Эдвин Маттисон Макмиллан, Гленн Теодор Сиборг

Когда Шведская Академия наук в 1951 г. объявила о присуждении Нобелевской премии по химии Э. Макмиллану и Г. Сиборгу за открытия в области химии трансурановых элементов, многие решили, что два профессора из Калифорнии работали вместе. Однако Сиборг и Макмиллан никогда не были сотрудниками в полном смысле этого слова. Более того, Макмиллану принадлежит слава первооткрывателя, а Сиборгу- продолжателя начатого дела.

Эдвин Маттисон Макмиллан родился 18 сентября 1907 г. в Рондо-Бих (штат Калифорния, США) в семье (английского и шотландского происхождения) доктора медицины Эдвина Гарбоха Макмиллана и Анны Марии Маттисон, переселившихся в Калифорнию из штата Мэриленд. Детские годы Эдвин провел в Пасадене (Калифорния), здесь же он получил образование, закончив Калифорнийский технологический институт, где в 1928 г. стал бакалавром, а годом позже - магистром. Затем он перешел в Принстонский университет и в 1932 г. стал доктором наук, защитив диссертацию по молекулярным пучкам. Возвратившись в Калифорнийский университет (Беркли), он занялся измерениями магнитного момента протона методом молекулярного пучка. После двух лет работы научным сотрудником и года - ассистентом Макмиллан поступил в радиационную лабораторию проф. Э. О. Лоуренса. В 1935 г. он стал инструктором по физике, через год - ассистентом профессора физики, в 1941 г. - адъюнкт-профессором. С 1946 г. Макмиллан работает профессором физики Калифорнийского университета в Беркли. По общему мнению студентов, он - великолепный лектор.

Макмиллану и П. Абелсону принадлежит заслуга идентификации первого искусственного трансуранового элемента - нептуния. В 1940 г. они обнаружили радиоактивный изотоп ²³⁹Np (период полураспада 2,3 дня), образующийся в результате распада ²³⁹ U (период полураспада 23 мин), который получался при облучении урана нейтронами по реакции

В том же году Макмиллан (параллельно с Сиборгом) принимал участие в работах по открытию плутония.

С ноября 1940 г. по сентябрь 1945 г. Макмиллан был привлечен к оборонным исследованиям сначала по совершенствованию микроволновых радаров в радиационной лаборатории Массачусетского технологического института (1940-1941), затем по внедрению акустических приборов в радиационно-акустической лаборатории военно-морского флота США в Сан-Диего (1941-1942) и, наконец, в 1942 г. был приглашен Р. Оппенгеймером для участия в "Манхэттенском проекте" атомной бомбы и организации лаборатории в Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико).

В 1945 г. Макмиллан разработал теорию фазовой стабильности, которая привела к совершенствованию и значительному повышению мощности ускорителей элементарных частиц: синхротрона, синхроциклотрона, космотрона и беватрона. В 1954 г. он вернулся в Калифорнийский университет и был назначен заместителем директора, а в 1958 г. директором радиационной лаборатории.

В силу секретности работ Макмиллан мало известен как человек и как ученый.. Среди множества его наград премия Исследовательского совета США за 1951 г. "в ознаменование ведущей роли, которую он сыграл среди крупнейших достижений физики 40-х годов". В 1963 г. он поделил премию "Атом на службе мира" с советским академиком В. И. Векслером.

Макмиллан -страстный альпинист. Еще в 1951 г. он говорил: "Мои дети будут лазать на горные вершины раньше, чем научатся ходить". Макмиллан женился в Брэнфорде (штат Конникте-кут) 7 июня 1941 г. на Элси Уэлфорд Блумер, дочери бывшего декана Йельской медицинской школы доктора Георга Блумера. У них трое детей: Энн Бредфорд (род. 1943), Дэвид Маттисон (род. 1945) и Стефен Уолкер (род. 1949).

"Необычайно быстрое развитие науки привело к тому, что многие общепризнанные теории за истекшее столетие уже успели устареть. Но периодическая система Менделеева и по сей день служит основой для наиболее тонких и сложных исследований. Поэтому имя Менделеева и в дальнейшем будет увековечиваться все новыми и новыми открытиями искусственных элементов и, тем самым, познанием все новых и новых тайн природы". Так писал в 1969 г. выдающийся американский химик и физик-ядерщик Г. Т. Сиборг. Со времен Менделеева Сиборг является единственным ученым, сделавшим наиболее глобальные открытия в области периодизации химических элементов.

