ハーバート・G・マクファーソン

ハーバート・G・マクファーソン（1911年11月2日 - 1993年1月6日）は、アメリカの原子力技術者であり、オークリッジ国立研究所（ORNL）の副所長であった。彼は原子炉の設計と開発に貢献し、アルビン・ワインバーグの意見では「国内で最も優れたグラファイトの専門家」であった... ^[1]

マクファーソンは、1936年にカリフォルニア大学バークレー校で物理学の博士号を取得した後、ワシントン DC の国立気象局に勤務しました。翌年、オハイオ州クリーブランドのユニオン・カーバイド・アンド・カーボン社の国立炭素部門に採用され、映画業界でよく使用される炭素アーク^[2]のスペクトルを調査しました。1956年にテネシー州オークリッジに移り、オークリッジ国立研究所の研究員になりました。マクファーソンは、1965年にオークリッジ国立研究所の副所長になり、1970年までその職を務めました。^[1] 1970年から1976年まで、テネシー大学で原子核工学の教授を務めました。^{[3] 1973年には、}アルビン・ワインバーグが将来のエネルギー源の管理と研究のために設立した組織であるエネルギー分析研究所^[4]の所長代理を務めました。 1978年に彼は米国工学アカデミーの会員に選出された。

ウランで連鎖反応を起こす可能性は、1939年にオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンの核分裂実験と、リーゼ・マイトナーとオットー・フリッシュによるこれらの結果の解釈によって明らかになりました。これがもたらす刺激的な可能性は、世界中の物理学界に急速に広まりました。核分裂プロセスが連鎖反応を起こすためには、ウランの核分裂によって生成された中性子が、他のウラン原子に捕らえられる前に、中性子減速材（原子量の小さい元素で、中性子が当たると「跳ね返る」もの）と相互作用して減速されなければなりません。1939年には、最も有望な2つの減速材が重水とグラファイト^[5]（純粋な炭素の半結晶形態） であることはよく知られていました。

当時市販されていた最高純度の黒鉛（いわゆる電気黒鉛）は、ホウ素とカドミウムの不純物を含んでいたため、ドイツとイギリスでは減速材としての使用を却下された。^[6]その結果、連鎖反応を起こそうとするドイツの試み（詳細はヴァルター・ボーテ#ウランクラブを参照）では、高価で希少な代替品である重水の使用が試みられた。1947年になっても、ヴェルナー・ハイゼンベルクは黒鉛の問題がこれらの不純物だけであることを理解していなかった。^[7]

1940年2月、レオ・シラードは、ルーズベルト大統領に宛てたアインシュタイン＝シラードの書簡の結果として部分的に割り当てられた資金を使って、ナショナル・カーボン社からエンリコ・フェルミの実験炉、いわゆる指数関数的炉で使用するための4トンのグラファイトを購入した。^{[8] : 190} フェルミは「この実験の結果はいくぶんがっかりするものだった」と書いている。 ^[9] おそらく、何らかの未知の不純物による中性子の吸収が原因と思われる。^{[10] : 40}そこで、1940年12月、フェルミとシラードはナショナル・カーボン社でHGマクファーソンとVCハミスターと会い、グラファイトに不純物が存在する可能性について議論したが、訪問の具体的な理由は述べなかった。^{[11] : 143}マクファーソンは以前（1939年9月）RBロバーツとJBHクーパーの論文^{[12] （連鎖反応における減速材の必要性について述べていた）を読んでいたため、訪問の目的を推測することができた。 [13]}炭素アークのスペクトルに関する経験から、高品質のグラファイトでさえ微量のホウ素不純物を含み、ウラン原子炉の中性子減速材として使用できなくなる可能性があることに気付き、^[13]シラードの疑いを裏付けた。^[5]

この会合の結果、マクファーソンはその後2年間にわたり（LM カリーとVC ハミスターとともに）、低ホウ素含有量グラファイトの製造のための熱精製技術を開発し、^{[13] [14]、}ナショナル カーボンの製品「AGOT グラファイト」が誕生した。WP イーザリーによれば、これは「最初の真の原子力グレードのグラファイト」であった。^[15] 1942年11月までに、ナショナル カーボンはシカゴ大学に250トンのAGOT グラファイトを出荷し^{[8] 、200トンが}フェルミのシカゴ パイル-1の建設に使用された。シカゴ パイル-1 は、持続的な連鎖反応を発生させた最初の原子炉である。AGOT グラファイトは、テネシー州オークリッジのX-10 グラファイト原子炉や、第二次世界大戦中および戦後にプルトニウムを生産したワシントンのハンフォード サイトの原子炉の建設にも使用された。^{[13] [15]} このプロセスとその後の改良は、原子力グラファイトの製造における標準技術となった。^[16]

1956年、マクファーソンはORNL所長アルビン・ワインバーグから溶融塩炉実験[ ^{4] : 125  [17] : 90  [18] : 109}の責任者に任命された。これは現在トリウム燃料サイクルと呼ばれている、革命的な安全で効率的かつ比較的安価な原子炉設計であった。2年以内に溶融物質の化学試験、コスト研究、全体設計および計算が完了し、マクファーソンのMSREに関する四半期進捗報告書[ ^{19]に概要が示された。計算は[19] 、}アルストン・スコット・ハウスホルダーの指導の下ORNLで構築されたフォン・ノイマンのIASマシンのクローンであるORACLE（コンピュータ）で実行された。^{[17] : 70  [18] : 86  [20]} MSREは1959年に原子力委員会から資金提供を受け、1965年に完成した。1969年に閉鎖されるまで継続的に稼働し、設計の実現可能性を証明した。^{[4] : 126  [21] [22]}ワインバーグはこのプロジェクトを「おそらくORNLで行われた中で最も独創的で大胆な工学実験」と呼んでいる。^{[13] （1972年、米国政府はORNLで提案された後継の溶融塩増殖炉への資金提供を拒否し、アルビン・ワインバーグを解雇し、}クリンチリバー増殖炉などの液体金属高速増殖炉の設計と建設に支援を向け直した。^{[4] : 200  [22]}）

1958年、原子炉に関する最初の教科書の出版と同時期に、^[23]マクファーソンは（ジェームズ・レーンとフランク・マスランと共同で）流体燃料炉に関する工学論文を編集・出版した^[24]。

マクファーソンは引退後、マヤ文化と文献、特にドレスデン写本に関するものに興味を持つようになった 。この古代マヤの写本には、一般に「日食警告表」と呼ばれる日付の表があり、その間隔は世界中で起こる日食の間隔とほぼ一致している。この表を解明しようとして、何百もの記事が書かれてきた（^{[25] [26]}を参照）。マクファーソンは、世界中の日食を予測するために必要な天文学モデルを持たず、マヤ文明の全期間を通じて日食が数回しか見られなかった古代文明が、どのようにしてこのような表を作成することができたのかという不可解な問題を研究した。^{[27] [28] [29] [30]}一部の専門家が「日食表に関する最近の研究の中で最も興味深い」と考えるもの^{[25] ：275 で、マクファーソンは[31]、}マヤの天文学者が「月の季節」を決定する過程でそのような表を組み立てた可能性のある簡単な手順を 説明した。

• ORNL 図書館の技術レポート 2015-03-19 にWayback Machineでアーカイブされました
• モルテンソルト
• NASA 日食計算機