Тед Тейлор (физик)

Не путать с дипломатом США Тедди Б. Тейлором .

Тед Тейлор
Тейлор в 1965 году
Рожденный	Теодор Брюстер Тейлор ( 1925-07-11 ) 11 июля 1925 г. Мехико , Мексика
Умер	28 октября 2004 г. (28 октября 2004 г.) (79 лет) Силвер-Спринг, Мэриленд , США
Гражданство	Мексика, США
Альма-матер	Калифорнийский технологический институт , Калифорнийский университет в Беркли и Корнельский университет
Известный	Проекты ядерного оружия и ядерного разоружения пропаганда
Награды	Премия Э.О. Лоуренса (1965)
Научная карьера
Поля	Теоретическая физика
Учреждения	Лос-Аламосская национальная лаборатория , General Atomics , Агентство поддержки оборонной атомной энергетики

Теодор Брюстер «Тед» Тейлор (11 июля 1925 — 28 октября 2004) — американский физик-теоретик , специализирующийся на ядерной энергетике . Его высшее образование включало докторскую степень по теоретической физике Корнелльского университета . Его наиболее примечательным вкладом в область ядерного оружия были разработки небольшой бомбы в Лос-Аламосской лаборатории в Нью-Мексико. Хотя Тейлор и не широко известен широкой публике, ему приписывают многочисленные вехи в разработке ядерного оружия деления , в том числе проектирование и разработку самого маленького, самого мощного и самого эффективного оружия деления, когда-либо испытанного США. Хотя его и не считали блестящим физиком с вычислительной точки зрения, его видение и творческий потенциал позволили ему преуспеть в этой области. Более поздняя часть карьеры Тейлора была сосредоточена на ядерной энергии, а не на вооружении, и включала его работу над проектом «Орион» , разработкой ядерных реакторов и борьбой с ядерным распространением .

Ранний период жизни

Тед Тейлор родился в Мехико , Мексика, 11 июля 1925 года. Его мать и отец были американцами. Его мать, Барбара Саутворт Хоуленд Тейлор, получила докторскую степень по мексиканской литературе в Национальном автономном университете Мексики . а его отец, Уолтер Клайд Тейлор, был директором YMCA в Мехико. До женитьбы в 1922 году его отец был вдовцом с тремя сыновьями, а мать — вдовой с собственным сыном. Оба его дедушки и бабушки по материнской линии были -конгрегационалистами миссионерами в Гвадалахаре . Тейлор вырос в доме без электричества в районе Атликсо 13 в Куэрнаваке . Его воспитание было тихим и религиозным, а его дом был полон книг, в основном атласов и географических книг, которые он читал при свечах. Этот интерес преследовал его и во взрослой жизни.

Тейлор рано проявил интерес к химии, особенно к пиротехнике , когда в возрасте десяти лет получил набор по химии. Это увлечение усилилось, когда небольшой и эксклюзивный университет в этом районе построил химическую лабораторию по соседству, после чего Тейлор получил доступ к предметам от местных аптекарей, которые в противном случае были бы недоступны, включая едкие и взрывоопасные химикаты, а также азотную кислоту. и серные кислоты. Это позволило ему проводить собственные эксперименты. Он также часто читал Новую международную энциклопедию 1913 года , в которой содержался обширный химический материал, в поисках новых смесей. В их число входили снотворные, небольшие взрывчатые вещества, пороховая вата , осадки и многое другое. Его мать была чрезвычайно терпима к его экспериментам, но запрещала любые эксперименты с использованием нитроглицерина .

Повзрослев, Тейлор также проявил интерес к бильярду . Днем после школы он играл в бильярд почти десять часов в неделю. Он вспоминал этот ранний интерес как введение в механику столкновений, связывая его со своими более поздними работами в области физики элементарных частиц . Поведение взаимодействующих шариков на столе и их упругие столкновения в ограничивающих рамках подушек отражателя помогли ему концептуализировать сложные абстракции поперечных сечений, рассеяния нейтронов и цепных реакций деления.

