Гленн Сиборг

Гленн Теодор Сиборг (англ. Glenn Theodore Seaborg; 19 апреля 1912, Ишпеминг, Мичиган, США — 25 февраля 1999, Лафайет, Калифорния, США) — американский химик, физик-ядерщик, лауреат Нобелевской премии по химии (1951) за открытие и исследование трансурановых элементов. Известен как один из первооткрывателей десяти химических элементов (плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий, сиборгий), а также как автор концепции актиноидов, которая реорганизовала Периодическую таблицу. Внёс значительный вклад в развитие ядерной химии, радиохимии и ядерной энергетики, в том числе в рамках Манхэттенского проекта.

Биография

Ранние годы и образование

Гленн Сиборг родился в семье шведских иммигрантов Джона Герберта Сиборга и Оливии Вильгельмины Йонсон. Детство провёл в городе Ишпеминг, а затем в Лос-Анджелесе, куда семья переехала в 1922 году. В школьные годы проявил интерес к науке, в частности к химии и физике. В 1929 году поступил в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA), который окончил со степенью бакалавра искусств (A.B.) по химии в 1934 году. Затем продолжил обучение в Калифорнийском университете в Беркли, где под руководством Гилберта Ньютона Льюиса в 1937 году получил степень доктора философии (Ph.D.) по химии. Его диссертация была посвящена неупругому рассеянию нейтронов.

Научная карьера

После защиты диссертации Сиборг остался в Беркли в качестве ассистента Льюиса. В 1939 году он начал работать с Эдвином Макмилланом, который незадолго до этого открыл первый трансурановый элемент — нептуний (атомный номер 93). Сиборг присоединился к исследованиям по синтезу следующего элемента, плутония (94). В 1940 году группа Сиборга, Артура Валя и Джозефа Кеннеди впервые получила плутоний-238, бомбардируя уран дейтронами на циклотроне в Беркли. Это открытие стало ключевым для дальнейших работ.

В 1942 году, в разгар Второй мировой войны, Сиборг был приглашён в Металлургическую лабораторию Чикагского университета, которая входила в состав Манхэттенского проекта. Его задачей была разработка методов выделения плутония из облучённого урана для создания атомной бомбы. Сиборг и его группа разработали химические процессы, основанные на экстракции и ионном обмене, которые позволили получить достаточное количество плутония-239 для испытания «Тринити» и бомбардировки Нагасаки.

После войны Сиборг вернулся в Беркли, где продолжил синтез новых трансурановых элементов. В 1944 году он сформулировал концепцию актиноидов, предположив, что элементы с атомными номерами от 89 (актиний) до 103 (лоуренсий) образуют отдельную группу, аналогичную лантаноидам. Эта гипотеза была подтверждена экспериментально и привела к перестройке Периодической таблицы.

В 1951 году Сиборг совместно с Эдвином Макмилланом был удостоен Нобелевской премии по химии «за открытия в области химии трансурановых элементов».

Административная и государственная деятельность

С 1954 по 1961 год Сиборг занимал пост заместителя директора Радиационной лаборатории Лоуренса в Беркли. В 1961 году президент Джон Ф. Кеннеди назначил его председателем Комиссии по атомной энергии США (AEC). На этом посту он оставался до 1971 года, курируя развитие ядерной энергетики, контроль над вооружениями и международное сотрудничество в области ядерных технологий. Сиборг активно выступал за мирное использование атомной энергии и подписал Договор о нераспространении ядерного оружия (1968).

После ухода из AEC Сиборг вернулся в Калифорнийский университет в Беркли, где продолжал научную и преподавательскую деятельность до выхода на пенсию в 1982 году. Он также занимался популяризацией науки и написал несколько книг, включая автобиографию «A Chemist in the White House: From the Manhattan Project to the End of the Cold War» (1998).

Научные достижения

Открытие трансурановых элементов

Сиборг является первооткрывателем или соавтором открытия следующих элементов (в хронологическом порядке):

• Плутоний (Pu, 94) — 1940 год.
• Америций (Am, 95) — 1944 год.
• Кюрий (Cm, 96) — 1944 год.
• Берклий (Bk, 97) — 1949 год.
• Калифорний (Cf, 98) — 1950 год.
• Эйнштейний (Es, 99) — 1952 год (в продуктах термоядерного взрыва «Майк»).
• Фермий (Fm, 100) — 1952 год (там же).
• Менделевий (Md, 101) — 1955 год.
• Нобелий (No, 102) — 1958 год (подтверждение открытия, первоначально заявленного шведскими учёными).
• Сиборгий (Sg, 106) — 1974 год (назван в его честь при жизни).

Концепция актиноидов

До работ Сиборга элементы с атомными номерами 90–96 (торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций) размещались в Периодической таблице в группах, соответствующих их предполагаемым химическим аналогам (например, уран — аналог вольфрама). Сиборг на основе химических свойств новых элементов предположил, что начиная с актиния (89) начинается новый ряд, аналогичный лантаноидам, где электроны заполняют 5f-орбиталь. Это объяснило сходство свойств трансурановых элементов и позволило предсказать существование и свойства более тяжёлых элементов. Концепция была официально принята Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) в 1940-х годах.

Вклад в Манхэттенский проект

В Металлургической лаборатории Сиборг возглавлял группу, разработавшую промышленный метод выделения плутония из облучённого урана. Ключевым достижением стало создание процесса экстракции с использованием висмут-фосфата, который позволял отделять плутоний от урана и продуктов деления. Этот процесс был масштабирован и использован на заводе в Хэнфорде (штат Вашингтон) для наработки плутония для первой атомной бомбы.

Поздние годы и наследие

После выхода на пенсию Сиборг продолжал активно участвовать в научной жизни, читал лекции, консультировал правительственные организации. Он был одним из самых титулованных учёных XX века: член Национальной академии наук США (с 1948), лауреат множества премий, включая премию Энрико Ферми (1959), премию Пристли (1979). В его честь названы элемент сиборгий (106), кратер на Луне (Seaborg), а также здания и учреждения.

Сиборг скончался 25 февраля 1999 года в своём доме в Лафайете после инсульта. Его научное наследие включает более 500 научных статей и 50 патентов.

Критика и противоречия

Деятельность Сиборга в рамках Манхэттенского проекта и его последующая роль в развитии ядерного оружия вызывали критику со стороны пацифистских и антиядерных движений. Сам Сиборг, однако, оправдывал свою работу необходимостью создания атомной бомбы для скорейшего завершения Второй мировой войны и предотвращения её создания нацистской Германией. В послевоенные годы он активно выступал за контроль над вооружениями и нераспространение.

Источники

• Seaborg, G. T. (1994). The Transuranium Elements: From Neptunium to Seaborgium. Yale University Press.
• Seaborg, G. T. (1998). A Chemist in the White House: From the Manhattan Project to the End of the Cold War. American Chemical Society.
• Hoffman, D. C. (2000). «Glenn T. Seaborg: 1912–1999». Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences.
• Кессельман, В. С. (2011). Гленн Сиборг: химик и государственный деятель. М.: Наука.