Otto Robert Frisch

Otto Robert Frisch
Född1 oktober 1904[1][2][3]
Wien[4]
Död22 september 1979[1][2][3] (74 år)
Cambridge
Medborgare iÖsterrike[5] och Storbritannien[5]
Utbildad vidWiens universitet
SysselsättningFysiker, kärnfysiker, universitetslärare
ArbetsgivareUniversity of London
Hamburgs universitet
Köpenhamns universitet
Birkbeck College
Universitetet i Birmingham
Atomic Energy Research Establishment
FöräldrarJustinian Frisch
Auguste Meitner
Utmärkelser
Fellow of the Royal Society
Medlem av American Physical Society
Namnteckning
Redigera Wikidata

Otto Robert Frisch, född 1 oktober 1904 i Wien, Österrike, död 22 september 1979 i Cambridge, England, var en österrikisk-brittisk fysiker. Han var systerson till fysikern Lise Meitner och samarbetade med henne i sin forskning när de utvecklade den första teoretiska förklaringen av fission (och myntade termen) och tillsammans var de två första att experimentellt upptäcka fissionsprodukterna. Senare, tillsammans med sin kollega Rudolf Peierls,[6] konstruerade han den första teoretiska mekanismen för detonation av en atombomb 1940.[7]

Biografi

Frisch föddes i en judisk familj och var son till målaren Justinian Frisch och konsertpianisten Auguste Meitner Frisch. Han var själv begåvad på båda områdena men delade också sin moster Lise Meitners kärlek till fysik och inledde en studieperiod vid universitetet i Wien, där han tog examen 1926 med ett arbete om effekten av den nyupptäckta elektronen på salter.

Efter några års arbete i mindre laboratorier i Tyskland fick Frisch en tjänst i Hamburg under den nobelprisbelönade forskaren Otto Stern. Här producerade han arbeten med diffraktion av atomer (med hjälp av kristallytor) och bevisade bland annat att protonens magnetiska moment var mycket större än vad som tidigare hade antagits.[8]

Adolf Hitlers tillträde som Tysklands rikskansler 1933 fick Frisch att fatta beslutet om att flytta till London, där han började arbeta vid Birkbeck College[9] och arbetade med fysikern Patrick Blackett om dimkammarteknik och artificiell radioaktivitet. Han följde upp detta med en femårig sejour i Köpenhamn med Niels Bohr där han alltmer specialiserade sig på kärnfysik, särskilt inom neutronfysik.

Tidig yrkeskarriär

Otto Frisch, Lise Meitner och Glenn Seaborg.

Julhelgen 1938 tillbringade Frisch, tillsammans med sin moster Lise Meitner, hos Eva von Bahr och Niklas Bergius i Kungälv. Medan de var där fick Meitner nyheten att Otto Hahn och Fritz Strassmann i Berlin hade upptäckt att kollisionen mellan en neutron och en uranatomkärna producerade grundämnet barium som en biprodukt. Hahn kallade i ett brev till Meitner denna nya reaktion för en "sprängning" av uranatomkärnan. Frisch och Meitner antog att uranatomkärnan hade splittrats i två, förklarade processen och uppskattade den frigjorda energin. Tillbaka i Köpenhamn myntade Frisch termen fission, tagen från en typ av celldelning inom biologin, för att beskriva den.[10][11]

Politiska begränsningar under nazisttiden tvingade Hahns och Strassmanns grupper och Frisch och Meitner (som båda var judar) att publicera sina forskningsresultat separat. Hahns rapport beskrev experimentet och upptäckten av bariumbiprodukten.[12] Meitners och Frischs rapport förklarade fysiken bakom fenomenet.[13]

Frisch åkte tillbaka till Köpenhamn, där han snabbt kunde isolera de grundämnen som producerades av fissionsreaktioner.[14] Som Frisch själv senare erinrade om föreslogs en grundläggande idé om det direkta experimentella beviset på kärnklyvningen av George Placzek.[15][16] Många anser att Meitner och Frisch förtjänade Nobelpriserkännande för sina bidrag till att förstå fissionen.[17]

University of Birmingham - Poynting Physics Building – blå plakett.

I mitten av 1939 åkte Frisch för ett kort besök till Birmingham, men utbrottet av andra världskriget hindrade honom från att återvända. Med kriget i åtanke producerade han och fysikern Rudolf Peierls Frisch-Peierls-memorandumet vid University of Birmingham, vilket var det första dokumentet som fastställde en process genom vilken en atomexplosion kunde genereras. Deras process skulle använda separerat uran-235, vilket skulle kräva en ganska liten kritisk massa och skulle kunna göras för att uppnå kritikalitet med konventionella sprängämnen för att skapa en oerhört kraftig detonation. Promemorian förutsade effekterna av en sådan explosion – från den initiala sprängningen till det resulterande nedfallet. Detta memorandum var grunden för det brittiska arbetet med att bygga en atomanordning (Tube Alloys-projektet) och även Manhattanprojektet som Frisch arbetade med som en del av den brittiska delegationen. Frisch och Rudolf Peierls arbetade tillsammans vid fysikavdelningen vid University of Birmingham 1939–1940.[18] Han reste till Amerika 1943 efter att snabbt ha blivit brittisk medborgare.

