Бертрам Болтвуд
Бертрам Борден Болтвуд | |
|---|---|
 Болтвуд в Йельском университете, 1917 год. | |
| Рожденный | 27 июля 1870 г. |
| Умер | 15 августа 1927 г. (57 лет) |
| Национальность | Американский |
| Альма-матер | Йельский университет |
| Известный | Радиохимия |
| Научная карьера | |
| Поля | Радиохимия |
Бертрам Борден Болтвуд (27 июля 1870, Амхерст, Массачусетс — 15 августа 1927, Хэнкок-Пойнт, Мэн ) — американский пионер радиохимии .
Болтвуд учился в Йельском университете , стал там профессором и в 1910 году был назначен заведующим первой академической кафедрой радиохимии. [1] Он установил, что свинец является конечным продуктом распада урана, отметил, что соотношение свинец-уран было выше в более старых породах и, действуя по предложению Эрнеста Резерфорда , первым измерил возраст горных пород по распаду урана до свинца. , в 1907 году. Он получил результаты о возрасте от 400 до 2200 миллионов лет, что стало первым успешным использованием радиоактивного распада с помощью химического датирования Pb / U. Совсем недавно возраст более древних месторождений полезных ископаемых был датирован примерно 4,4 миллиардами лет, что близко к наилучшей оценке возраста Земли . [2]
Его работа с сериями распада урана привела к открытию родителя радия, нового элемента, который он назвал ионием. Как только существование изотопов было установлено, ионий на самом деле оказался торием-230 . [3] Хотя Болтвуд не получил своего элемента в таблице Менделеева, позже у него появился минерал-тезка: Болтвудит . в его честь назван [4]
В последние годы жизни Болтвуд страдал от депрессии и покончил жизнь самоубийством 15 августа 1927 года. [5]
Ранняя жизнь и семья
[ редактировать ]Бертрам Болтвуд родился 27 июля 1870 года в Амхерсте, штат Массачусетс, в доме своего деда Люциуса Болтвуда. [5] После переезда из Англии в 17 веке семья Болтвуд на протяжении нескольких поколений активно участвовала в жизни общины Амхерста. Люциус был сыном фермера, который поступил в колледж Уильямс и стал юристом. Он был основателем Амхерст-колледжа и баллотировался на пост губернатора Массачусетса как один из первых членов Партии Свободы в 1841 году. Томас Каст Болтвуд, сын Люциуса, был юристом и умер в 1872 году, когда его сыну Бертраму было 2 года. Бертрам Болтвуд был эмоционально близок со своей матерью Маргарет Матильдой и вырос в ее родном городе Каслтон, штат Нью-Йорк. Она подготовила его к поступлению в Йельский университет, альма-матер его отца, отправив его в частную школу в молодом возрасте, а затем в Академию Олбани. [5]
Детство Болтвуда обнаруживает влияния и склонности, предвосхищающие того, каким ученым он стал, когда стал взрослым. В детстве он интересовался механическими гаджетами и увлекался такими хобби, как рыбалка, фотография и добыча полезных ископаемых. Последнее, вероятно, было результатом влияния его дяди Чарльза Апэма Шепарда, минералога и химика. [5] Сообщается, что у него был беззаботный характер, и в юности он, как известно, шутил. [6] Ему часто напоминали о семейной связи с Ральфом Уолдо Эмерсоном через сестру его прабабушки по отцовской линии (мать Эмерсона Рут Хаскинс), и ожидалось, что Болтвуд будет учиться и преуспевать в соответствии с семейным наследием. [5]
Образование и научная база
[ редактировать ]Он с отличием окончил Йельский университет по химии в 1892 году и продолжил изучать аналитические методы неорганической химии и редкоземельных элементов. [5] в течение двух лет в Германии в Мюнхенском университете Людвига-Максамиллиана. [6] После этого он вернулся в Йельский университет, получил степень доктора философии в 1897 году и стал преподавателем в Шеффилдской научной школе с 1896 по 1900 год. Его преподавательская и исследовательская работа в Йельском университете была сосредоточена на физической химии, несмотря на то, что это относительно новая область. Не имея ресурсов на английском языке для преподавания этого предмета, он перевел с немецкого две книги Александра Классена «Количественный анализ посредством электролиза» и книгу Чарльза Ван Девентера «Физическая химия для начинающих». Он был особенно полезен в лаборатории, часто совершенствуя методы и устройства. Например, он разработал воск с низкой температурой плавления, который нашел применение в лабораториях по всей стране и получил название «Воск-болт». [5]
