オットー・ロバート・フリッシュ

オットー・ロバート・フリッシュ
OBE FRS
オットー・ロバート・フリッシュ OBE FRS
	オットー・ロバート・フリッシュの戦時中のロスアラモスIDバッジの写真
生まれる	1904年10月1日; ウィーン、オーストリア＝ハンガリー
死亡	1979年9月22日（享年74歳）; ケンブリッジ、イギリス
国籍	オーストリア
市民権	オーストリア; イギリス
母校	ウィーン大学
知られている	原爆
受賞歴	王立協会会員
	科学者としてのキャリア
フィールド	物理
サイン

オットー・ロバート・フリッシュ OBE FRS^[1]（1904年10月1日 - 1979年9月22日）は、オーストリア生まれのイギリスの物理学者で、原子核物理学を研究した。オットー・シュテルン、イマヌエル・エステルマンとともに、初めて陽子の磁気モーメントを測定した。リーゼ・マイトナーとともに、核分裂（この用語の造語）の理論的説明を初めて進め、実験的に初めて核分裂の副産物を検出した。後に、共同研究者のルドルフ・パイエルス^[1]とともに、 1940年に原子爆弾の爆発の理論的メカニズムを初めて設計した。 ^[2]

若いころ

フリッシュは1904年にウィーンでユダヤ人一家の元に生まれた。父は画家のユスティニアヌス・フリッシュ、母はコンサートピアニストのオーギュスト・マイトナー・フリッシュであった。^[3]フリッシュ自身は両方の才能に恵まれていたが、叔母のリーゼ・マイトナーと同様に物理学を好み、ウィーン大学で学び、1926年に卒業した際には、新たに発見された電子が塩に与える影響に関する研究を行った。

原子核物理学

ドイツの比較的無名の研究所で数年間働いた後、フリッシュはハンブルクでノーベル賞受賞科学者オットー・シュテルンのもとで職を得た。ここで彼は原子の回折（結晶表面を使用）に関する研究を行い、また陽子の磁気モーメントがこれまで考えられていたよりもはるかに大きいことを証明した。^[4]

1933年にアドルフ・ヒトラーがドイツの首相に就任すると、オットー・ロバート・フリッシュはロンドンへの移住を決意し、バークベック・カレッジ^[5]のスタッフに加わり、物理学者のパトリック・メイナード・スチュアート・ブラケットとともに霧箱技術と人工放射能について研究した。その後、コペンハーゲンでニールス・ボーアのもとで5年間働き、原子核物理学、特に中性子物理学の専門知識を深めた。

核分裂

1938年のクリスマス休暇中、フリッシュはクンゲルフに住む叔母のリーゼ・マイトナーを訪ねた。滞在中、ベルリンのオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンが、中性子とウラン原子核の衝突により、副産物としてバリウム元素が生成されるということを発見したという知らせを受け取った。ハーンはマイトナーに宛てた手紙の中で、この新しい反応をウラン原子核の「破裂」と呼んだ。フリッシュとマイトナーは、ウラン原子核が2つに分裂したという仮説を立て、その過程を説明し、放出されるエネルギーを推定し、フリッシュは生物学の過程から引用した「核分裂」という用語を造語して、この現象を説明した。^[6]^[7]

ナチス時代の政治的制約により、ハーンとシュトラスマンのチームとフリッシュとマイトナーのチーム（両者ともユダヤ人）は別々に論文を発表せざるを得なかった。ハーンの論文では実験とバリウム副産物の発見について説明していた。^[8]マイトナーとフリッシュの論文では、この現象の背後にある物理学について説明していた。^[9]

フリッシュはコペンハーゲンに戻り、そこですぐに核分裂反応で生成された破片を単離することができた。^[10]フリッシュ自身が後に回想しているように、核分裂の直接的な実験的証明の基本的なアイデアは、ジョージ・プラチェクによって彼に示唆された。^[11]^[12]マイトナーとフリッシュは核分裂の理解への貢献によりノーベル賞に値すると多くの人が感じている。^[13]

1939年半ば、フリッシュはデンマークを離れ、バーミンガムへの小旅行のつもりだったが、第二次世界大戦の勃発により帰国できなくなった。戦争を念頭に置き、彼と物理学者ルドルフ・パイエルスはバーミンガム大学でフリッシュ＝パイエルス覚書を作成した。これは原子爆発を起こす方法を初めて示した文書であった。彼らの方法では分離されたウラン235を使用するが、これはかなり小さな臨界質量しか必要とせず、従来の爆薬を使用して臨界に到達させ、非常に強力な爆発を起こすことができる。覚書はさらに、そのような爆発の影響、つまり最初の爆風から結果として生じる放射性降下物までの予測までをも述べていた。この覚書は、英国の原子装置製造作業（チューブアロイ計画）の基礎となり、またフリッシュが英国代表団の一員として取り組んだマンハッタン計画の基礎となった。フリッシュとルドルフ・パイエルスは1939年から1940年までバーミンガム大学の物理学科で一緒に働いていた。^{[14]彼は1943年に急遽}イギリス国籍を取得しアメリカに渡った。

マンハッタン計画

球体の3つの部分を囲む金属フレームを備えた複雑な科学装置。球体は中央に棒状のシステムで保持されており、互いに垂直に分離されているため、一緒にすると完全な球体を形成する。 — ロスアラモスのゴディバ装置

1944年、ロスアラモスで、臨界集合体グループのリーダーとしてフリッシュが担った仕事の1つは、臨界質量、つまり核連鎖反応を持続させるウランの質量を作り出すのに必要な濃縮ウランの正確な量を正確に測定することだった。 ^[15]彼は一度に数十本の3cmの濃縮ウラン水素化物棒を積み重ね、臨界質量に近づくにつれて増加する中性子活動を測定することでこれを行った。金属棒内の水素により、反応が加速するのに必要な時間が長くなった。ある日、フリッシュは積み重ねられた部分に寄りかかって暴走反応を引き起こしそうになったが、彼はそれを「レディ・ゴディバ集合体」と名付けた。^[16]彼の体は中性子を積み重ねた部分に反射させた。彼は、中性子が放出されているときに断続的に明滅する赤いランプが「連続的に光っている」のを目の端で見た。^[16]何が起こっているのかに気づいたフリッシュは、素早く手で棒を散らした。後に彼は放射線量は「全く無害」であると計算したが、「もし物質を取り除く前にもう2秒ためらっていたら…その量は致命的だっただろう」と述べている。^[16]「当時の寛大な基準で言えば、2秒間で彼は1日分の許容中性子線量を浴びた。」^{[17]このようにして、彼の実験は}広島にリトルボーイ爆弾を投下するために必要なウランの正確な質量を決定した。

彼はまた、「ドラゴンのしっぽ」または「ギロチン」実験を考案した。これは、ウランの塊をより大きな固定質量のウランの穴から落とし、ほんの一瞬だけ臨界質量（0.1%）を超えるまで落とすという実験である。^[18]実験を承認するための会議で、リチャード・ファインマンは、この実験に伴う一時的な危険性について、「眠っているドラゴンのしっぽをくすぐるようなものだ」と述べた。約3ミリ秒の間に、温度は毎秒2000℃の割合で上昇し、10の¹⁵乗を超える過剰中性子が放出された。^[19]

イギリスへの帰還

1946年に彼はイギリスに戻り、ハーウェルの原子力研究所の原子物理学部門の責任者に就任したが、その後の30年間の大半をケンブリッジ大学で教鞭をとり、自然哲学のジャクソン教授^[5]およびトリニティ・カレッジの研究員を務めた。

彼は引退する前に、レーザーとコンピュータを使用してバブルチャンバー内のトラックを測定する装置SWEEPNIKを設計しました^[20]。この装置には幅広い用途があることに気づき、彼はこのアイデアを活用するために、現在はLaser-Scan Engineering Ltd.として知られるLaser-Scan Limited社の設立に協力しました。

退職

彼は大学の規則に従って1972年に教授職を退いた。^[20]彼は1979年9月22日に亡くなった。^[5]^[21]

参考文献

^ abc Peierls, R. (1981). 「オットー・ロバート・フリッシュ。1904年10月1日～1979年9月22日」。王立協会会員の伝記。27 : 283–306。doi : 10.1098 / rsbm.1981.0012。JSTOR 769874 。
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文献

今日の原子物理学(1961)
ATOMS での作業(1965)
私の記憶(1979)

外部リンク

アルソス核問題デジタル図書館のオットー・フリッシュの注釈付き書誌
英国のミッションにおけるロスアラモス国立研究所
1963 年 5 月 8 日のオットー・ロバート・フリッシュとの口述歴史インタビュー記録、アメリカ物理学会、ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ
1967 年 5 月 3 日のオットー・ロバート・フリッシュとの口述歴史インタビュー記録、アメリカ物理学会、ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ
「石炭火力発電所の実現可能性について」（1955 年 10 月 7 日、ニールス・ボーアの 70 歳の誕生日を記念してフリッシュが書いたパロディエッセイ）
インターネットアーカイブにあるオットーロバートフリッシュの著作またはオットーロバートフリッシュに関する作品

[frs-1] Peierls, R. (1981). 「オットー・ロバート・フリッシュ。1904年10月1日～1979年9月22日」。王立協会会員の伝記。27 : 283–306。doi : 10.1098 / rsbm.1981.0012。JSTOR 769874 。

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[13] 「ノーベル賞のない名声」2015年11月5日。

[University_of_Birmingham-14] 「文化トレイル - ブループラークガイド」（PDF）。バーミンガム大学。 2021年12月4日閲覧。

[15] リチャード・ローズ（1986年）『原子爆弾の誕生』サイモン＆シュスター社、612～613頁。

[Frisch-16] フリッシュ、オットー・ロバート（1980年）。『What Little I Remember』ケンブリッジ大学出版局。pp. 161–162。ISBN 0-52-128010-9私たちは、周囲に反射材を置かず、反応するウラン 235 化合物だけを配置した珍しいアセンブリを構築していました。明らかな理由から、私たちはそれを「レディゴディバアセンブリ」と呼んでいました。

[17] リチャード・ローズ（1986年）『原子爆弾の誕生』サイモン＆シュスター社、610～611頁。ISBN 9780671441333。

[18] 「ここにドラゴンがいる」。

[19] ^ Malenfant ( 2005) 参照。「ドラゴンマシンを使った実験」。doi : 10.2172/876514。OSTI 876514。S2CID 108799363 。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です

[WhatLittle-20] オットー・フリッシュ著「What Little I Remember」、ケンブリッジ大学出版局（1979年）、ISBN 0-521-40583-1

[21] パイエルス、ルドルフ・エルンスト（1981年11月1日）。「オットー・ロバート・フリッシュ、1904年10月1日 - 1979年9月22日」。王立協会フェローの伝記。27 ：283-306。doi ： 10.1098 /rsbm.1981.0012。ISSN 0080-4606 。またはフリッシュは、物理学に職人的なアプローチをもたらした。彼は何よりも、できれば自分で設計した装置を使って、単純で基本的な質問を対象とした実験を自分の手で行うことを楽しんだ。このアプローチには、物理学の重要な問題について単純かつ深く考える能力が必要であり、彼が最もよく知られている2つの貢献、すなわち核分裂過程の説明と原子兵器の実現可能性の認識の根底にある能力であった。