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フランシス・ウィリアム・アストン | |
|---|---|
 1922年のアストン | |
| 生まれる | 1877年9月1日 ハーバーン、バーミンガム、イギリス |
| 死亡 | 1945年11月20日（68歳） ケンブリッジ、イギリス |
| 国籍 | 英語 |
| 市民権 | イギリス |
| 母校 | メイソン・カレッジ（ロンドン大学発行） ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ |
| 知られている | 質量分析計 整数則 アストン 暗黒空間[1] |
| 受賞歴 | マッケンジー・デイビッドソン賞(1920) ノーベル化学賞 (1922) ヒューズ賞 (1922) ジョン・スコット賞 (1923) パターノ賞(1923) ロイヤル賞 (1938) ダッデル賞および賞 (1944) |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 化学、物理学 |
| 機関 | ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ |
| 博士課程の指導教員 | パーシー・F・フランクランド[要出典] |
| その他の学術アドバイザー | JJトムソン ジョン・ヘンリー・ポインティング[1] ウィリアム・A・ティルデン[1] |
フランシス・ウィリアム・アストン （FRS）[2]（1877年9月1日 - 1945年11月20日）はイギリスの化学者、物理学者であり、質量分析装置を用いて多くの非放射性元素の同位体を発見し、整数則を提唱したことで1922年にノーベル化学賞を受賞した。[3] [4]彼は王立協会の会員[2]であり、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジのフェローでもあった。[5]
バイオグラフィー
若いころ
フランシス・アストンは、1877年9月1日、現在はバーミンガムの一部となっているハーバーンで生まれた。 [6] [7]ウィリアム・アストンとファニー・シャーロット・ホリスの3番目の子供で次男であった。ハーバーンの牧師館学校で教育を受け、後にウスターシャーのマルバーン・カレッジに寄宿した。1893年、フランシス・ウィリアム・アストンはメイソン・カレッジ（当時はロンドン大学の外部カレッジ）で大学生活を始め、そこでジョン・ヘンリー・ポインティングから物理学、フランクランドとティルデンから化学を学んだ。1896年以降、父親の家にある私設研究室で有機化学の研究を行った。1898年、フォースター奨学金を得てフランクランドの学生となり、酒石酸化合物の光学的性質に関する研究を開始した。彼はバーミンガムの醸造学校で発酵化学の研究を始め、1900年にW.バトラー＆カンパニー醸造所に雇用された。この雇用期間は1903年に終了し、彼はポインティングの下で准教授としてバーミンガム大学に戻った。
研究
1890年代半ばのX線と放射能の発見を受けて、バーミンガム大学から奨学金を得て物理学の研究に取り組んだ。アストンはガスを充填した管を通る電流を研究した。自作の放電管を使ったこの研究は、アストン暗黒空間の体積の調査につながった。[8] [9] [10]
1908年に父が亡くなり世界一周旅行をした後、1909年にバーミンガム大学の講師に任命されたが、1910年にJJトムソンの招きでケンブリッジのキャベンディッシュ研究所に移った。 [要出典]
バーミンガム大学は1910年に応用/純粋科学の理学士号を授与し[要出典]、1914年には応用/純粋科学の理学博士号を授与した。 [11]
ジョセフ・ジョン・トムソンは陰極線の性質を明らかにし、その後電子を発見し、1886年にオイゲン・ゴールドシュタインが発見した正電荷の「カナルストラレン」の研究を行っていた。磁場によって「カナルストラレン」内の粒子を偏向させる方法は、1908年にヴィルヘルム・ウィーンによって発見された。磁場と電場を組み合わせることで、電荷と質量の比率によって異なるイオンを分離することが可能になった。特定の電荷/質量比のイオンは、写真乾板上に特徴的な放物線状の痕跡を残し、単一元素の原子が異なる質量を持つ可能性があることを初めて実証した。最初のセクターフィールド質量分析計は、これらの実験の結果であった。[12]
