozzáférés: 2013. augusztus 9.)
  43. Harold C. Urey Middle School. USA.com. (Hozzáférés: 2013. augusztus 9.)
  44. Urey Hall. University of California, San Diego. (Hozzáférés: 2013. augusztus 9.)
  45. Silverstein & Silverstein 1970, 37, 47-48, 72. o.

Irodalom[szerkesztés]

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Harold Urey című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Külső hivatkozások[szerkesztés]