В детстве у него появилась страсть к музыке, и по утрам перед школой он спокойно сидел и слушал свои любимые песни. Позже, защищая докторскую диссертацию в Корнелле, он заметил, что, хотя его коллеги -физики-теоретики с радостью слушали классическую музыку, транслируемую в их комнаты, их коллеги -экспериментаторы постоянно отключали систему.

Тейлор посещал американскую школу в Мехико от начальной до средней школы. Одаренный ученик, он закончил четвертый-шестой классы за один год. Будучи студентом ускоренного обучения, Тейлор в подростковом возрасте оказался на три года моложе своих друзей. Тейлор рано окончил среднюю школу в 1941 году в возрасте 15 лет. Еще не соблюдая возрастных требований для американских университетов, он затем в течение одного года посещал Эксетерскую академию в Нью-Гэмпшире. где он взял курс «Современная физика» у Элберта П. Литтла. Это развило его интерес к физике, хотя по этому курсу он показал плохую успеваемость: Литтл поставил Тейлору оценку D на последнем экзамене за зимний семестр. Он быстро отмахнулся от этой неудачи и вскоре подтвердил, что хочет стать физиком. Помимо образования, у него также появился интерес к метанию диска в Эксетере. Этот интерес продолжился и в его карьере в колледже, когда он продолжал бросать диск в Калифорнийском технологическом институте.

Он поступил в Калифорнийский технологический институт в 1942 году, а затем провел второй и третий годы обучения в программе Navy V-12 . Это ускорило его обучение, и он окончил Калифорнийский технологический институт со степенью бакалавра физики в 1945 году в возрасте девятнадцати лет.

После окончания школы он в течение одного года посещал школу гардемаринов в Трогс-Нек в Бронксе, штат Нью-Йорк, чтобы выполнить свои к действительной военно-морской службе . требования Он был демобилизован в середине 1946 года, к этому времени ему было присвоено звание лейтенанта .

Затем он поступил в аспирантуру по теоретической физике в Калифорнийский университет в Беркли , а также работал неполный рабочий день в радиационной лаборатории Беркли , в основном над циклотроном и бета-спектрографом. После провала устного предварительного экзамена по механике и теплоте и второго вступительного экзамена по современной физике в 1949 году Тейлор был дисквалифицирован из аспирантуры.

Тейлор женился на Каро Арним в 1948 году и в последующие годы у него родилось пятеро детей: Клэр Гастингс, Кэтрин Робертсон, Кристофер Тейлор, Роберт Тейлор и Джеффри Тейлор. Арним специализировалась на греческом языке в колледже Скриппс , гуманитарном университете в Клермонте, штат Калифорния , и Тейлор навещал ее, когда мог. И Арним, и Тейлор были очень застенчивыми людьми и не знали, что ждет их в будущем. Когда они впервые встретились, они оба верили, что Тейлор станет профессором колледжа в сонном городке, а Каро станет библиотекарем. После 44 лет брака пара развелась в 1992 году.

Тейлор умер 28 октября 2004 года от ишемической болезни сердца.

Ранняя карьера

До работы Тейлора в Лос-Аламосе он твердо заявлял о себе как о противнике ядерного оружия. Во время учебы в школе гардемаринов он получил известие об атомной бомбардировке Хиросимы Соединенными Штатами. Он немедленно написал письмо домой, в котором обсуждал опасности распространения ядерного оружия и свои опасения, что это приведет к гибели человечества в случае новой войны. Однако он проявил некоторый оптимизм, поскольку считал, что при правильном руководстве ядерная бомба может привести к полному прекращению войн. он все еще очень интересовался областью ядерной физики . В любом случае, даже после того, как он учился на бакалавриате,

Тейлор начал свою работу в области ядерной физики в 1949 году, когда его наняли на младшую должность в Лос-Аламосской национальной лаборатории в отделе теоретической физики. Он получил эту работу после того, как провалил докторскую программу в Беркли; Дж. Карсон Марк связал Тейлора с лидером Лос-Аламоса и порекомендовал его на должность. До своего приезда Тейлор не был уверен в деталях своей новой работы в Лос-Аламосе. Его только проинформировали, что его первое задание связано с исследованиями теории диффузии нейтронов . теоретический анализ движения нейтронов внутри ядра ядра . Во время пребывания в Лос-Аламосе убеждения Тейлора, строго направленные против ядерного развития, изменились. Его теория предотвращения ядерной войны сводилась к разработке бомб беспрецедентной мощности в попытке заставить людей, включая правительства, настолько бояться последствий ядерной войны , что они не посмеют вступить в такого рода ссору. Он продолжал работать на своей младшей должности в Лос-Аламосе до 1953 года, когда взял временный отпуск, чтобы получить докторскую степень в Корнелле .