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同位体に関する推測が、化学元素の同位体を分離できる質量分析計の製作に直接つながりました。アストンは当初、ネオン元素の同位体の特定に取り組み、その後、塩素と水銀の同位体の特定に取り組みました。
1912年、アストンはネオンが原子量20と22にほぼ対応する2つの領域に分裂することを発見した。彼は質量22のものを「メタネオン」と名付けたが、これはオカルト化学から取った名前である。[13]
第一次世界大戦により、質量分析法による同位体の存在の実験的証明に関する研究は停滞し、遅れた。戦時中、アストンはファーンバラの王立航空機工場で航空機コーティングの技術アシスタントとして働いていた。[要出典]
戦後、彼はケンブリッジのキャベンディッシュ研究所で研究に戻り、 1919年に報告書を作成した最初の質量分析計を完成させた。 [14]その後の機器の改良により、質量分解能と質量精度が向上した2台目と3台目の機器が開発された。電磁フォーカスを採用したこれらの機器により、彼は212の天然同位体を特定することができた。1921年、アストンは国際原子量委員会の会員[15]および王立協会のフェロー[2]となり、翌年ノーベル化学賞を受賞した。 [16]
同位体に関する研究は、整数則の定式化にもつながりました。これは、「酸素同位体の質量が [16] と定義されると、他のすべての同位体の質量はほぼ整数になる」というものです。この規則は、原子力の開発で広く使用されました。多くの同位体の正確な質量が測定され、水素の質量は他の元素の平均質量から予想される質量よりも 1% 大きいという結果が出ました。アストンは 1936 年に亜原子エネルギーとその利用について推測しました。
彼の最も有名な著書は 『同位体』[17]と『質量スペクトルと同位体』[18]である。
個人の生と死
| 外部ビデオ | |
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 マイケル A. グレイソン、元素の同位体の発見（第 2 部：フランシス ウィリアム アストン）、化学のプロファイル、化学遺産財団 |
私生活ではスポーツマンで、スイスとノルウェーを定期的に訪れ、冬にはクロスカントリースキーやスケートを楽しんでいた。第一次世界大戦中はこうした冬のスポーツができなかったため、登山を始めた。20歳から25歳の間、彼は余暇の大半をサイクリングに費やした。モーター付きの乗り物が発明されると、 1902年に独自の内燃機関を製作し、1903年にはアイルランドのゴードン・ベネット・オートレースに参加した。これらのスポーツだけでは飽き足らず、彼は水泳、ゴルフ（特にケンブリッジのラザフォードや他の同僚と）、[19]テニスにも熱中し、イングランド、ウェールズ、アイルランドのオープントーナメントでいくつかの賞を獲得し、 1909年にはホノルルでサーフィンを学んだ。音楽一家に生まれた彼は、ピアノ、バイオリン、チェロをケンブリッジのコンサートで定期的に演奏するほどのレベルで演奏することができた。彼は1908年から広範囲にわたる旅行で世界中の多くの場所を訪れ、オーストラリアとニュージーランドにも旅行し、1938年から1939年にかけて再び訪れた。[2] [20]
アストンは熟練した写真家であり、天文学にも興味を持っていました。1925年にベンケーベン、 1932年にスマトラ、1932年8月31日にカナダのマゴグ、 1936年6月19日に日本の北海道上斜里で日食を研究する遠征に参加しました。また、晩年には1940年に南アフリカ、1945年にブラジルへの遠征に参加する予定でした。彼は結婚しませんでした。
アストンは1945年11月20日に68歳でケンブリッジで亡くなった。[5]
遺産
月のクレーター 「アストン」は彼に敬意を表して名付けられました。
英国質量分析学会は彼に敬意を表してアストンメダルを授与した。
参考文献
- ^ abc 「フランシス・W・アストン - 伝記」。NobelPrize.org 。ノーベル財団。 2017年10月5日閲覧。
- ^ abcd Hevesy, G. (1948). 「フランシス・ウィリアム・アストン 1877–1945」.王立協会フェロー死亡記事. 5 (16): 634–650. doi :10.1098/rsbm.1948.0002. JSTOR 768761. S2CID 191531223.
