Дональд Уильям Керст - Donald William Kerst

Дональд В. Керст
Дональд В. Керст Лос-Аламос ID.png
Паспорт Дональда Керста в Лос-Аламосе
Родившийся
Дональд Уильям Керст

(1911-11-01)1 ноября 1911 г.
Галена, Иллинойс
Умер19 августа 1993 г.(1993-08-19) (81 год)
Мэдисон, Висконсин
НациональностьАмериканец
Альма-матерУниверситет Висконсина-Мэдисона (BA 1934, PhD 1937)
ИзвестенБетатрон
НаградыПремия Комстока по физике (1943)
Научная карьера
ПоляФизика (Физика ускорителя, Физика плазмы )
УчрежденияУниверситет Иллинойса
Лос-Аламосская лаборатория
Университет Висконсина
ТезисРазработка электростатических генераторов атмосферного давления и приложения к функциям возбуждения ядерных реакций (1937)

Дональд Уильям Керст (1 ноября 1911-19 августа 1993) Американец физик кто работал над продвинутыми ускоритель частиц концепции (физика ускорителя ) и физика плазмы. Он наиболее известен своим развитием бетатрон, новый тип ускорителя частиц, используемый для ускорения электроны.

Выпускник Университет Висконсина, Керст разработал первый бетатрон в Университет Иллинойса в Урбана Шампейн, где он вступил в строй 15 июля 1940 года. Вторая Мировая Война, Керст взял отпуск в 1940 и 1941 годах, чтобы поработать над ним с инженерным составом на General Electric, и он сконструировал портативный бетатрон для проверки бездельник бомбы. В 1943 году он присоединился к Манхэттенский проект с Лос-Аламосская лаборатория, где он отвечал за проектирование и строительство водогрейного котла. ядерный реактор предназначен для использования в качестве лабораторного прибора.

С 1953 по 1957 год Керст был техническим директором Ассоциация исследований университетов Среднего Запада, где он работал над передовыми концепциями ускорителей частиц, в первую очередь над Ускоритель FFAG. Затем он работал в General Atomics Лаборатория Джона Джея Хопкинса с 1957 по 1962 год, где он работал над проблемой физики плазмы. С Тихиро Окава он изобрел тороидальный устройства для удержания плазмы с магнитными полями. Их устройства были первыми, которые содержали плазму без нестабильности, присущей предыдущим конструкциям, и первыми, в которых плазма оставалась на время жизни, превышающее допустимое. Диффузия Бома предел.

Ранние годы

Дональд Уильям Керст родился в Галена, Иллинойс 1 ноября 1911 г.,[1] сын Германа Самуэля Керста и Лилиан Э. Ветц.[2] Он вошел в Университет Висконсина, где он заработал Бакалавр искусств (BA) степень в 1934 году, а затем его Доктор Философии Кандидат наук в 1937 г.,[3] пишет диссертацию на тему «Разработка электростатических генераторов давления воздуха и приложения к функциям возбуждения ядерных реакций».[4] Это включало сборку и тестирование 2.3 МэВ генератор для экспериментов с рассеянием протоны.[3]

Бетатрон

После окончания учебы Керст работала в Компания General Electric в течение года работая над развитием рентгеновские трубки и машины. Он нашел это разочаровывающим, поскольку рентгеновские исследования требовали высоких энергий, которые не могли быть получены в то время. В 1938 году он принял предложение стать инструктором в Университет Иллинойса в Урбана Шампейн, где заведующий кафедрой физики, Ф. Уиллер Лумис поощрял Керста в его усилиях по созданию лучшего ускоритель частиц.[3] Результатом этих усилий стал бетатрон.[5][6] Когда он заработал 15 июля 1940 года, Керст стал первым, кто ускорил электроны с помощью электромагнитная индукция, достигая энергии 2.3 МэВ.[7]

На то, чтобы назвать устройство, потребовалось больше времени. Коллеги предложили такие названия, как немецкое «Ausserordentlichhochgeschwindigkeitelektronenentwickelndenschwerarbeitsbeigollitron». В декабре 1941 года Керст остановился на бетатроне, используя греческую букву «бета», которая была символом электронов, и «трон», означающую «инструмент для».[8] Он продолжил создание большего количества бетатронов с возрастающей энергией, машины на 20 МэВ в 1941 году, на 80 МэВ в 1948 году и машины на 340 МэВ, которая была завершена в 1950 году.[7]