Завершив докторскую диссертацию в 1954 году, он вернулся в Лос-Аламос и к 1956 году прославился своей работой в области разработки малых бомб. Фримен Дайсон сказал: «Большая часть разработки малой бомбы за последние пять лет [в Лос-Аламосе] была напрямую связана с Тедом». Хотя большинство блестящих умов Лос-Аламоса были сосредоточены на разработке термоядерной бомбы , Тейлор продолжал усердно работать над усовершенствованием бомбы деления . Его нововведения в этой области обучения были настолько важны, что в конечном итоге ему была предоставлена ​​свобода выбора того, что он хотел изучать. В конце концов, позиция Тейлора в отношении ядерной войны и разработки оружия изменилась, что изменило его карьеру. В 1956 году Тейлор оставил свою должность в Лос-Аламосе и перешел на работу в General Atomics . Здесь он разработал TRIGA — реактор, производивший изотопы, используемые в медицинской сфере. В 1958 году Тейлор начал работать над проектом «Орион» , целью которого было развитие космических путешествий, использующих ядерную энергию в качестве источника топлива. Предлагаемый космический корабль будет использовать серию реакций ядерного деления в качестве топлива, тем самым ускоряя космические путешествия и одновременно устраняя земной источник топлива для ядерного оружия. В сотрудничестве с Дайсоном Тейлор возглавлял группу разработчиков проекта в течение шести лет, пока в 1963 году не был заключен Договор о запрещении ядерных испытаний . После этого они не смогли протестировать свои разработки и проект стал нежизнеспособным.

Поздняя карьера

Карьера Теодора Тейлора снова изменилась после проекта «Орион». У него развился еще больший страх перед потенциальными последствиями работы всей его жизни, и он начал принимать меры предосторожности, чтобы смягчить эти опасения. В 1964 году он занимал должность заместителя директора Агентства оборонной атомной поддержки (подразделение Министерства обороны), где руководил запасами ядерного оружия США. Затем, в 1966 году, он создал консалтинговую фирму под названием «Международная научно-техническая корпорация», расположенную в Вене , Австрия, которая стремилась предотвратить развитие новых программ создания ядерного оружия. Тейлор также работал приглашенным профессором в Калифорнийском университете в Санта-Крузе и Принстонском университете . В конечном итоге его внимание переключилось на возобновляемые источники энергии , и в 1980 году Тейлор основал компанию Nova Incorporated, которая сосредоточилась на альтернативах ядерной энергии как средстве удовлетворения энергетических потребностей Земли. Он изучал улавливание энергии из таких источников, как пруды с охлаждающим льдом и пруды с подогревом солнечных батарей , и в конечном итоге обратился к энергосбережению в зданиях. Что касается этой работы в области энергосбережения, он основал некоммерческую организацию в округе Монтгомери, штат Мэриленд, под названием Damascus Energy, которая занимается вопросами энергоэффективности в домах. Теодор Тейлор также входил в состав президентской комиссии США по делу об аварии на Три-Майл-Айленде . работает над смягчением проблем, связанных с аварией реактора.