Гленн Теодор Сиборг родился в Ишпеминге (штат Мичиган, США) 19 апреля 1912 г. в семье рабочего Германа Теодора Сиборга и Селмы Олайв Эриксон. Его дед, Джон Эрик Сиборг, представитель старинного шведского рода, в 1866 г. переехал вместе с супругой Шарлоттой Вильгельминой Фарелль в США и обосновался в Ишпеминге.

Когда Гленну исполнилось 10 лет, семья переехала в Хоум-Гарден (сейчас часть Южных Ворот около Лос-Анжелеса, штат Калифорния). С 1925 по 1929 г. он учился в высшей школе Дэвида Старра Йоргана в Веттсовском районе Лос-Анжелеса. Здесь Сиборг начал заниматься наукой. Его первый учитель Д. Л. Рейд привил Гленну интерес к химии и физике, а также во многом способствовал отличному окончанию школы. В 1929 г. Сиборг поступил в Калифорнийский университет (Лос-Анжелес) и уже на первом курсе был избран членом национальной научной студенческой организации "Фи-Бета-Каппа". Получив в 1934 г. степень бакалавра искусств по химии, он поступил в Калифорнийский университет в Беркли, где. в 1937 г. стал доктором философии по химии. В течение двух лет Сиборг работал ассистентом Г. H. Льюиса (декана химического колледжа), совместно с которым опубликовал ряд научных статей.

В 1939 г. Сиборг стал инструктором химии Калифорнийского университета в Беркли, в 1941 г.- ассистентом профессора. В апреле 1942 г. ему был дан творческий отпуск, чтобы возглавить работы по химии плутония (согласно "Манхэттенскому проекту") в чикагской металлургической лаборатории. В это время Сиборг занимался применением химических процессов для разделения плутония от радиоактивных элементов, используемых в реакторах Хэнфордских сооружений (Ричланд, штат Вашингтон), принимал активное участие в создании атомной бомбы.

В 1945 г. Сиборг был заочно (отпуск еще продолжался) избран профессором химического факультета Калифорнийского университета, где он возобновил работу в мае 1946 г. в качестве руководителя исследований по ядерной химии Лоуренсовской радиационной лаборатории. В 1954 г. он стал заместителем директора лаборатории, в августе 1958 г.- ректором Калифорнийского университета в Беркли, где оставался до 1961 г., когда был назначен председателем Комиссии по атомной энергии США. Возвратясь в Беркли в 1971 г., Сиборг получил назначение на должность профессора химии, заместителя директора Лоуренсовской лаборатории и директора отделения ядерной химии. В 1975 г. доктор Сиборг избран президентом Американского химического общества, к исполнению обязанностей которого он приступит в 1976 г.

Плодотворная научная деятельность Сиборга в течение 40 лет привела к крупнейшим открытиям XX в. в области ядерной химии и физики. После получения первого искусственного трансурана - нептуния Э. Макмиллан и П. Абелсон обнаружили, что ²³⁹Np, образующийся при -распаде ²³⁹U, претерпевает радиоактивный распад, испуская -частицы. Однако они не могли наблюдать ²³⁹ Pu в своих образцах из-за его большого периода полураспада. Первый изотоп элемента № 94,  ²³⁸Pu, был получен в экспериментах Сиборга, Макмиллана, Дж. Кеннеди и А. Валя (1940-1941) при облучении урана дейтронами с энергией 14 МэВ на циклотроне Калифорнийского университета по реакции

Авторы показали, что изотоп ²³⁸ри испускает -частицы и имеет период полураспада около 50 лет (по последним данным, 90 лет), и предложили назвать этот элемент "плутоний" в честь планеты Плутон. В 1941 г. Кеннеди, Сиборг, Сегре и Валь выделили и идентифицировали ²³⁸рц как продукт быстро распадающегося ²³⁹Np.

В дальнейшем под руководством Сиборга были синтезированы америций № 95 (1944-1945), кюрий № 96 (1944), берклий № 97 (1949), калифорний № 98 (1950), эйнштейний № 99 (1952), фермий № 100 (1953), менделеевий № 101 (1955), но-белий № 102 (1958) и лоуренсий № 103 (1961). Следует упомянуть, что, по утверждению советского академика Г. Н. Флерова, элементы с Z=102 и 103 были достоверно идентифицированы в Дубне в 1963-1966 гг. Недавно появилось сообщение группы Сиборга о синтезе элемента № 106, однако эти результаты нуждаются в проверке.

