ウィラード・リビー

ウィラード・リビー
生まれる	ウィラード・フランク・リビー ( 1908-12-17 )1908年12月17日 パラシュート、コロラド州、米国
死亡	1980年9月8日(1980-09-08)（享年71歳） ロサンゼルス、カリフォルニア州、米国
教育	カリフォルニア大学バークレー校(学士、博士)
知られている	放射性炭素年代測定
配偶者たち	レオノール・ヒッキー ​ ​ （ 1940年生まれ 、 1966年離婚）  レオナ・ウッズ・マーシャル ​ ​ （ 1966年生まれ）
子供たち	2
受賞歴	エリオット・クレソン賞（1957年） ウィラード・ギブス賞(1958) ジョセフ・プリーストリー賞 (1959) アルバート・アインシュタイン賞(1959) ノーベル化学賞（1960年） アーサー・L・デイ・メダル（1961年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理化学
機関	カリフォルニア大学バークレー校 SAMラボラトリーズ コロンビア大学 シカゴ大学 カリフォルニア大学ロサンゼルス校
論文	通常の元素、特にサマリウムとネオジムの放射能：検出方法 （1933 年）
博士課程の指導教員	ウェンデル・ミッチェル・ラティマー
博士課程の学生	モーリス・サンフォード・フォックス フランク・シャーウッド・ローランド

ウィラード・フランク・リビー（1908年12月17日 - 1980年9月8日）は、考古学と古生物学に革命をもたらした放射性炭素年代測定法を1949年に開発したことで知られるアメリカの物理化学者です。この方法を開発したチームへの貢献により、リビーは1960年にノーベル化学賞を受賞しました。

1931年にカリフォルニア大学バークレー校で化学の学位を取得し、1933年に博士号を取得した。放射性元素を研究し、微弱な自然放射能と人工放射能を測定するための高感度ガイガーカウンターを開発した。第二次世界大戦中は、コロンビア大学にあるマンハッタン計画の代替合金材料（SAM）研究所で働き、ウラン濃縮のための気体拡散法を開発した。

戦後、リビーはシカゴ大学原子核研究所の教授となり、炭素14を使って有機化合物の年代測定を行う技術を開発した。また、トリチウムが同様に水の年代測定に使えること、ひいてはワインの年代測定にも使えることを発見した。1950年、原子力委員会（AEC）の総合諮問委員会（GAC）の委員となった。1954年に委員に任命され、同委員会唯一の科学者となった。エドワード・テラーの水素爆弾開発計画推進を支持し、 「平和のための原子力」計画に参加し、政権の大気圏内核実験を擁護した。

リビーは1959年にAECを辞職し、カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の化学教授となり、1976年に退職するまでその職を務めた。1962年には、カリフォルニア大学地球物理惑星物理学研究所（IGPP）の所長に就任。1972年にはUCLAで初の環境工学プログラムを開始し、カリフォルニア大気資源局の委員として、カリフォルニアの大気汚染基準の策定と改善に尽力した。

ウィラード・フランク・リビーは、1908年12月17日にコロラド州パラシュートで、農家のオーラ・エドワード・リビーとその妻エヴァ・メイ（旧姓リバーズ）の息子として生まれました。^[1]リビーには、エルマーとレイモンドという2人の兄弟と、エヴァとエブリンという2人の姉妹がいました。^[2]リビーは、コロラド州の2教室の校舎で教育を受けました。^[3]リビーが5歳のとき、両親はカリフォルニア州サンタローザに引っ越しました。^{[4]リビーは}セバストポルのアナリー高校に通い、 1926年に卒業しました。^[5]リビーは身長6フィート2インチ（188 cm）に成長し、高校のフットボールチームでタックルとして活躍しました。 ^[6]

1927年にカリフォルニア大学バークレー校に入学し、 1931年に理学士号、1933年に博士号を取得しました。 ^[1]ウェンデル・ミッチェル・ラティマーの指導の下、「通常の元素、特にサマリウムとネオジムの放射能：検出方法」^[7]に関する博士論文を執筆しました。^[8]ジョージ・デ・ヘベシーとマックス・パールの研究とは独立して、彼はサマリウムの自然長寿命同位体が主にアルファ粒子の放出によって崩壊することを発見しました。^[9]

リビーは1933年にカリフォルニア大学バークレー校の化学科の講師に任命された。^[1] 1938年に同大学の化学助教授となった。 ^[10] 1930年代は微弱な自然放射能と人工放射能を測定するための高感度ガイガーカウンターの製造に費やした。 ^[9] 1941年にバークレーのアルファ・カイ・シグマ 支部に加わった。 ^{[11]その年、}グッゲンハイム・フェローシップを受賞し^{[10] 、}プリンストン大学 で働くことを選択した。^[6]

1941年12月8日、日本軍の真珠湾攻撃により米国が第二次世界大戦に参戦した翌日、リビーはノーベル賞受賞者ハロルド・ユーリーに志願して協力した。ユーリーはリビーがカリフォルニア大学バークレー校を休学し、コロンビア大学でマンハッタン計画（戦時中の原子爆弾開発計画）に参加できるよう手配した。 ^{[1] [6]}そこは後に代替合金材料（SAM）研究所となった。^[12]ニューヨーク市周辺にいた間、リビーはニュージャージー州レオニアに住んでいた。^[13]

