在大学时知道Ames Laboratory发源于曼哈顿计划。二战后,Ames Laboratory是研究材料科学和能源开发的地方。印象中要有特别准证才可以进去,可能是由国家能源部管辖,所以不是任何人随便可以进去。
1941年,费米需要大量纯铀来实验第一个可控和自持核能链式反应。可是当时没有可行提炼大量纯铀的方法。所以当时在芝加哥大学负责组织链式反应和建造反应堆科学研究的康普顿(Arthur Compton)寻找谁能担当化学材料研究方面的主持人。1942年,因为在稀土元素研究有丰富经验,而铀的化学性质与稀土元素相似,所以爱荷华州立大学(当时称作爱荷华州立学院)的史佩丁(Frank Spedding)教授被选中。史佩丁主要任务是找出如何能大量生产高纯度铀的方法。史佩丁与他的同事韦尔姆(Harley A. Wilhelm)教授和团队后来成功研发出低成本和高效率的化学方法Ames Process,及时生产出高纯度铀,给予费米团队足够的材料在1942年启动芝加哥实验反应堆。再后来,爱荷华州立大学和其他工业生产公司(杜邦DuPont是其中之一)提炼和源源不断提供大量高纯度铀给曼哈顿计划。1
第二次世界大战结束后,因为曼哈顿计划的渊源,美国能源部把其中一个研究中心设在爱荷华州立大学,这也就是Ames Laboratory的由来。而Ames Laboratory为爱荷华州立大学带来化学、物理、材料、化学工程和其他工程系的资深教授、学生和大量经费。到现在,爱荷华州立 大学还深受其恩泽。
话说回来,念书时知道其中一个分离铀同位素的方法是气体扩散(Gaseous Diffusion)。在读基础化学和Transport Phenomena 时就有提到铀的气体扩散和有关方程式。印象中有在功课里计算如何找出铀同位素气体扩散系数,可是忘了在什么科目。
这篇短文,纪念爱荷华州立大学在人类第一个可控核能链式反应和对曼哈顿计划中所作出的贡献。
Sept 02,
2023 - RC
1 “But the
Ames Project, as it was known, produced more than 2 million pounds of uranium
for the war effort.” The First 100 Years of Chemical Engineering at Iowa
State University by Dr. George Burnet, Jr. and Steven Sullivan. Copyright,
2013. Printed by Thomson-Shore, Inc., Dexter, MI, USA. Page 77.
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