Кроме этих открытий, Сиборг с сотрудниками идентифицировал более 100 изотопов элементов периодической таблицы, многие из которых нашли широкое применение в научных исследованиях, медицине и промышленности. Среди них иод-131, кобальт-57, кобальт-60, железо-59, цинк-65, це-зий-137, марганец-54, сурьма-124, америций-252, америций-241, плутоний-238, а также ядерное топливо - изотопы урана-233 и плутония-239. Сиборг получил более 40 патентов на открытия.

В 1942 г. на основании изучения свойств Np и Ри Сиборг и Валь выдвинули гипотезу о существовании семейства актини-дов, которая двумя годами позже сформулировалась как "ак-тинидная теория электронной структуры тяжелых элементов", Согласно этой теории, группа элементов с тория (№ 90) по лоуренсий (№ 103) образует "переходную" актинидную серию элементов - аналогов актиния (№ 89), подобно тому, как ряд редкоземельных элементов (лантаноидов) начинается с лантана. Элемент № 104-курчатовий, синтезированный в Дубне группой ученых под руководством академика Г. Н. Флерова (1964 г.), уже не входит в целиком заполненную актинидную группу, но является аналогом гафния № 72.

В процессе этих исследований под руководством Сиборга, создавшего многочисленную группу способных ученых, были разработаны тончайшие методы изучения свойств считаных атомов радиоактивных актинидов, открыто явление "осколочной" бомбардировки ядер, развиты теории предсказания свойств еще не открытых изотопов и т. д.

Сиборг является автором более 200 научных статей, множества книг по химии элементов, некоторые из которых переведены на русский, немецкий, японский, французский и другие языки. Последним переводом на русский язык была книга Г. Сиборга и У. Корлисса "Человек и атом" (М., "Мир", 1973),

Сиборг - известный американский общественный деятель. С 1946 г. он работал в Комиссии по атомной энергии США, а с марта 1961 г. по август 1971 г. был ее председателем. С 1959 г. по 1961 г. он был президентом Научного консультативного комитета США, работал также в Национальном космическом совете, Федеральном совете по радиации, Федеральном совете по науке и технике, Национальном совете по использованию морских ресурсов и инженерных наук и т. д. Сиборг посетил более 60 стран с визитами по установлению научных контактов, в том числе возглавлял делегации США в СССР в мае и августе 1963 г. и в августе 1971 г. В 1969 г. Сиборг принимал участие в работе X Менделеевского съезда в Ленинграде. В 1973 г. он был председателем правления Американской ассоциации содействия прогрессу науки, с 1966 г.- президент Научной службы по популяризации научных знаний среди молодежи, с 1959 по 1974 г. возглавлял Комитет по разработке новой программы химического образования в США. Сиборг постоянно пропагандирует применение ядерной энергии в мирных целях, он член правления Научного центра мира (США) и многих других национальных организаций.

Кроме Нобелевской премии, Сиборг удостоен множества премий и наград, является почетным доктором и членом десятков национальных и зарубежных академий, университетов и научных обществ, в том числе с 1971 г. иностранным членом Академии наук СССР.

В 1942 г. Сиборг женился на Гелен Л. Григгс, секретаре Э. О. Лоуренса. Сиборги проживают в Лафайтте (штат Калифорния) и имеют шестерых детей: Петер (род. 1946), Линне (род. 1947), Дэвид (род. 1949), Стефен (род. 1951), Джон Эрик (род. 1954) и Дианна (род. 1959).

Гленн Сиборг любит играть в гольф, любит пешие прогулки, болельщик футбола; его волнуют проблемы озеленения городов, медицина. Сиборга никогда не покидает чувство юмора, он мечтает играть в гольф и открывать элементы до 90 лет. Почти на всех фотографиях его можно видеть с улыбкой на лице.

В заключение автор выражает благодарность доктору Г. Т. Сиборгу за любезное представление интересных биографических материалов и своих трудов, которые легли в основу данной статьи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Les Prix Nobel en 1951. Stockholm, 1952.
2. National Cyclopaedia of Amer. Biogr., 11, 274, 235 (1952).
3. In: Nobel Lecturies. Chemistry 1942-1962. Amsterdam, 1964, p. 314, 325
4. Glenn Theodore Seaborg. Lawrence Berkeley Laboratory, Univ. Calif., Berkeley, November 20, 1974.

В. М. ТЮТЮННИК