Бетатрон повлияет на все последующие ускорители. Его успех был достигнут благодаря глубокому пониманию задействованной физики и кропотливой конструкции магнитов, вакуумных насосов и источника питания.[1] В 1941 году он объединился с Роберт Сербер провести первый теоретический анализ колебания что происходит в бетатроне.[1][9] Оригинальная машина 1940 года была подарена Смитсоновский институт в 1960 г.[7]

Вторая Мировая Война

Водяной котел, водный гомогенный реактор в лаборатории Лос-Аламоса, был первым реактором, который использовал обогащенный уран как топливо

В течение Вторая Мировая Война Керст взял отпуск в Университете Иллинойса, чтобы поработать над разработкой бетатрона вместе с инженерным персоналом в General Electric в 1940 и 1941 годах. Они разработали версии бетатрона на 20 МэВ и 100 МэВ, и он руководил строительством первого, который он привез вместе с собой в Университет Иллинойса. Он также сконструировал переносной бетатрон на 4 МэВ для проверки бездельник бомбы.[1]

Инженерное и физическое образование Керста поставило его на первое место в списке ученых, которые Роберт Оппенгеймер набран для Манхэттенский проект с Лос-Аламосская лаборатория, который был создан для разработки Атомная бомба.[10] В августе 1943 года Керст был назначен руководителем группы P-7 лаборатории, которая отвечала за проектирование и строительство водогрейного котла.[11][3] а ядерный реактор предназначен для использования в качестве лабораторного инструмента для тестирования критическая масса расчеты и влияние различных вмешиваться материалы. В первую очередь взято из Университет Пердью в его группу входил Чарльз П. Бейкер, Герхарт Фридлендер, Линдси Гельмгольц, Маршалл Холлоуэй, и Рамер Шрайбер. Роберт Ф. Кристи оказал помощь с теоретическими расчетами.[12]

Керст разработал водный гомогенный реактор в котором обогащенный уран в виде растворимых сульфат урана, был растворен в воде и окружен оксид бериллия отражатель нейтронов. Это был первый реактор, в котором в качестве топлива использовался обогащенный уран, для которого в то время требовалась большая часть скудных запасов в мире. К апрелю 1944 года в Лос-Аламос прибыло достаточное количество обогащенного урана, и в мае начал работу водяной котел. К концу июня он достиг всех своих проектных целей.[12]

Лос-Аламосская лаборатория была реорганизована в августе 1944 г., чтобы сосредоточиться на создании ядерное оружие имплозивного типа.[13] Изучение имплозии в большом или даже полномасштабном масштабе требовало специальных диагностических методов. Еще в ноябре 1943 г. Керст предложил использовать бетатрон на 20 МэВ. гамма излучение вместо рентгеновских лучей для изучения имплозии.[14] В ходе реорганизации в августе 1944 г. он стал совместным руководителем с Сет Неддермейер, Группы G-5, входит в Роберт Бахер Подразделение G (Gadget) специально занимается тестированием бетатронов. Оппенгеймер отправил бетатрон на 20 МэВ из Университета Иллинойса в Лос-Аламос, куда он прибыл в декабре. 15 января 1945 года группа G-5 сделала свои первые бетатронные снимки взрыва.[15]

Более поздняя жизнь

Керст вернулся в Иллинойсский университет после войны. С 1953 по 1957 год - технический директор Ассоциация исследований университетов Среднего Запада, где он работал над передовыми концепциями ускорителей частиц, в первую очередь над Ускоритель FFAG.[16] Он разработал принцип фокусировки спирального сектора, который лежит в основе многих циклотронов со спиральным гребнем, которые сейчас используются по всему миру. Его команда разработала и проанализировала суммирование пучков, процесс радиочастотного ускорения в машинах с фиксированным полем, что привело к разработке ускорителей на встречных пучках.[3]

С 1957 по 1962 год Керст работал в General Atomics отдел Общая динамика Лаборатория чистых и прикладных наук Джона Джея Хопкинса в г. Ла-Хойя, Калифорния, где он работал над физика плазмы, который, как надеялись, был дверью к контролю над термоядерная энергия.[1] С Тихиро Окава он изобрел тороидальный устройства для содержания плазма с магнитными полями. Эти двое завершили эту работу в Университете Висконсина,[3] где Керст был профессором с 1962 года до выхода на пенсию в 1980 году.[17] Их устройства были первыми, которые содержали плазму без нестабильности, присущей предыдущим конструкциям, и первыми, в которых плазма оставалась на время жизни, превышающее допустимое. Диффузия Бома предел.[1] С 1972 по 1973 год он также был председателем Отделения физики плазмы Американского физического общества.[1]

