Джон Р. Хёйзенга

Джон Р. Хёйзенга (англ. John R. Huizenga; 21 апреля 1921, Аплтон, штат Висконсин, США — 25 января 2011, Питсфорд, штат Нью-Йорк, США) — американский физик-ядерщик, специалист в области ядерных реакций, радиохимии и изотопной космохимии. Наиболее известен как один из первооткрывателей плутония-244 в природе, а также как автор работ по синтезу сверхтяжёлых элементов и теории деления ядер. Внёс значительный вклад в изучение лунного грунта, доставленного на Землю в рамках программы «Аполлон».

Биография

Ранние годы и образование

Джон Р. Хёйзенга родился в семье голландского происхождения. Его отец был фермером, а мать — учительницей. После окончания средней школы в Аплтоне он поступил в Кальвин-колледж (Гранд-Рапидс, Мичиган), где в 1943 году получил степень бакалавра по химии. Во время Второй мировой войны, в 1943–1946 годах, служил в Военно-воздушных силах Армии США, занимаясь метеорологией и радиолокацией. После демобилизации продолжил обучение в Мичиганском университете, где в 1949 году защитил докторскую диссертацию (Ph.D.) по ядерной химии под руководством профессора Гленна Т. Сиборга.

Научная карьера

С 1949 по 1952 год Хёйзенга работал в Аргоннской национальной лаборатории (штат Иллинойс), где занимался изучением ядерных реакций под действием нейтронов и протонов. В 1952 году перешёл в Чикагский университет, где стал профессором химии и физики. В 1960-х годах его научные интересы сместились в сторону космохимии — он начал исследовать изотопный состав метеоритов и лунного грунта. В 1969–1971 годах входил в состав научных групп, анализировавших образцы, доставленные миссиями «Аполлон-11», «Аполлон-12» и «Аполлон-14». В 1974 году был избран членом Национальной академии наук США. Вышел на пенсию в 1986 году, но продолжал публиковать научные работы до конца жизни.

Научные достижения

Открытие природного плутония-244

В 1971 году Хёйзенга совместно с коллегами из Чикагского университета и Аргоннской лаборатории впервые обнаружил изотоп плутоний-244 в природном минерале бастнезите из месторождения Маунтин-Пасс (Калифорния). До этого считалось, что все изотопы плутония с массовым числом больше 239 являются исключительно продуктами ядерных реакций, созданных человеком. Открытие подтвердило, что плутоний-244 образуется в результате r-процесса (быстрого захвата нейтронов) в сверхновых звёздах и может сохраняться в земной коре в следовых количествах. Это стало важным аргументом в пользу теории нуклеосинтеза сверхновых.

Исследование лунного грунта

Хёйзенга возглавлял одну из групп, анализировавших содержание благородных газов и изотопов урана, тория и плутония в образцах лунного реголита. Его работы помогли установить, что поверхность Луны подвергалась интенсивному облучению солнечным ветром и космическими лучами в течение миллиардов лет. В частности, он показал, что концентрация гелия-3 в лунном грунте значительно выше, чем в земных породах, что впоследствии привлекло внимание к потенциальным ресурсам Луны для термоядерной энергетики.

Синтез сверхтяжёлых элементов

В 1960–1970-х годах Хёйзенга участвовал в экспериментах по синтезу элементов с атомными номерами 102–106 в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. Совместно с группой Альберта Гиорсо он разработал методики разделения и идентификации короткоживущих изотопов с помощью ионообменной хроматографии и альфа-спектрометрии. Эти работы привели к открытию изотопов элементов нобелий (102), лоуренсий (103) и резерфордий (104). Хотя приоритет некоторых открытий оспаривался советскими учёными из Объединённого института ядерных исследований в Дубне, вклад Хёйзенги в развитие методов синтеза признаётся международным сообществом.

Теория деления ядер

Хёйзенга предложил модель «двойного горба» для описания потенциальной энергии деформирующегося ядра, которая объясняет существование изомеров деления (состояний с аномально большим периодом полураспада). Эта модель, разработанная совместно с В. Дж. Святецким в 1960-х годах, стала основой для понимания спонтанного деления тяжёлых ядер и предсказания свойств сверхтяжёлых элементов. Позднее она была подтверждена экспериментально на ускорителях.

Основные труды

Хёйзенга является автором более 200 научных статей и нескольких монографий. Наиболее значимые из них:

• «Cold Fusion: The Scientific Fiasco of the Century» (1992) — книга, посвящённая критике сообщений о «холодном ядерном синтезе» Мартина Флейшмана и Стэнли Понса. Хёйзенга подробно разобрал методологические ошибки и недостаточную воспроизводимость экспериментов, что способствовало развенчанию сенсации.
• «Nuclear Chemistry» (соавтор, 1962) — учебник, ставший стандартным пособием для студентов и аспирантов по ядерной химии и радиохимии.
• «The Origin of the Elements» (1978) — научно-популярная работа, в которой излагаются современные представления о нуклеосинтезе в звёздах и сверхновых.

Награды и признание

• Член Национальной академии наук США (1974)
• Член Американской академии искусств и наук (1975)
• Премия Гленна Т. Сиборга по ядерной химии (1980) — за выдающийся вклад в ядерную химию и радиохимию
• Медаль «За заслуги в науке» от Министерства энергетики США (1985)
• Почётный доктор Кальвин-колледжа (1987)

Критика и дискуссии

Хёйзенга был известен своей жёсткой позицией в отношении научных сенсаций, не подкреплённых надёжными данными. Его книга «Cold Fusion: The Scientific Fiasco of the Century» вызвала неоднозначную реакцию: сторонники «холодного синтеза» обвиняли автора в предвзятости и игнорировании отдельных положительных результатов, в то время как большинство физиков-ядерщиков поддержали его выводы. В 1990-х годах Хёйзенга также участвовал в дискуссиях о достоверности сообщений о сверхтяжёлых элементах, полученных в Дубне, отстаивая приоритет американских учёных в открытии ряда изотопов. Эти споры были разрешены лишь в 1997 году, когда Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил компромиссные названия элементов 104–108.

Память

В 2012 году в Чикагском университете учреждена стипендия имени Джона Р. Хёйзенги для студентов, занимающихся ядерной химией и космохимией. В его честь назван кратер на Луне (диаметр 12 км, координаты 12° с. ш., 45° в. д.), утверждённый Международным астрономическим союзом в 2015 году.

Источники

• Huizenga, J. R. (1992). Cold Fusion: The Scientific Fiasco of the Century. University of Rochester Press.
• Seaborg, G. T., & Loveland, W. D. (1990). The Elements Beyond Uranium. John Wiley & Sons.
• National Academy of Sciences. (2011). Biographical Memoirs: John R. Huizenga. Washington, D.C.
• Armstrong, J. T., & Hutcheon, I. D. (2012). «John R. Huizenga (1921–2011)». Meteoritics & Planetary Science, 47(3), 456–458.
• Объединённый институт ядерных исследований. (1997). Синтез и идентификация сверхтяжёлых элементов. Дубна.