С 1900 по 1906 год у него была частная лаборатория в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. [5] Он работал химиком-консультантом, анализируя пробы руды для горняков. Этот опыт позволил ему познакомиться с редкоземельными металлами, которые он изучал, а также с ураном и торием, элементами, которые стали основой его величайшего научного вклада. [6]
Исследовательская и академическая карьера
[ редактировать ]В 1906 году Болтвуд вернулся в Йельский университет в качестве доцента физики в то время, когда недавно открытая наука о радиоактивности считалась одновременно химией и физикой. [6] В конечном итоге он стал ведущим американским учёным в этой области. [7] и был назначен заведующим кафедрой радиохимии в 1910 году, и эта должность была первой в своем роде. [1] Он подружился с Эрнестом Резерфордом , чье весьма влиятельное мышление сыграло роль в большей части творчества Болтвуда. Они общались в основном посредством переписки за границей, за исключением короткого периода с 1909 по 1910 годы, когда Резерфорд пригласил Болтвуда присоединиться к нему в Манчестерском университете в Англии. [2] [6] Их письма 1904–1912 годов были опубликованы в 1969 году в книге «Резерфорд и Болтвуд: письма о радиоактивности», в которой рассказывается о продолжающемся разговоре двух ученых, работающих над разгадкой деталей радиоактивности и ряда распада урана . [8]
Радиометрическое датирование и возраст Земли
[ редактировать ]Болтвуд считается первым, кто внедрил метод датирования по урану и свинцу для определения возраста геологических образцов. [9] [10] [6] Это открытие стало результатом его исследований серии распадов урана и бесед с Резерфордом. В 1904 году Резерфорд читал лекции на тему радиоактивности как инструмента геологического датирования. [11] и представили расчеты, основанные на присутствии гелия в качестве продукта. Он датировал образец фергюсонита возрастом 40 миллионов лет, с оговоркой, что гелий может улетучиться и, следовательно, обеспечит лишь минимальный возраст. [2] В следующем году Болтвуд заявил, что свинец является конечным продуктом распада при распаде урана и что соотношение Pb:U увеличивается в более старых геологических образцах. В 1907 году он опубликовал результаты анализа десяти образцов минералов из разных мест мира, в том числе торианита. [2] возраст которого составляет 2,2 миллиарда лет. Это значение было в десять раз больше, чем любая предыдущая оценка возраста Земли . [10] и геологи не сразу признали обоснованность радиоактивности как метода датировки. Болтвуд опубликовал единственную статью по радиометрическому датированию, вместо этого сосредоточив большую часть своих исследований на сериях распада урана. [2]
Серия распадов урана и открытие иония
[ редактировать ]В 1904 году ученые работали над тем, чтобы собрать воедино ряд продуктов распада радиоактивного атома и понять, какие элементы связаны в этом процессе. [1] В это время Болтвуд показал, что старые геологические образцы содержат постоянное соотношение радия и урана, и намеревался доказать, что они связаны. [5] Для этого он попытался определить родительский элемент радия, «вырастив» его из известного продукта урана, «урана X». Его попытки не увенчались успехом, и он подозревал, что длительный период полураспада сделает невозможным «выращивание» радия в измеримых количествах. [9] В 1907 году он открыл новый элемент с периодом полураспада почти 100 000 лет, прежде чем он распадется на радий. [3] и он назвал его «ионием» в честь ионизирующего действия его альфа-частиц. [5] Болтвуду удалось доказать, что ионий распадается на радий, а полная связь с ураном была показана в работе Фредерика Содди в 1919 году. [6] Как только существование изотопов было установлено в 1914 году, Стефани Горовиц и Отто Хёнигшмид продемонстрировали, что ионий на самом деле был торием-230 , вторым известным случаем изотопа, а не отдельным элементом. Однако работа этих двух ученых в Вене, поскольку они точно измерили атомный вес свинца из радиоактивных источников, также послужила подтверждением утверждения Болтвуда о том, что свинец является конечным продуктом в ряду распада урана. [3]