- ^ 「1922年ノーベル化学賞」ノーベル財団。 2008年4月14日閲覧。
- ^ スクワイアズ、ゴードン（1998年）。「フランシス・アストンと質量分析計」。ダルトン・トランザクションズ（23）：3893-3900。doi ： 10.1039/a804629h。
- ^ ab 「FWアストン博士死去。1922年ノーベル化学賞受賞。同位元素の研究で知られる。23年前の国内巡回で新エネルギーの実現を予見。同位元素を開発。原子委員会を率い、国内で講演」ニューヨーク・タイムズ。1945年11月22日。 2010年8月6日閲覧。
- ^ オープン プレートのプレート #1616
- ^ Kevin M. Downard (2015). 「フランシス・ウィリアム・アストン」.質量分析百科事典. 第9B巻. pp. 6–8. doi :10.1016/B978-0-08-100379-4.00048-4. ISBN 9780081003794。
- ^フランシス・ウィリアム・アストン (1907)。「ヘリウム と水素の新しい陰極暗部に関する実験」。Proceedings of the Royal Society A。80 (535): 45–49。Bibcode :1907RSPSA..80...45A。doi : 10.1098 / rspa.1907.0072。JSTOR 92589 。
- ^フランシス・ウィリアム・アストン (1907)。「異なるガス中の電流密度と 圧力を変化させた場合の陰極暗部の長さに関する実験」。Proceedings of the Royal Society A 。79 ( 528 ) : 80–95。Bibcode : 1907RSPSA..79 ...80A。doi :10.1098/rspa.1907.0016。JSTOR 92573。S2CID 93793736 。
- ^ フランシス・ウィリアム・アストン (1911). 「クルックス暗黒空間における電気力の分布」Proceedings of the Royal Society A . 84 (573): 526–535. Bibcode :1911RSPSA..84..526A. doi : 10.1098/rspa.1911.0005 . hdl : 2433/256511 . JSTOR 93257.
- ^ 「バーミンガム大学 - 大学のノーベル賞受賞者」。2012年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年9月28日閲覧。
- ^ ジョーンズ、マーク。「ガスクロマトグラフィー-質量分析法」アメリカ化学会。 2019年11月19日閲覧。
- ^ヒューズ、ジェフ（2003 年9月）。 「オカルティズムと原子：同位体の不思議な物語」。Physics World。16 （9 ）：31–35。doi ：10.1088/2058-7058/16/9/38。ISSN 0953-8585 。
- ^ D.Sc、 FW Aston MA（1919年12月1日）。「LXXIV. 陽電子線分光器」。ロンドン、エディンバラ、ダブリン哲学雑誌および科学ジャーナル。38 （228）：707–714。doi ：10.1080 / 14786441208636004。ISSN 1941-5982 。
- ^ FW Aston; et al. (1923). 「国際化学元素委員会報告書: 1923」J. Am. Chem. Soc. 45 (4): 867–874. doi :10.1021/ja01657a001.
- ^ 「1922年のノーベル化学賞」。ノーベル賞。 2023年10月22日閲覧。
1922年のノーベル化学賞は、フランシス・ウィリアム・アストンに授与された。「質量分析計を用いて、多数の非放射性元素の同位体を発見し、整数則を提唱した」功績による。
- ^ アストン、フランシス・ウィリアム（1922年）。同位体。ロンドン：E.アーノルド。152ページ。
- ^ アストン、フランシス・ウィリアム（1933年）。質量スペクトルと同位体。ロンドン：エドワード・アーノルド。
- ^ KM Downard (2007). 「キャベンディッシュのワニとダークホース - ラザフォードとアストンの並行した人生」.質量分析レビュー. 26 (5): 713–723. Bibcode :2007MSRv...26..713D. doi :10.1002/mas.20145. PMID 17546675.
- ^ KM Downard (2007). 「フランシス・ウィリアム・アストン – 質量分析計の背後にいる男」.ヨーロッパ質量分析ジャーナル. 13 (3): 177–190. doi :10.1255/ejms.878. PMID 17881785. S2CID 25747367.
外部リンク
- アルソス核問題デジタル図書館のフランシス・アストンの注釈付き書誌
- Nobelprize.org のフランシス・ウィリアム・アストン1922年12月12日のノーベル賞受賞講演を含む質量スペクトルと同位体
- ケンブリッジのアストンの伝記
- 質量分析の歴史 - 先駆者たち