Manhattanprojektet

Complex scientific apparatus with metal frame surrounding three sections of a sphere held in the center by a system of rods, and separated vertically from one another so as to form a complete sphere when brought together
Godiva-enheten vid Los Alamos.

År 1944 i Los Alamos var en av Frischs uppgifter som ledare för gruppen Critical Assemblies att bestämma den exakta mängden anrikat uran som skulle krävas för att skapa den kritiska massa som skulle upprätthålla en kärnkedjereaktion.[19] Han gjorde detta genom att stapla flera dussin stänger av anrikad uranhydrid åt gången och mäta stigande neutronaktivitet när den kritiska massan närmade sig. Vätet i metallstängerna ökade den tid som reaktionen krävde för att accelerera. En dag orsakade Frisch nästan en skenande reaktion genom att luta sig över stapeln, som han kallade "Lady Godiva-aggregatet" (Lady Godiva assembly).[20] Hans kropp reflekterade neutroner tillbaka i stapeln. I ögonvrån såg han att de röda lamporna som flimrade med jämna mellanrum när neutroner sändes ut, "glödde kontinuerligt".[20] Frisch insåg vad som hände och spred snabbt staplarna med handen. Senare beräknade han att stråldosen var "ganska ofarlig" men att om han "hade tvekat i ytterligare två sekunder innan han tog bort materialet ... dosen skulle ha varit dödlig".[20] "På två sekunder fick han, enligt tidens generösa standarder, en hel dags tillåten dos neutronstrålning."[21] På detta sätt bestämde hans experiment de exakta mängderna av uran som krävdes för att detonera Little Boy-bomben över Hiroshima.

Han utformade också experimentet "drakens svans" eller "giljotin" där en liten uranklump släpptes genom ett hål i större fast massa uran och nådde strax över kritisk massa (0,1 %) i en bråkdel av en sekund.[22] Vid mötet för att godkänna experimentet sa Richard Feynman, som kommenterade den övergående faran, att det var "precis som att kittla svansen på en sovande drake." Under en perioden av ca 3 millisekunder steg temperaturen med en hastighet av 2 000 °C per sekund och ett överskott av 1015 neutroner emitterades.[23]

Åter till England

År 1946 återvände Frisch till England för att tillträda tjänsten som chef för kärnfysikavdelningen vid Atomic Energy Research Establishment i Harwell, även om han också tillbringade mycket av de kommande trettio åren som lärare vid Cambridge där han var Jacksonian Professor of Natural Philosophy[9] och stipendiat vid Trinity College.

Innan han gick i pension 1972 konstruerade han[24] en enhet, SWEEPNIK, som använde en laser och dator för att mäta spår i bubbelkammare. När han såg att detta hade bredare tillämpningar hjälpte han till att grunda ett företag, Laser-Scan Limited, numera känt som 1Spatial, för att utnyttja idén.

Bibliografi i urval

  • Atomic Physics Today (1961)
  • Working with ATOMS (1965)
  • What Little I Remember (1979)

Utmärkelser och hedersbetygelser

[Redigera Wikidata]

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Otto Robert Frisch, 2 maj 2022.