Наследие

Теодор Тейлор принимал участие во многих важных проектах и ​​внес большой вклад в развитие ядерной энергетики США. Во время своего пребывания в Лос-Аламосе он отвечал за разработку самой маленькой бомбы деления той эпохи, названной Дэви Крокетт , которая весила всего 50 фунтов, имела размеры примерно 12 дюймов в поперечнике и могла производить от 10 до 20 тонн тротилового эквивалента . Это устройство ранее было известно как система вооружения M28. Сам «Дэви Крокетт» представлял собой атомный снаряд M388, стрелявший из системы вооружения и оснащенный безоткатной винтовкой, установленной и закрепленной в виде отдельно стоящей треноги или установленной на раме легкого грузового автомобиля, такого как джип. реактивные снаряды (см. РПГ-7 ). Это была установленная система вооружения, а это означает, что она будет устанавливаться, нацеливаться и стрелять как оружие, обслуживаемое экипажем . Тейлор также разработал бомбы деления меньшего размера, чем Дэви Крокетт, которые были разработаны после того, как он покинул Лос-Аламос. Он разработал ядерную бомбу, настолько маленькую , что она весила всего 20 фунтов, но она так и не была разработана и испытана. Тейлор разработал бомбу Super Oralloy , также известную как «SOB». Он до сих пор является рекордсменом по крупнейшему из когда-либо испытанных ядерных взрывов (как устройство Айви Кинг, испытанное во время операции «Плющ»), производя более 500 килотонн в тротиловом эквиваленте . Тейлору приписывают разработку нескольких методов, которые улучшили бомбу деления. Например, он был в значительной степени ответственен за разработку термоядерного ускорителя — метода, который повышает выход реакции и эффективность ядерной реакции. Этот метод представлял собой переизобретение механизма взрыва, использованного в бомбе, взорванной в Нагасаки. Он выдвинул теорию о серии ядерных реакций в рамках механизма имплозии, которые в совокупности запускают большую цепную реакцию взрыва. Это устранило большую часть потерь энергии и необходимость точности исходного механизма реакции. Этот метод до сих пор используется во всем ядерном оружии США. Он также разработал метод, который значительно уменьшил размер атомных бомб. Впервые испытанная в бомбе под названием «Скорпион», в ней использовался отражатель из бериллия , который был значительно легче, чем использовавшиеся ранее материалы, такие как карбид вольфрама (WC). Тейлор признал, что, хотя элемент с низким атомным номером, такой как бериллий, не «отбрасывает» нейтроны обратно в делящееся ядро ​​так эффективно, как тяжелый вольфрам, его склонность к нейтронному расщеплению (в ядерной физике так называемый «(n,2n)») реакция) более чем компенсируется общими характеристиками отражателя.

После этих прорывов Тейлор стал более важной фигурой в Лос-Аламосе. Его включали в высокоприоритетные ситуации, предназначенные для важного персонала, и даже приглашали в Пентагон в качестве консультанта по стратегии и потенциальным результатам ядерной войны с Россией. Всего Тейлор отвечал за разработку восьми бомб: «Супер-ораллой-бомба», «Дэйви Крокетт», «Скорпион», «Гамлет», «Би», «Хорнет», «Гадюка» и «Пуни-плутониевая бомба». Последнее стало первой неудачей в истории ядерных испытаний США. Он создал бомбу под названием «Гамлет» после того, как получил прямой приказ от военных чиновников продолжить проект по повышению эффективности бомбы; в конечном итоге это была самая эффективная бомба деления, когда-либо взорванная в килотонном диапазоне.

Помимо бомб, Тейлор также исследовал концепции ускоренного производства больших объемов ядерного топлива. Его планы, известные как MICE (Мегатонные ледяные взрывы), по сути, заключались в том, чтобы заложить термоядерное оружие глубоко во лед и взорвать его, в результате чего образовался гигантский подземный бассейн радиоактивных материалов, который затем можно было бы извлечь. Хотя его идея имела свои достоинства, Тейлор в конечном итоге не получил особой поддержки этой концепции, и проект так и не был реализован.

Публикации и другие работы

Тед Тейлор был опытным писателем во второй половине своей карьеры. Он работал в сотрудничестве со многими специалистами в других областях, чтобы опубликовать свою работу по борьбе с распространением ядерного оружия и устойчивой ядерной энергетикой. Возможно, самым большим страхом, который побудил Тейлора так усердно работать в этих областях, было осознание того, что последствия попадания ядерного материала в чужие руки могут быть серьезными.

