Walter zinn

Walter zinn Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Walter zinn Dati chiave
Nascita 10 dicembre 1906
Berlino, Ontario , Canada
Morte 14 febbraio 2000
Safety Harbor , Stati Uniti
Nazionalità Canadese
americano
le zone Fisica Nucleare
Istituzioni Manhattan Project Metallurgical Laboratory
Formazione Queen's University (BA 1927, MA 1930)
Columbia University ( Ph.D ) (1934)
Premi Premio Atomi per la Pace (1960) Premio
Enrico-Fermi (1969)
Medaglia Elliott Cresson  (en) (1970)

Walter Henry Zinn (nato il10 dicembre 1906 - morto il 14 febbraio 2000) È un fisico nucleare americano originario canadese . È stato il primo direttore dell'Argonne National Laboratory , posizione che ha ricoperto dal 1946 al 1956. Ha anche lavorato presso il Metallurgical Laboratory durante la seconda guerra mondiale come parte del Progetto Manhattan .

È accreditato con la prima reazione a catena di autoregolamentazione, che ha ottenuto rimuovendo la barra di controllo del Chicago Pile-1 su2 dicembre 1942. Ad Argonne, ha progettato e costruito diversi nuovi reattori tra cui l' Experimental Breeder Reactor I , il primo reattore nucleare per la produzione di elettricità commissionato su20 dicembre 1951.

Gioventù, formazione e inizio carriera

Walter Henry Zinn è nato a Berlin, Ontario (ora Kitchener) il10 dicembre 1906. È il figlio di John Zinn, un operaio di una fabbrica di pneumatici , e di Maria Anna Stoskopf. Ha un fratello maggiore, Albert, che diventerà anche lui un operaio.

Zinn ha frequentato la Queen's University , dove ha ottenuto un Bachelor of Arts in Mathematics nel 1927 . Nel 1930 ottiene un master in lettere presso la stessa università. Fu durante questo periodo che incontrò Jennie A. (Jean) Smith. La coppia si è sposata nel 1933 e ha avuto due figli.

Successivamente ha frequentato la Columbia University , dove ha studiato fisica . La sua tesi, intitolata Studio a due cristalli della struttura e della larghezza dei limiti di assorbimento dei raggi X K , sarà pubblicata dalla rivista Physical Review .

Zinn insegnò alla Queen's University dal 1927 al 1928, poi alla Columbia dal 1931 al 1932. Nel 1932 divenne istruttore per il City College di New York .

Nel 1938 Zinn fu naturalizzato americano.

Progetto Manhattan

Nel 1939, i Pupin Physics Laboratories  (in) della Columbia, dove lavora Zinn, sono impegnati nella ricerca intensiva sulle proprietà dell'uranio e della fissione nucleare scoperte di recente da Lise Meitner , Otto Hahn e Fritz Strassmann . Gli scienziati sono particolarmente interessati alla possibilità di avviare una reazione a catena .

Un team di Walter Zinn, Enrico Fermi , Herbert L. Anderson  (dentro) , John R. Dunning  (dentro) e Leo Szilard cerca di scoprire se la fissione dell'uranio-238 con neutroni a bassa velocità, come credeva Fermi, dove se è solo il caso dell'uranio 235 , come sostenuto da Niels Bohr . La ricerca è giustificata anche dal fatto che i ricercatori non hanno accesso all'uranio 235, il che porta Fermi a scegliere di prendere l'uranio naturale . Per stabilire una reazione a catena, deve esserci più di un neutrone creato dalla fissione. NelMarzo 1939, la squadra che ci devono essere circa 2 per fissione.

A questo punto, Zinn iniziò a lavorare per Fermi, costruendo reti di uranio  (in) . È necessario creare un moderatore per rallentare i neutroni. Per questo l'acqua è la prima scelta di Fermi. Tuttavia, quest'ultimo assorbe i neutroni tanto quanto li rallenta. A luglio, Szilard propone di utilizzare il carbonio sotto forma di grafite .

Il raggio critico di un reattore sferico è dato dalla seguente relazione:

Per creare una reazione a catena autosufficiente, il valore di deve essere maggiore di 1 ( ). In pratica, dovrebbe essere almeno dal 3 al 4% superiore. I primi valori ottenuti da Zinn inAgosto 1941sono 0,87. Fermi quindi spera di ottenere risultati migliori stabilendo una nuova configurazione e ottenendo uranio e grafite più puri.

