Donald William Kerst

Donald William Kerst var en amerikansk fysiker, der arbejdede på avancerede partikel accelerator koncepter og plasmafysik. Han er mest kendt for sin udvikling af betatron.

En kandidat fra University of Wisconsin, Kerst udviklet betatronen ved på University of Illinois i Urbana Champaign, hvor hans første betatron blev operationelt den 15. juli 1940. Under Anden Verdenskrig, Kerst tog orlov i 1940 og 1941 at arbejde på betatron med den tekniske personale på General Electric, og han designet en bærbar betatron til inspektion DUD bomber. I 1943 sluttede han sig til Manhattan Project Los Alamos Laboratory, hvor han var ansvarlig for at designe og bygge vand kedel, en atomreaktor til formål at fungere som et laboratorium instrument.

Fra 1953 til 1957 Kerst var teknisk direktør i det midtvestlige universiteter Research Association, hvor han arbejdede på avancerede partikel accelerator koncepter, især den FFAG speederen. Han blev derefter ansat på generalforsamlingen Atomics John Jay Hopkins Laboratorium 1957-1962, hvor han arbejdede på problemet med plasmafysik. Med Tihiro Ohkawa han opfandt toroidale enheder, som skal indeholde plasma med magnetfelter. Deres enheder var de første til at indeholde plasma uden ustabiliteter, der var plaget tidligere designs, og den første til at indeholde plasma til levetider på mere end Bohm diffusion grænsen.

Tidlige liv

Donald William Kerst blev født i Galena, Illinois November 1, 1911, søn af Herman Samuel Kerst og Lillian E Wetz. Han trådte universitetet i Wisconsin, hvor han tjente en bachelorgrad i 1934, og derefter hans Doctor of Philosophy i 1937, skriver sin afhandling om "udvikling af elektrostatiske generatorer i Lufttryk og applikationer til Excitations- Funktioner af kernereaktioner". Dette involverede bygning og afprøvning af en 2,3 MeV generator til eksperimenter med spredningen af ​​protoner.

Betatron

Efter endt uddannelse, Kerst arbejdede på General Electric Company i et år i x-ray rør og maskiner. Han fandt denne frustrerende, som x-ray forskning krævede høje energier, som ikke kunne produceres på det tidspunkt. I 1938 accepterede han et tilbud om en instructorship ved University of Illinois i Urbana Champaign, hvor lederen af ​​fysik afdeling, F. Wheeler Loomis opmuntrede Kerst i sine bestræbelser på at skabe en bedre partikelaccelerator. Resultatet af disse bestræbelser betatron. Da det blev operationelt den 15. juli 1940 Kerst blev den første person til at accelerere elektroner ved hjælp af elektromagnetisk induktion, nåede energier 2,3 MeV.

Det tog længere tid at navngive enheden. Kolleger foreslog navne som det tyske "Ausserordentlichhochgeschwindigkeitelektronenentwickelndenschwerarbeitsbeigollitron". I December 1941 besluttede Kerst på "betatron", ved hjælp af det græske bogstav "beta", som var symbolet for elektroner, og "tron" som betyder "instrument til". Han fortsatte med at bygge flere betatroner for at øge energi, en 20 MeV maskine i 1941, en 80 MeV i 1948, og en 340 MeV maskine, som blev afsluttet i 1950.

Betatronen vil påvirke alle efterfølgende acceleratorer. Dens succes skyldes en grundig forståelse af de involverede fysik, og omhyggelige design af magneter, vakuumpumper og strømforsyning. I 1941, han gået sammen med Robert Serber at give den første teoretiske analyse af de svingninger, der opstår i en betatron. Den oprindelige 1940 maskinen blev doneret til Smithsonian Institution i 1960.

Anden Verdenskrig

Under Anden Verdenskrig, Kerst tog orlov fra University of Illinois at arbejde på udviklingen af ​​betatronen med ingeniør personale på General Electric i 1940 og 1941. De designet 20 MeV og 100 MeV versioner af betatron, og han overvågede opførelsen af ​​førstnævnte, som han tilbage til universitetet i Illinois med ham. Han har også designet en bærbar 4 MeV betatron for inspektion dud bomber.