Noter

  1. ^ [a b] Bibliothèque nationale de France, BnF Catalogue général : öppen dataplattform, läs online, läst: 10 oktober 2015, licens: öppen licens.[källa från Wikidata]
  2. ^ [a b] SNAC, Otto Robert Frisch, läs online, läst: 9 oktober 2017.[källa från Wikidata]
  3. ^ [a b] Find a Grave, 14074593, Otto Robert Frisch, läs online, läst: 9 oktober 2017.[källa från Wikidata]
  4. ^ Gemeinsame Normdatei, läst: 11 december 2014, licens: CC0.[källa från Wikidata]
  5. ^ [a b] Libris, 1 oktober 2012, läs online, läst: 24 augusti 2018.[källa från Wikidata]
  6. ^ Peierls, R. (1981). "Otto Robert Frisch. 1 October 1904 – 22 September 1979". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 27: 283–306. doi:10.1098/rsbm.1981.0012. JSTOR 769874.
  7. ^ Bethe, H. A.; Winter, George (January 1980). ”Obituary: Otto Robert Frisch”. Physics Today 33 (1): sid. 99–100. doi:10.1063/1.2913924. Bibcode: 1980PhT....33a..99B. http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v33/i1/p99_s1?bypassSSO=1. 
  8. ^ Frisch, Otto R.; Stern, Otto (1933). ”Über die magnetische Ablenkung von Wasserstoffmolekülen und das magnetische Moment des Protons” (på tyska). Zeitschrift für Physik 85 (1–2): sid. 4–16. doi:10.1007/BF01330773. Bibcode: 1933ZPhy...85....4F. 
  9. ^ [a b] Gribbin, J. (2000). Q is for Quantum: An Encyclopedia of Particle Physics. Simon & Schuster. Sid. 150. ISBN 978-0-684-86315-3. https://books.google.com/books?id=zBsDkgI1uQsC&pg=PA150. Läst 4 december 2021. 
  10. ^ Sullivan, Neil J. (2016). The Prometheus Bomb: The Manhattan Project and Government in the Dark. Lincoln: University of Nebraska Press. Sid. 19. ISBN 978-1-61234-890-2. https://books.google.com/books?id=Md4nDwAAQBAJ. 
  11. ^ Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. New York: Simon & Schuster. Sid. 263. ISBN 978-0-684-81378-3. OCLC 13793436. https://archive.org/details/makingofatomicbo00rhod. 
  12. ^ Hahn, O.; Strassmann, F. (1939). ”Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle [On the detection and characteristics of the alkaline earth metals formed by irradiation of uranium without neutrons]” (på tyska). Naturwissenschaften 27 (1): sid. 11–15. doi:10.1007/BF01488241. Bibcode: 1939NW.....27...11H.  The authors were identified as being at the Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, Berlin-Dahlem. Received 22 December 1938.
  13. ^ Meitner, Lise; Frisch, O. R. (1939). ”Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction”. Nature 143 (3615): sid. 239–240. doi:10.1038/143239a0. Bibcode: 1939Natur.143..239M. http://www.nature.com/physics/looking-back/meitner/index.html.  The paper is dated 16 January 1939. Meitner is identified as being at the Physical Institute, Academy of Sciences, Stockholm. Frisch is identified as being at the Institute of Theoretical Physics, University of Copenhagen.
  14. ^ Frisch, O. R. (1939). ”Physical Evidence for the Division of Heavy Nuclei under Neutron Bombardment”. Nature 143 (3616): sid. 276. doi:10.1038/143276a0. Bibcode: 1939Natur.143..276F.  The paper is dated 17 January 1939. [The experiment for this letter to the editor was conducted on 13 January 1939; see Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster. Sid. 263 and 268. https://archive.org/details/makingofatomicbo00rhod. 
  15. ^ Otto R. Frisch, "The Discovery of Fission – How It All Began", Physics Today, V20, N11, pp. 43-48 (1967).
  16. ^ J. A. Wheeler, "Mechanism of Fission", Physics Today V20, N11, pp. 49-52 (1967).
  17. ^ ”Fame without a Nobel Prize”. Fame without a Nobel Prize. 5 November 2015. http://www.lindau-nobel.org/lise-meitner-fame-without-a-nobel-prize/. 
  18. ^ ”Culture trails – Blue Plaque Guide”. University of Birmingham. https://www.birmingham.ac.uk/Documents/culture/BookletfinalPDF.pdf. 
  19. ^ Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster. Sid. 612–613. https://archive.org/details/makingofatomicbo00rhod. 
  20. ^ [a b c] Frisch, Otto Robert (1980). What Little I Remember. Cambridge University Press. Sid. 161–162. ISBN 0-52-128010-9. https://books.google.com/books?id=WNXQ0EXYyIMC&q=%22lady+godiva%22. ”We were building an unusual assembly, with no reflecting material around it; just the reacting compound of uranium-235 ... For obvious reasons we called it the Lady Godiva assembly.” 
  21. ^ Rhodes, Richard (1986). The Making of the Atomic Bomb. Simon and Schuster. Sid. 610–11. ISBN 9780671441333. https://archive.org/details/makingofatomicbo00rhod. 
  22. ^ ”Here Be Dragons”. Here Be Dragons. http://blog.nuclearsecrecy.com/2015/11/20/here-be-dragons/. 
  23. ^ r.e. Malenfant (2005). Experiments with the Dragon Machine. doi:10.2172/876514. https://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/876514. 
  24. ^ Otto Frisch, "What Little I Remember", Cambridge University Press (1979), ISBN 0-521-40583-1

Externa länkar

Auktoritetsdata

Media som används på denna webbplats

Arbcom ru editing.svg
Icon of simple gray pencil. An icon for Russian Wikipedia RFAR page.
Otto Frisch Los Alamos ID badge photo.jpg
Författare/Upphovsman: Los Alamos Laboratory, Licens: Attribution
The ID badge of nuclear physicist Otto Robert Robert Frisch from the Manhattan Project
Otto Robert Frisch signature.svg
Signature of Otto Robert Frisch
University of Birmingham - Poynting Physics Building - blue plaques group - Frisch Peierls.jpg
Författare/Upphovsman: PicturePrince, Licens: CC BY-SA 4.0
University of Birmingham - Poynting Physics Building - blue plaque to physicists Frisch and Peierls
Godiva-before-scrammed.jpg
Författare/Upphovsman: Thomas P. McLaughlin et al., Licens: Attribution

The Lady Godiva device in the scrammed state. An unreflected 54Kg sphere of 93.7% pure 235U.

References

Lise Meitner.jpg
Författare/Upphovsman: IAEA Imagebank, Licens: CC BY-SA 2.0
Lise Meitner receiving the Enrico Fermi she shared with with Hahn and Strassmann. Dr. Glenn Seaborg is presenting the award. Otto Frisch is on the left.