All'inizio del 1942, con l'entrata in guerra degli Stati Uniti, Arthur Compton ha portato i vari team del Progetto Manhattan per il lavoro con il plutonio al Metallurgical Laboratory della University of Chicago . Zinn utilizza gli abbandonati strutture Stagg campo  in modo da costruire le configurazioni sempre più grandi immaginati da Fermi. A luglio, Fermi ottiene k = 1.007 dalle reti di ossido di uranio . Ciò dà ai ricercatori la certezza che un assieme fatto di uranio puro sarà in grado di ottenere un valore k appropriato.

A dicembre, Zinn e Anderson hanno completato una nuova configurazione a Stagg Field . Con un'apertura alare di 7  m di lunghezza per 7  m di larghezza e 6  m di altezza, contiene 392  t di grafite e 47  t di una miscela di uranio metallico e ossido di uranio. La configurazione viene testata nel pomeriggio del2 dicembree il reattore, noto come Chicago Pile-1 , funziona senza incidenti. Poiché il reattore non ha protezione dalle radiazioni , la sua potenza è limitata a circa 200 watt (W) e la sua attività viene mantenuta per 3 mesi. È stato arrestato il28 febbraio 1943, l'esercito che vuole evitare il rischio di incidenti nei pressi di un'area densamente popolata.

L'esercito ha acquistato 405  ettari di riserve forestali della contea di Cook  (in) e formerà il sito A / Plot M , che lavorerà un centinaio di persone. Zinn, sotto la direzione di Fermi, è responsabile del sito.

Il Chicago Pile-1 viene smantellato e ricostruito nel sito, questa volta con uno schermo antiradiazioni. Ora denominato Chicago Pile-2 , il reattore è di nuovo operativo20 marzo 1943. In pochi mesi, un nuovo reattore progetta Fermi, il Chicago Pile-3  (en) . Molto diverso dai primi due, il reattore è molto più piccolo (2  m di diametro per 3  m di altezza) e dispone di 120 barre di uranio, moderate da 4.500  L di acqua pesante . Zinn è di nuovo responsabile della costruzione, che inizia1 ° gennaio 1944.

Chicago Pile-3 è operativo il15 maggio e inizia le operazioni su 23 giugno, funzionante ad una potenza massima di 300  kW . Quando Fermi parte per il complesso nucleare di Hanford , Zinn è l'unico responsabile del sito.

Il 29 settembrericeve una chiamata di emergenza Samuel Allison  (in) , direttore del laboratorio metallurgico . Il Reactor B Hanford morì poco dopo aver raggiunto la sua massima potenza, per tornare a lavorare poche ore dopo. Norman Hilberry  (in) sospetta la presenza di un veleno neutronico . Zinn porta rapidamente Chicago Pile-3 a piena potenza per eseguire una serie di misurazioni. In mezza giornata, ha confermato i risultati di Hanford.

Nei mesi successivi, circa 175 tecnici furono trasferiti dal Laboratorio Metallurgico a Hanford e Los Alamos . Il team di Zinn è fortemente ridimensionato, ma Compton non sta spingendo il sito per chiudere.

Note e riferimenti

  1. (en) Alvin M. Weinberg , "  Walter Henry Zinn  " , National Academy of Sciences (accesso 6 ottobre 2014 ) , p.  364-376
  2. (a) "  studio due cristallo della struttura e la larghezza di limiti di assorbimento di raggi X K  " , Columbia University (letta 6 October 2014 )
  3. (in) Zinn Walter H. , "  Studio a due cristalli della struttura e larghezza dei limiti di assorbimento dei raggi X K  " American Physical Society ,Ottobre 1934( DOI  10.1103 / PhysRev.46.659 ) ,pag.  659–664
  4. Hewlett e Anderson 1962 , p.  13-14
  5. Weinberg 1994 , pag.  15
  6. Weinberg 1994 , p.  11-12.
  7. Weinberg 1994 , p.  16.
  8. (en) "  History of Argonne Reactor Operations  " , Argonne National Laboratory (visitato il 7 ottobre 2014 )
  9. Holl, Hewlett and Harris 1997 , p.  28.
  10. Hewlett e Anderson 1962 , p.  306–307.
  11. Holl, Hewlett and Harris 1997 , p.  29.

Bibliografia

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Vedi anche