«Ядерная кража: риски и меры безопасности» — это книга, которую Тейлор написал в сотрудничестве с Мэйсоном Уиллричем в 1970-х годах. Согласно рецензиям, в книге предсказывалось будущее, в котором ядерная энергия будет основным источником энергии в Соединенных Штатах и, следовательно, потребует усиленных мер защиты для защиты населения. В книге Тейлор и Уиллрич дают множество рекомендаций о том, как предотвратить попадание ядерного материала в чужие руки, поскольку они ожидали, что появится множество дополнительных источников ядерных побочных продуктов и, следовательно, больше возможностей для ядерной кражи. Эта книга, вероятно, стала кульминацией большей части работы Теда в этой области, поскольку он часто посещал площадки ядерных реакторов и давал представление о потенциальных слабых местах в их мерах безопасности.

Тейлор также является соавтором книги «Восстановление Земли» вместе с Чарльзом К. Хэмпстоном . Согласно обзорам, в книге основное внимание уделяется методам повышения устойчивости и подробно рассматриваются различные источники энергии, которые можно альтернативно использовать для удовлетворения энергетических потребностей Земли. Эта книга также стала кульминацией его внимания к ядерной безопасности и последствиям применения ядерного оружия. В нем он рассмотрел потенциальное воздействие ядерных осадков на окружающую среду. В этом твердом переплете 1973 года обсуждались потенциальные источники энергии в 2000 году, а также концептуализация более безопасных альтернатив методам получения ядерной энергии, которые были доступны в то время. Фактически, Тейлор косвенно сослался на концепцию ядерного реактора, которая по своей сути аналогична реактору, который он запатентовал в 1964 году. Тейлор потратил большую часть своего времени на изучение потенциального риска топливного цикла ядерной энергетики после того, как узнал о пагубном воздействии его ядерного оружия на окружающую среду, поэтому он стремился изучить новые возможности для более безопасного использования ядерной энергии. В своем письме Тейлор утверждал, что самые опасные и разрушительные события, которые могут произойти во время ядерных исследований, скорее всего, произойдут на реакторах, которые не способны работать эффективно и поддерживать безопасную температуру. Далее Тейлор заявил, что приоритет безопасности ядерных реакторов является относительно низким по сравнению с тем, каким он должен быть, и что если бы кто-то хотел создать ядерный реактор с возможностью охлаждения - без инициирования реакции деления - тогда усилия использование ядерной энергии будет более стимулированным и экспоненциально более безопасным.

Тейлор также написал книгу «Ядерное распространение: мотивация, возможности и стратегии контроля» вместе с Гарольдом Фейвесоном и Тедом Гринвудом. В книге объясняются два наиболее опасных механизма, с помощью которых распространение ядерного оружия может иметь разрушительные последствия для мира, а также способы снижения стимулов к распространению ядерного оружия в рамках дестабилизирующих политических систем.

Тейлор также сотрудничал с Джорджем Гамовым в исследовании под названием «Что миру нужно, так это хорошей двухкилотонной бомбе», в котором изучалась концепция малого ядерного артиллерийского оружия. Эта статья отразила еще один сдвиг во взглядах Тейлора на ядерное оружие. Он сменил свою позицию сдерживания на позицию, направленную на разработку ядерного оружия малой мощности, которое могло бы поражать определенные районы и минимизировать сопутствующий ущерб.

Тейлор не только участвовал в публикации вышеупомянутых книг, но вместе с несколькими своими коллегами также был автором ряда патентов, связанных с ядерной физикой. Тейлору приписывают патентование ядерного реактора с мгновенным отрицательным температурным коэффициентом и топливным элементом, а также патент, защищающий открытие эффективного метода производства изотопов в результате термоядерных взрывов. Патент на производство изотопов в результате термоядерных взрывов стал новаторским благодаря своей эффективности и экономической эффективности. Оно также обеспечивает средства для получения необходимых элементов, которые иначе трудно найти в природе. До этого открытия стоимость нейтрона в ядерной реакции была относительно высокой. Патент на мгновенный отрицательный температурный коэффициент был новаторским, поскольку он обеспечивал значительно более безопасный реактор даже в случае неправильного использования. Благодаря отрицательному температурному коэффициенту реактор может смягчать внезапные всплески реактивности, попадающие в систему. Эти запатентованные разработки позже станут жизненно важными компонентами будущих ядерных технологий.