Kerst s teknik og fysik baggrund placeret ham nær toppen af ​​listen over videnskabsmænd, som Robert Oppenheimer rekrutteret til Manhattan Project Los Alamos Laboratory, som blev oprettet for at designe atombomben. I august 1943 blev Kerst placeret i spidsen for Laboratoriets P-7-gruppen, som var ansvarlig for at designe og bygge det vand kedel, en atomreaktor til formål at fungere som et laboratorium instrument til at teste kritisk masse beregninger og effekten af ​​forskellige sabotage materialer . Primært trukket fra Purdue University, hans gruppe omfattede Charles P. Baker, Gerhart Friedlander, Lindsay Helmholtz, Marshall Holloway, og Raemer Schreiber. Robert F. Christy forudsat hjælp med de teoretiske beregninger.

Kerst designet en vandig homogen reaktor, hvori beriget uran i form af opløseligt uran sulfat, blev opløst i vand, og omgivet af en berylliumoxid neutron reflektor. Det var den første reaktor at bruge beriget uran som brændstof, ved hjælp af de fleste af verdens forsyning på det tidspunkt. Tilstrækkelig beriget uran ankom Los Alamos i april 1944 og kogekanden påbegyndte drift i maj. Ved udgangen af ​​juni havde opnået alle sine design mål.

Den Los Alamos laboratoriet blev reorganiseret i august 1944 til koncentrere sig om at skabe en implosion-typen atomvåben. At studere implosion i stor skala, eller endda en hel skala kræves særlige diagnostiske metoder. Så tidligt som i november 1943 Kerst foreslog at bruge en betatron beskæftiger 20 MeV gammastråler i stedet for røntgenstråler til at studere implosion. I August 1944 reorganisering, blev han fælles hoved, med Seth NEDDERMEYER, af G-5-koncernen, en del af Robert Bacher s G Division specifikt anklaget betatron test. Oppenheimer havde de 20 MeV betatron på University of Illinois sendt til Los Alamos, hvor den ankom i december. Den 15. januar 1945 G-5 Gruppen tog deres første betatron billeder af en implosion.

Senere i livet

Kerst vendte tilbage til universitetet i Illinois efter krigen. Fra 1953-1957 var han teknisk direktør i det midtvestlige universiteter Research Association, hvor han arbejdede på avancerede partikel accelerator koncepter, især den FFAG speederen. Han udviklede spiral-sektoren med fokus princip, der ligger i hjertet af mange spiral højderyg cyklotroner, der nu er i drift rundt om i verden. Hans hold udtænkt og analyseret stråle stabling, en proces med radiofrekvent acceleration i faste felt maskiner, der førte til udviklingen af ​​de kolliderende beam acceleratorer.

Fra 1957 til 1962 Kerst var ansat på generalforsamlingen Atomics afdeling af General Dynamics John Jay Hopkins laboratorium for Ren og Anvendt Videnskab i La Jolla, Californien, hvor han arbejdede på plasmafysik, som man håbede var døren til kontrol af termonuklear energi . Med Tihiro Ohkawa han opfandt toroidale enheder, som skal indeholde plasma med magnetfelter. De to afsluttede dette arbejde ved University of Wisconsin, hvor Kerst var professor fra 1962 indtil sin pensionering i 1980. Deres enheder var de første til at indeholde plasma uden ustabilitet, der havde plaget tidligere designs, og den første til at indeholde plasma til livstider overstiger den Bohm diffusion grænse. Fra 1972 til 1973 var han også formand for Plasmafysik Division i American Physical Society.

Kerst var gift med Dorothy Birkett kerst. De havde to børn, en datter, Marilyn, og en søn, Stephen. Efter pensioneret han, Kerst og Dorothy flyttede til Fort Myers, Florida. Han døde den 19. august, 1993 University Hospital og Klinikker i Madison, Wisconsin, fra en hjernesvulst. Han blev overlevet af sin kone og børn. Hans papirer er på University of Illinois Arkiver.

Priser og hædersbevisninger

  • Honorær grad, Lawrence College 1942.
  • Tildelt Comstock-prisen i fysik, National Academy of Sciences, 1943.
  • Tildelt John Scott Award, City of Philadelphia 1946.
  • Tildelt John Pris Wetherill Medal, Franklin Institute, 1950.
  • Valgt ind i National Academy of Sciences, 1951.
  • Honorær grad, University of Sao Paulo 1953.
  • Honorær grad, University of Wisconsion 1961.
  • Tildelt James Clerk Maxwell prisen i plasmafysik, American Physical Society, 1984.
  • Tildelt Robert R. Wilson-prisen for accelerator fysik, 1988.
  • Honorær grad, University of Illinois, 1989.
  0   0

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha