Бертрам Болтвуд - Bertram Boltwood

Бертрам Борден Болтвуд
Бертрам Болтвуд в лаборатории, 1917 год, Йельский университет, 1917 год.
Болтвуд в Йельском университете, 1917 г.
Родившийся 27 июля 1870 г.
Амхерст, Массачусетс
Умер 15 августа 1927 г. (57 лет) ( 1927-08-16 )
Хэнкок, Мэн
Национальность Соединенные Штаты
Альма-матер Йельский университет
Известен Радиохимия
Научная карьера
Поля Радиохимия
Влияния Эрнест Резерфорд
Под влиянием Артур Холмс , Эллен Гледич

Бертрам Борден Болтвуд (27 июля 1870 г., Амхерст, Массачусетс - 15 августа 1927 г., Хэнкок-Пойнт, Мэн ) был американским пионером радиохимии .

Болтвуд учился в Йельском университете , стал там профессором и в 1910 году был назначен заведующим первой академической кафедры радиохимии. Он установил, что свинец является последним продуктом распада урана, отметил, что отношение свинца к урану больше в более старых породах, и, действуя по предложению Эрнеста Резерфорда , первым измерил возраст горных пород по распаду урана на свинец. в 1907 году. Он получил результаты по возрасту от 400 до 2200 миллионов лет, первое успешное использование радиоактивного распада с помощью химического датирования Pb / U. Совсем недавно более древние месторождения полезных ископаемых были датированы примерно 4,4 миллиардами лет, что близко к наилучшей оценке возраста Земли .

Его работа с серией распадов урана привела к открытию родителя радия, нового элемента, который он назвал ионием. Как только было установлено существование изотопов, было показано, что ионий на самом деле является торием-230 . Хотя Болтвуд не включил свой элемент в периодическую таблицу Менделеева, позже он получил одноименный минерал: Болтвудит назван в его честь.

Позднее Болтвуд страдал от депрессии и 15 августа 1927 года покончил жизнь самоубийством.

Ранняя жизнь и семья

Бертрам Болтвуд родился 27 июля 1870 года в Амхерсте, штат Массачусетс, в доме своего деда Люциуса Болтвуда. После переезда из Англии в 17 веке семья Болтвуд на протяжении нескольких поколений была активна в общине Амхерст. Люциус был сыном фермера, который прошел через Уильямс-колледж, чтобы стать юристом. Он был основателем Амхерст-колледжа и баллотировался на пост губернатора Массачусетса как один из первых членов Партии свободы в 1841 году. Томас Каст Болтвуд, сын Люциуса, был юристом, который скончался в 1872 году, когда его сыну Бертраму было 2 года. Бертрам Болтвуд был эмоционально близок со своей матерью Маргарет Матильда, и он вырос в ее родном городе Каслтоне, штат Нью-Йорк. Она подготовила его к поступлению в Йель, альма-матер его отца, отдав в юном возрасте частную школу, а затем Академию Олбани.

Детство Болтвуда обнаруживает влияния и наклонности, которые предвещают ученого, которым он стал взрослым. В детстве он интересовался механическими устройствами и увлекался такими хобби, как рыбалка, фотография и добыча полезных ископаемых. На последнее, вероятно, повлиял его дядя Чарльз Апхэм Шепард, минералог и химик. Сообщается, что его личность была беззаботной, и в юности он, как известно, подшучивал над собой. Ему часто напоминали семейную связь с Ральфом Уолдо Эмерсоном через сестру его прабабушки по отцовской линии (мать Эмерсона Рут Хаскинс), и ожидалось, что Болтвуд будет учиться и добиваться успеха в соответствии с семейным наследием.

Образование и научная подготовка

Он с отличием окончил Йельский университет по химии в 1892 году и в  течение двух лет изучал аналитические методы неорганической химии и редкоземельных элементов в Германии в Мюнхенском университете Людвига-Максамиля. После этого он вернулся в Йель и получил степень доктора философии в 1897 году и стал инструктором в Шеффилдской научной школе с 1896 по 1900 годы. Его преподавательская и исследовательская работа в Йельском университете была сосредоточена на физической химии, несмотря на то, что это относительно новая область. Не имея ресурсов на английском языке для преподавания этого предмета, он перевел с немецкого языка две книги Александра Классена «Количественный анализ с помощью электролиза» и другую книгу Чарльза Ван Девентера «Физическая химия для начинающих». Он был особенно полезен в лаборатории, часто совершенствуя методы и устройства. Например, он разработал воск с низкой температурой плавления, который нашел применение в лабораториях по всей стране и получил название «Болтвакс».