Более поздняя карьера и смерть
[ редактировать ]Когда в 1910 году Болтвуду предложили профессорскую должность и должность заведующего кафедрой радиохимии в Йельском университете, его карьера стала более академической, и он больше не занимался активными исследованиями. [6] США В 1911 году он был избран членом Национальной академии наук и Американского философского общества . [12] [13] В 1913 году он был избран членом Американской академии искусств и наук . [14] В 1918 году Болтвуд стал директором химической лаборатории Йельского колледжа. [6] По мере того, как он взял на себя больше обязанностей в колледже, он начал курировать создание двух лабораторий — Sloane Physics и Sterling Chemistry. [5] В это время дополнительного стресса у него были приступы депрессии, и он был вынужден взять отпуск, чтобы оправиться от психического расстройства в 1924 году. Он вернулся с новым рвением и продолжил свою работу, но в последующие годы впадал в периоды депрессии. 15 августа 1927 года он покончил с собой в Хэнкок-Пойнт, штат Мэн, в возрасте 57 лет. [5]
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Документы Бертрама Бордена Болтвуда (MS 90). Рукописи и архивы, Библиотека Йельского университета. [1]
- Работы Бертрама Болтвуда или о нем в Интернет-архиве
- Научная одиссея: радиометрическое датирование показало, что Земле 2,2 миллиарда лет
- Минералогическая запись – Архив этикеток на www.minrec.org
- [2]
- Биографические мемуары Национальной академии наук
- Болтвуд, Бертрам (1907) «Окончательные продукты распада радиоактивных элементов. Часть II. Продукты распада урана». в Американском журнале науки, серия 4, том 23, страницы 77–88. два : 10.2475/ajs.s4-23.134.78
- Вашер, Х.Л. (2003) «Вычислительная геология 26: Математика радиоактивности - Когда Земля состарилась» в журнале J. Geol. Образование. 51, 436–445.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Мэлли, Марджори (2011). Радиоактивность: история загадочной науки . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-976641-3 .
- ^ Jump up to: а б с д и Бадаш, Лоуренс (1968). «Резерфорд, Болтвуд и возраст Земли: происхождение методов радиоактивного датирования». Труды Американского философского общества . 122 (3): 157–169 – через JSTOR.
- ^ Jump up to: а б с Браунбек, Вернер (1959). Погоня за атомом . Эмерсон Букс, Инк.
- ^ Митчелл, Ричард Скотт; Хенли, Джон Риз (1979). Названия минералов: что они означают? . США: Компания Ван Ностранд Рейнхольд. п. 95. ИСБН 9780442245931 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Коварик, Алоис (1929). «Биографические мемуары Бертрама Бордена Болтвуда» (PDF) . Биографические мемуары Национальной академии наук . XIV- Третьи мемуары: 67–96.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Бадаш, Лоуренс (1969). Резерфорд и Болтвуд: Письма о радиоактивности . Нью-Хейвен и Лондон: Издательство Йельского университета. стр. Введение, стр. 1–26.
- ^ Роджер, Лиам; Бэйкуэлл, Джоан (2011). «Болтвуд, Бертрам Борден». Биографический словарь Чемберса, 9-е издание . Чемберс Харрап.
- ^ Ромер, Альфред (1971). «Об истинном начале ядерной физики» . Физика сегодня . Май 1971 г.: 43–44. дои : 10.1063/1.3022733 .
- ^ Jump up to: а б Хэмблин, Джейкоб Дарвин; Бернс, Уильям Эрл (2005). Наука в начале двадцатого века: энциклопедия . Великобритания. п. 36.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Хейвен, Кендалл (2007). 100 величайших научных открытий всех времен . Вестпорт, Коннектикут: Издательская группа Greenwood. стр. 119–120. ISBN 978-1-59158-265-6 .
- ^ Далримпл, Дж. Брент (2004). Древняя Земля, Древнее небо: возраст Земли и ее космическое окружение . Стэнфорд, Калифорния: Издательство Стэнфордского университета. ISBN 0-8047-4933-7 .
- ^ «Бертрам Болтвуд» . www.nasonline.org . Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ «История участников APS» . search.amphilsoc.org . Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ «Бертрам Борден Болтвуд» . Американская академия искусств и наук . 09.02.2023 . Проверено 28 ноября 2023 г.
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| Другой | |