«Кривая связывающей энергии » Книга Джона Макфи написана в первую очередь о жизни Теодора Тейлора, поскольку он и Макфи довольно часто путешествовали вместе, проводя много времени друг с другом. Очевидно, что во время совместной жизни Макфи был очень склонен учиться у Тейлора. Многие личные мнения Тейлора относительно ядерной энергии и безопасности упоминаются в произведениях Макфи. Макфи, в частности, выражает одну из самых серьезных проблем Тейлора: плутоний может иметь разрушительные последствия, если его оставить не в тех руках. По словам Макфи, Тейлор подозревал, что если плутоний будет приобретен кем-то со злыми намерениями и с ним будет обращаться ненадлежащим образом, последствия могут быть катастрофическими, поскольку плутоний является довольно летучим элементом и может быть смертельным для любого, кто находится в радиусе сотен миль. Этого явно можно избежать, предполагает Тейлор, если ядерные реакторы будут защищены, а все источники ядерных топливных элементов будут строго охраняться. Книга вдохновит студента Принстона Джона Аристотеля Филлипса и нескольких других подражателей доказать утверждение Тейлора о том, что «любой» может разработать реальное ядерное оружие, используя рассекреченную и общедоступную информацию.

Машина Санта-Клауса и Пагуош

По мнению Фрейтаса и Меркла, единственный известный дошедший до нас источник концепции Тейлора о « машине Санта-Клауса » находится в книге Найджела Колдера «Космические корабли разума » . В концепции будет использоваться большой масс-спектрометр для разделения ионного пучка на атомные элементы для последующего использования при производстве продуктов.

Тейлор был членом Пагуошской конференции по науке и мировым делам и присутствовал на нескольких ее заседаниях в 1980-х годах. После выхода на пенсию он жил в Уэллсвилле, штат Нью-Йорк .

Фримен Дайсон о Тейлоре

Фримен Дайсон сказал о Тейлоре: «Очень немногие люди обладают воображением Теда… Я думаю, что он, пожалуй, величайший человек, которого я когда-либо хорошо знал. И он совершенно неизвестен».

Выступления в СМИ

• Путешествие Мими : Вода, вода повсюду (PBS, 1984)
• История под прикрытием: Кодовое название Project Orion (1999)
• На Марс с помощью атомной бомбы: Тайная история проекта Орион (BBC, 2003)

См. также

• Элвин С. Грейвс
• Эмори Ловинс
• Список книг по ядерным вопросам
• Список ядерных информаторов
• Архив национальной безопасности
• Невадский испытательный полигон
• Ядерное разоружение
• Ядерное оружие США

Дальнейшее чтение

• Найджел Колдер «Космические корабли разума» , Viking Press, Нью-Йорк, 1978. ISBN   0-670-66021-3
• Роберт А. Фрейтас-младший и Ральф К. Меркл . Кинематические самовоспроизводящиеся машины , 2004, 3.10.
• Джон Макфи , Кривая связывающей энергии , Баллантайн, 1973, 1974. ISBN   0-345-28000-8 . Эта книга о распространении оружия массового уничтожения во многом представляет собой изложение идей Тейлора, включая его идею о том, что злоумышленникам «легко» производить ядерные бомбы.
• Джордж Дайсон , Проект Орион : Правдивая история атомного космического корабля , Генри Холт и компания, 2002. ISBN   0-8050-5985-7
• Мейсон Уиллрич , Тед Тейлор, Ядерная кража: риски и меры безопасности: отчет для проекта энергетической политики Фонда Форда , Баллинджер, 1974 г., ISBN   0-88410-208-4
• Тейлор, Теодор Б., Хампстон, Чарльз К. , Восстановление Земли , Харпер и Роу, 1973 г.
• Ядерная энергетика и ядерное оружие , эссе Тейлора о борьбе с распространением ядерного оружия (1996)
• Стенограмма интервью устной истории с Тедом Тейлором 13 февраля 1995 г., Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора.

Внешние ссылки

• Аудиоинтервью с Тедом Тейлором Ричарда Роудса , «Голоса Манхэттенского проекта»
• Аннотированная библиография Теда Тейлора из цифровой библиотеки по ядерным вопросам Алсос