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第50章 1951年度 格林·西奥多·西博格 爱德文·麦克米伦

因发现超铀元素而荣获1951年诺贝尔化学奖

格林·西奥多·西博格

格林·西奥多·西博格(美国,1912~1999年),1912年4月19日生于美国密歇根州伊斯佩明,1922年随家迁往加利福尼亚,1934年毕业于加利福尼亚大学洛杉矶分校,1937年获加利福尼亚大学伯克利分校化学博士学位后,留任加利福尼亚大学,先后任伯克利分校化学教授和全校(加利福尼亚大学共有九个分校)名誉教授。1942年至1946年在芝加哥大学冶金实验室主持曼哈顿计划钚化学研究工作,1946年至1961年先后任化学研究实验室核辐射实验室主任。1961年至1971年,西博格还兼任美国原子能委员会主席。

130多年前,格林·西奥多·西博格的祖父从瑞典移居美国,定居于盛产铁矿的北部小城伊什珀明,伊什珀明毗邻著名的五大湖,这里冬季潮湿而又寒冷。当格林·西奥多·西博格出生后,伊什珀明已因铁矿枯竭而开始衰败。尽管父亲是位非常出色的工程师,但全家生活依旧艰难。1922年,西博格家族举家西迁,经过整整3个星期的漫长行程,他们终于抵达美国西南部城市洛杉矶。洛杉矶是当时一个新兴城市,有很多的就业机会和相对较好的受教育环境。

为了能减轻父母的负担,西博格在课余时间到高尔夫球场当球童。这段当球童的经历让西博格懂得学习的机会来之不易,因此他学习非常刻苦,在不到3年的时间学完小学课程。上高中之前,西博格几乎没有接触过科学,甚至不知科学为何物。此后,他的主要学习精力也放在了文学上。由于当时规定没有系统学习过理科课程,没有上过实验课的学生将没有上大学的资格。西博格临近中学毕业才选修了生物和化学等理科课程。很快,他就对其产生了浓厚的兴趣。这让原本想成为文学家的西博格转而准备攻读理化。1929年,西博格考入加利福尼亚大学洛杉矶分校攻读化学。西博格本来难以支付昂贵的学费,但他出色的成绩赢得了奖学金,他还在学习之余去工厂兼职。1934年,西博格毕业后继续深造,并于1937年完成学业。

西博格主要致力于核化学与核物理及人工放射性的研究。1940年,西博格与麦克米伦用回旋加速器加速氘原子轰击铀发现了钚(Pu)。第二次世界大战期间,他在芝加哥大学冶金实验室创立了生产原子弹的原材料——钚的化学流程,并从铀中分离并制备纯金属钚,此化学流程的分离系数达一百亿分之一,为核武器的研制迈出了关键的一步。

战后,西博格长期从事于超铀元素的合成和化学研究,先后发现了镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹共九种超铀元素。1944年,西博格根据重元素的电子结构提出了锕系理论,即在周期表中存在着与镧系元素位置相似的另一系列过渡元素——锕系元素。这一理论使近代周期表趋于完整,并为后来逐一合成人工超铀元素指明了方向。他还参与了许多有实际应用价值的放射性核素的发现工作,如碘-131(131I)、钴-60(60Co)、钚-238(238Pu),以及易裂变核素钚-239(239V)等。

西博格和麦克米伦因发现并研究超铀元素而共获1951年诺贝尔化学奖。他还曾获得49个荣誉博士学位,著有《锕系元素》《锕系元素化学》等科研著作。

爱德文·麦克米伦

爱德文·麦克米伦(1907~1991年),美国核物理学家。1907年9月18日生于加利福尼亚,1928年获加利福尼亚工学院物理学学士学位。1932年至1934年,在加利福尼亚大学伯克利辐射实验室工作,1935年起,在该校物理系任教。1946年被聘为加利福尼亚大学伯克利分校物理系的荣誉教授,1947年被聘为美国科学院院士。1954年后相继任劳伦斯·伯克利实验室副主任、主任直至1973年退休。

1938年哈恩(德国化学家,因发现重核裂变而荣获1944年诺贝尔化学奖)等发现核裂变现象后,麦克米伦将粒子加速后通过核反应来研究铀的裂变产物。这些产物具有很大的初始能量,因此从靶中逸出而进入贴近靶子的纸叠层中。但在分析靶中残留的放射性时,除了原来铀的一些同位素外,还出现了半衰期分别为23分钟和23天的两种β放射性核素。前一种证明是铀的一种同位素,后一种由前者生成,因此应该是超铀元素。1940年底,他与西博格等人发现了钚。由于发现并研究超铀元素,麦克米伦与西博格共同获得1951年诺贝尔化学奖。他在第二次世界大战期间还曾进行雷达、声纳和核武器的研究。

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