Керст был женат на Дороти Биркетт Керст. У них было двое детей,[1] дочь Мэрилин и сын Стивен. После того, как он вышел на пенсию, Керст и Дороти переехали в Форт Майерс, Флорида.[17] Он умер 19 августа 1993 года в университетской больнице и клиниках г. Мэдисон, Висконсин, от опухоли головного мозга. У него остались жена и дети.[17] Его документы находятся в архивах Университета Иллинойса.[18]

Награды и отличия

Примечания

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п Сесслер, Эндрю М.; Саймон, Кейт Р. "Дональд Уильям Керст" (PDF). Национальная Академия Наук. Получено 28 мая, 2008.
  2. ^ "Некролог - доктор Дональд Уильям КЕРСТ 1911–1993". Ancestry.com. Получено Второе октября, 2014.
  3. ^ а б c d е ж Саймон, Кейт Р.; Кох, Х. Уильям (январь 1994 г.). "Некролог: Дональд Керст". Физика сегодня. 47 (1): 58–59. Bibcode:1994ФТ .... 47а..58С. Дои:10.1063/1.2808381. Архивировано из оригинал 6 октября 2013 г.
  4. ^ "Публикации Дональда В. Керста". Система астрофизических данных (ADS) САО / НАСА. Получено 17 мая, 2016.
  5. ^ Керст, Д. В. (1940). «Ускорение электронов магнитной индукцией». Физический обзор. 58 (9): 841. Bibcode:1940PhRv ... 58..841K. Дои:10.1103 / PhysRev.58.841. S2CID  120616002.
  6. ^ Керст, Д.В. (1941). «Ускорение электронов магнитной индукцией» (PDF). Физический обзор. 60 (1): 47–53. Bibcode:1941ПхРв ... 60 ... 47К. Дои:10.1103 / PhysRev.60.47.
  7. ^ а б c "Смитсоновский институт получает бетатрон". Daily Illini. 20 октября 1960 г. с. 12. Получено Второе октября, 2014.
  8. ^ Андерсон, Бетани (11 июня 2013 г.). ""Очень смелое и оригинальное устройство »: Дональд Керст и Бетатрон». Университет Иллинойса. Получено Второе октября, 2014.
  9. ^ Керст, Д. В.; Сербер, Р. (Июль 1941 г.). «Электронные орбиты в индукционном ускорителе». Физический обзор. 60 (1): 53–58. Bibcode:1941ПхРв ... 60 ... 53К. Дои:10.1103 / PhysRev.60.53.
  10. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 82.
  11. ^ Hoddeson et al. 1993 г., п. 185.
  12. ^ а б Hoddeson et al. 1993 г. С. 199–203.
  13. ^ Hoddeson et al. 1993 г. С. 245–247.
  14. ^ Hoddeson et al. 1993 г. С. 154–157.
  15. ^ Hoddeson et al. 1993 г. С. 274–277.
  16. ^ Патент США 2932798, Дональд Уильям Керст и Кейт Р. Саймон, "Передача энергии заряженным частицам", выпущенный 12 апреля 1960 г. 
  17. ^ а б c Браун, Малкольм Л. (20 августа 1993 г.). «Дональд Уильям Керст умер в 81 год; построил ускорители частиц в 40-х годах». Нью-Йорк Таймс. Получено 28 мая, 2008.
  18. ^ «Документы Дональда В. Керста, 1937–1959, 1983–85, 1987». Университет Иллинойса. Получено Второе октября, 2014.
  19. ^ "Премия Комстока по физике". Национальная академия наук. Архивировано из оригинал 29 декабря 2010 г.. Получено 13 февраля, 2011.
  20. ^ "Дональд Керст". Массив современных американских физиков. Архивировано из оригинал 6 октября 2014 г.. Получено Второе октября, 2014.
  21. ^ "О нас". Всемирный культурный совет. Получено 8 ноября, 2016.

Рекомендации

внешняя ссылка