С 1900 по 1906 год у него была частная лаборатория в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. Он работал химиком-консультантом, анализируя образцы руды для горняков. Этот опыт привел его к контакту с редкоземельными металлами, которые он изучал, а также с ураном и торием, элементами, которые станут основой его величайшего научного вклада.

Исследования и академическая карьера

В 1906 году Болтвуд вернулся в Йель в качестве доцента физики в то время, когда недавно открытая наука о радиоактивности считалась одновременно химией и физикой. В конечном итоге он стал ведущим американским ученым в этой области и в 1910 году был назначен председателем радиохимии, и это была первая должность в своем роде. Он подружился с Эрнестом Резерфордом , чьи очень влиятельные мысли сыграли роль во многих работах Болтвуда. Они общались в основном через зарубежную переписку, за исключением короткого периода с 1909 по 1910 год, когда Резерфорд пригласил Болтвуда присоединиться к нему в Манчестерском университете в Англии. Их письма 1904-1912 годов были опубликованы в 1969 году в книге « Резерфорд и Болтвуд: письма о радиоактивности», в которой рассказывается о продолжающемся разговоре, когда два ученых работают над выяснением деталей радиоактивности и серии распадов урана .

Радиометрическое датирование и возраст Земли

Болтвуд считается первым, кто ввел метод датирования ураном и свинцом для определения возраста геологических образцов. Открытие стало результатом его исследований серии распадов урана и бесед с Резерфордом. В 1904 году Резерфорд прочитал лекции на тему радиоактивности как инструмента геологического датирования и представил расчеты, основанные на наличии гелия в качестве продукта. Он датировал образец фергусонита 40 миллионами лет, с оговоркой, что гелий может улетучиваться и, следовательно, дает только минимальный возраст. В следующем году Болтвуд заявил, что свинец является конечным продуктом распада урана и что соотношение Pb: U увеличивается в более старых геологических образцах. В 1907 году он опубликовал результаты анализа десяти образцов минералов из разных уголков мира, включая торианит возрастом 2,2 миллиарда лет. Это значение было в десять раз больше, чем любой предыдущий оценочный возраст Земли , и геологи не сразу признали достоверность радиоактивности как метода датирования. Болтвуд опубликовал единственную статью о радиометрическом датировании, вместо этого сосредоточив большую часть своих исследований на серии распадов урана.

Серия распадов урана и открытие иония

В 1904 году ученые работали над тем, чтобы собрать воедино ряд продуктов при распаде радиоактивного атома и понять, какие элементы связаны этим процессом. В это время Болтвуд показал, что старые геологические образцы содержат постоянное соотношение радия и урана, и намеревался доказать, что они связаны. Для этого он попытался определить родительский элемент радия, «выращивая» его из известного продукта урана, «урана X». Его попытки оказались безуспешными, и он подозревал, что длительный период полураспада сделает невозможным «выращивание» радия в измеримых количествах. В 1907 году он открыл новый элемент с периодом полураспада почти 100 000 лет, прежде чем он распался на радий, и назвал его «ионием» в честь ионизирующего действия его альфа-частиц. Болтвуд смог доказать, что ионий распадается на радий, и полная связь с ураном была показана в работе Фредерика Содди в 1919 году. После того, как в 1914 году было установлено существование изотопов, Стефани Горовиц и Отто Хенигшмид продемонстрировали, что ионий на самом деле является торием-230. , второй известный случай изотопа, а не его собственный отдельный элемент. Однако работа этих двух ученых в Вене, поскольку они точно измерили атомный вес свинца из радиоактивных источников, также послужила подтверждением утверждения Болтвуда о том, что свинец является конечным продуктом в серии распадов урана.

Более поздняя карьера и смерть

Когда в 1910 году Болтвуду предложили должность профессора и председателя радиохимии в Йельском университете, его карьера стала более академической, и он больше не занимался активными исследованиями. В 1918 году Болтвуд стал директором химической лаборатории Йельского колледжа. Когда он взял на себя больше обязанностей в колледже, он начал контролировать установку двух лабораторий - Sloane Physics и Sterling Chemistry. В течение этого периода дополнительного стресса он испытывал приступы депрессии и был вынужден взять отпуск, чтобы оправиться от психического срыва в 1924 году. Он вернулся с новым рвением и продолжил свою работу, но в последующие годы впал в периоды депрессии. 15 августа 1927 года в возрасте 57 лет он покончил с собой в Хэнкок-Пойнт, штат Мэн.

Внешние ссылки

Рекомендации