その後3年間、リビーはウラン濃縮のための気体拡散法の研究に取り組んだ。^[4]原子爆弾には核分裂性物質が必要であり、核分裂性のウラン235は天然ウランのわずか0.7%を占めていた。そのためSAM研究所は、より豊富なウラン238から数キログラムのウラン235を分離する方法を見つけなければならなかった。気体拡散は、より軽いガスはより重いガスよりも速く障壁を通過し、その速度は分子量に反比例するという原理に基づいていた。しかし、ウランを含む既知のガスは腐食性の高い六フッ化ウランだけであり、適切な障壁を見つけるのは困難だった。^[14]

1942年を通して、リビーと彼のチームは様々な障壁と、それらを六フッ化ウランによる腐食から守る手段を研究した。^{[15]最も有望なタイプは、ジェリフ製造会社のエドワード・O・ノリスと}ニューヨーク市立大学のエドワード・アドラーが開発したニッケル粉末でできた障壁で、1942年後半には「ノリス・アドラー」障壁として知られるようになった。^[16]

SAM研究所は、適切なバリアの開発に加えて、K-25として知られるようになったガス分離プラントの設計にも協力する必要がありました。リビーはケレックスのエンジニアと協力して、パイロットプラントの実用的な設計を作成しました。^[17]リビーは、ノリス・アドラーバリアが機能することを示唆する一連のテストを実施し、全力を尽くせば残りの問題を解決できると確信していました。疑問は残りましたが、1943年9月にK-25の本格的な生産プラントの建設作業が開始されました。^[18]

1943年が1944年に移り変わる頃、多くの問題が残っていた。1944年4月、K-25の機械の試験はバリアなしで始まった。注目はケレックス社が開発した新しいプロセスに移った。最終的に、1944年7月、ケレックス社のバリアがK-25に設置され始めた。^[19] K-25は1945年2月に稼働を開始し、カスケードが次々と稼働するにつれて、製品の品質が向上した。1945年4月までに、K-25は1.1％の濃縮度を達成した。^{[20] K-25で部分的に濃縮されたウランは、濃縮プロセスを完了するために}Y-12のカルトロンに投入された。^[21]

K-25プラントの上段の建設は中止され、代わりにケレックス社は540段のサイドフィードユニットの設計と製造を指示され、これがK-27として知られるようになった。^[22] K-25の2,892段のうち最後の1段が1945年8月に稼働を開始した。 ^[20] 8月5日、K-25は23パーセントのウラン235に濃縮されたフィードの生産を開始した。^[23] K-25とK-27が完全な潜在能力を発揮したのは戦後初期になってからであり、他の生産プラントを凌駕し、新世代のプラントのプロトタイプとなった。^[20]濃縮ウランは1945年8月6日の広島への原爆投下時に使用されたリトルボーイ爆弾に使用された。^[24]リビーは新聞の束を家に持ち帰り、妻に「これが私がやってきたことだ」と言った。^[6]

戦後、リビーはシカゴ大学から新設の原子核研究所の化学部門の教授職のオファーを受けた。^[1]彼は戦前の放射能研究に戻った。^[4] 1939年、セルジュ・コルフは宇宙線が上層大気で中性子を生成することを発見した。これが空気中の窒素14と反応して炭素14を生成する: ^{[25] [26]}

¹ n + ¹⁴ N → ¹⁴ C + ¹ p

炭素14の半減期は5,730±40年である。[ 27 ^]リビーは、植物や動物が死ぬと新鮮な炭素14を摂取しなくなり、それによってあらゆる有機化合物に内蔵の核時計が備わっていることに気づいた。^[26]彼は1946年にこの理論を発表し、^{[28] [29]} 1955年に論文「放射性炭素年代測定」でそれを拡張した。彼はまた、この技術に必要な測定を行うことができる高感度放射線検出器も開発した。年輪から年代がわかっているセコイアの試験では、放射性炭素年代測定が信頼性が高く正確であることが示された。この技術は、考古学、古生物学、および古代の遺物を扱う他の分野に革命をもたらした。^[4] 1960年、彼は「考古学、地質学、地球物理学、および他の科学分野で炭素14を使用して年代を決定する方法」に対してノーベル化学賞を受賞した。 ^[30]彼はまた、トリチウムが同様に水の年代測定、ひいてはワインの年代測定にも使えることを発見した。^[26]

1950年、原子力委員会（AEC）のゴードン・ディーンは、影響力のある一般諮問委員会（GAC）にリビーを任命した。1954年、ディーンの後任ルイス・ストラウスの推薦により、ドワイト・D・アイゼンハワー大統領 からAEC委員に任命された。リビーと家族はシカゴからワシントンD.C.に移住し、トラック一杯の科学機器を携えてワシントンD.C.にカーネギー研究所を設立し、アミノ酸の研究を続けた。政治的には頑固な保守派だったリビーは、水素爆弾開発の突発計画を追求することが賢明かどうかの議論では、ロバート・オッペンハイマーではなくエドワード・テラーの側に立った数少ない科学者の一人でした。^[6]委員として、リビーはアイゼンハワーの原子力平和利用計画の推進に重要な役割を果たし、^[9] 1955年と1958年の原子力の平和利用に関するジュネーブ会議に米国代表団の一員として参加した。^{[6] [31]}

5人の原子力委員会委員の中で唯一の科学者であるリビーは、大気圏内核実験に対するアイゼンハワー政権の立場を擁護する立場に就いた。^[32]彼は、核実験による放射線の危険性は胸部X線による危険性よりも低く、したがって不十分な核兵器を保有するリスクよりも重要ではないと主張したが、彼の議論は科学界を納得させることも、一般大衆を安心させることもできなかった。^{[9] [33]} 1956年1月、彼はサンシャイン計画の存在を公表した。これは、彼がGAC委員を務めていた1953年に開始した、放射性降下物が世界の人口に与える影響を突き止めるための一連の秘密研究である。この計画は公表された後、論争を巻き起こし、その暴露によって、研究の大部分が、両親の同意なしに死んだ子供たちの遺体を盗み出し、それらに対して放射能実験を行うことを含んでいたことが判明した。 1,500体の死体サンプルの多くは乳児や幼児で、オーストラリアからヨーロッパの国々から、多くの場合は両親の同意や承諾なしに持ち出された。^[34] 1958年までに、リビーとテラーでさえ大気圏内核実験の制限を支持していた。^[35]

リビーは1959年にAECを辞職し、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の化学教授となり、1976年に退職するまでその職を務めた。彼は優等生向けの新入生化学を教えた。1962年にカリフォルニア大学地球物理惑星物理学研究所（IGPP）の所長となり、1976年までその職を務めた。所長としての彼の在任期間は、アポロ宇宙計画と月面着陸にまで及んだ。^{[4] [8]}

リビーは1972年にUCLAで最初の環境工学プログラムを立ち上げた。^[8]カリフォルニア大気資源局のメンバーとして、カリフォルニア州の大気汚染基準の開発と改善に取り組んだ。^[9]彼は、より完全な燃料燃焼によって自動車からの排出物を減らすというアイデアに基づいて、不均一触媒を調査する研究プログラムを設立した。 ^{[8] 1968年に}リチャード・ニクソンが大統領に選出されると、リビーが大統領科学顧問に任命されるのではないかという憶測が飛び交った。リビーが保守的すぎると感じた科学者たちから猛烈な抗議があり、その申し出は却下された。^[36]

リビーは1976年に引退して名誉教授となったが、^[8] 1980年に亡くなるまで専門家として活動を続けた。^[3]

リビーは米国科学アカデミー、アメリカ芸術科学アカデミー、アメリカ哲学協会の会員に選出された。^[3]ノーベル賞のほかにも、1954年にコロンビア大学のチャンドラー賞、^[37] 1955年にレムセン記念講演賞、1956年にニューヨーク市立大学のバイセンテニアル講演賞と核応用化学賞、1957年にフランクリン研究所のエリオット・クレソン賞、1958年にアメリカ化学会のウィラード・ギブス賞、1959年にディキンソン大学のジョセフ・プリーストリー賞とアルバート・アインシュタイン賞、1961年にアメリカ地質学会のアーサー・L・デイ賞、^[38] 1961年にアメリカ業績アカデミーのゴールデン・プレート賞、 ^{[39] 1970年に}アメリカ化学者協会のゴールド・メダル、[ ^40]ニューヨーク大学のレーマン賞など、数多くの栄誉と賞を受賞した。 1971年に科学アカデミーの会員に選出された。 1950年には米国科学アカデミーの会員に選出された。 ^[38] アナリー高校の図書館にはリビーの壁画があり、^[5]セバストーポル市の公園と近くの高速道路は彼にちなんで名付けられている。^[41] 1947年の放射性炭素年代測定に関する論文は、アメリカ化学会化学史部から2016年にシカゴ大学に贈られた化学的ブレークスルー賞の表彰を受けた。^{[42] [43] [29]}

1940年、リビーは体育教師のレオノール・ヒッキーと結婚した。^[6]二人の間には1945年にジャネット・エヴァとスーザン・シャーロットという双子の娘が生まれた。^[2]

1966年、リビーはレオノールと離婚し、世界初の原子炉であるシカゴ・パイル1の建設者の一人である著名な原子物理学者レオナ・ウッズ・マーシャルと結婚した。彼女は1973年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校の環境工学教授として彼に加わった。この再婚で、彼は彼女の最初の結婚で生まれた二人の継子を得た。^{[2] [44]}

リビーは1980年9月8日、肺炎を合併した肺の血栓によりロサンゼルスのUCLAメディカルセンターで亡くなった。^[36]彼の論文はUCLAのチャールズ・E・ヤング研究図書館に所蔵されている。 ^[45]彼の論文7巻はレオナとライナー・バーガーによって編集され、1981年に出版された。 ^[46]

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• Nobelprize.org のウィラード・リビー1960年12月12日のノーベル賞受賞講演を含む放射性炭素年代測定