Войти
| Дональд В. Керст | |
|---|---|
 Удостоверение личности Дональда Керста в Лос-Аламосе | |
| Дата рождения | Дональд Уильям Керст. (1911-11-01) 1 ноября 1911 г.. Галена, Иллинойс |
| Умер | 19 августа, 1993 (1993-08-19) (81 год). Мэдисон, Висконсин |
| Национальность | Америка can |
| Alma mater | Университет Висконсина в Мэдисоне (BA 1934, PhD 1937) |
| Известен | Betatron |
| Awards | Приз Комстока по физике (1943) |
| Научная карьера | |
| Сфера | Физика (Физика ускорителей, Физика плазмы ) |
| Учреждения | Университет Иллинойса. Лаборатория Лос-Аламоса. Университет Висконсина |
| Диссертация | Разработка электростатических генераторов в атмосферном давлении и приложения к функциям возбуждения ядерных реакций (1937) |
Дональд Уильям Керст (1 ноября 1911 - 19 августа 1993). американским физиком, который работал над передовыми концепциями ускорителей частиц (физика ускорителей ) и физикой плазмы. Он наиболее известен своей разработкой бетатрона, нового типа ускорителя частиц, используемого для ускорения электронов.
Выпускник Университета Висконсина, Керст разработал первый бетатрон в университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, где он начал работать 15 июля 1940 года. Во время Второй мировой войны Керст взял отпуск в 1940 и 1941 годах для работы. на нем с инженерным персоналом General Electric, и он разработал портативный бетатрон для проверки неразорвавшихся бомб. В 1943 году он присоединился к Манхэттенскому проекту в Лос-Аламосской лаборатории, где он отвечал за разработку и строительство водяного котла, ядерного реактора, предназначенного для использования в качестве лабораторный прибор.
С 1953 по 1957 год Керст был техническим директором Ассоциации исследований университетов Среднего Запада, где он работал над передовыми концепциями ускорителей частиц, в первую очередь над ускорителем FFAG. Затем он работал в лаборатории Джона Джея Хопкинса General Atomics с 1957 по 1962 год, где работал над проблемой физики плазмы. Вместе с Тихиро Окава он изобрел тороидальные устройства для удержания плазмы с помощью магнитных полей. Их устройства были первыми, которые содержали плазму без нестабильности, присущей предыдущим конструкциям, и первыми, которые содержали плазму на время жизни, превышающее предел диффузии Бома.
Дональд Уильям Керст родился в Галене, штат Иллинойс 1 ноября 1911 года, в семье Германа Сэмюэля Керста и Лилиан Э. Ветц. Он поступил в университет Висконсина, где получил степень бакалавра искусств (BA) в 1934 году, а затем его доктор философии (PhD) в 1937 году., написал диссертацию на тему «Разработка электростатических генераторов в атмосферном давлении и приложения к функциям возбуждения ядерных реакций». Это включало создание и тестирование генератора на 2,3 МэВ для экспериментов с рассеянием протонов.
После окончания университета Керст работал в General Electric Company в течение года работал над разработкой рентгеновских трубок и аппаратов. Он нашел это разочаровывающим, поскольку рентгеновские исследования требовали высоких энергий, которые не могли быть получены в то время. В 1938 году он принял предложение стать преподавателем в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, где глава физического факультета Ф. Уиллер Лумис поддержал Керста в его усилиях по созданию более совершенного ускорителя частиц. Результатом этих усилий стал бетатрон. Когда он заработал 15 июля 1940 года, Керст стал первым человеком, который ускорил электроны с помощью электромагнитной индукции, достигнув энергии 2,3 МэВ.
Чтобы назвать устройство, потребовалось больше времени. Коллеги предложили такие названия, как немецкое «Ausserordentlichhochgeschwindigkeitelektronenentwickelndenschwerarbeitsbeigollitron». В декабре 1941 года Керст остановился на бетатроне, используя греческую букву «бета», которая была символом электронов, и «трон», означающую «инструмент для». Затем он построил еще бетатроны с возрастающей энергией, машину на 20 МэВ в 1941 году, машину на 80 МэВ в 1948 году и машину на 340 МэВ, которая была завершена в 1950 году.
Бетатрон повлияет на все последующие ускорители. Его успех был достигнут благодаря глубокому пониманию задействованной физики и кропотливой конструкции магнитов, вакуумных насосов и источника питания. В 1941 году он объединился с Робертом Сербером, чтобы провести первый теоретический анализ того, что происходит в бетатроне. Оригинальная машина 1940 года была подарена Смитсоновскому институту в 1960 году.
Водяной котел, гомогенный реактор на водной основе в лаборатории Лос-Аламоса, был первым реактором, использовавшим обогащенный уран в качестве топлива Во время Второй мировой войны Керст взял отпуск в Университете Иллинойса, чтобы поработать над разработкой бетатрон с инженерным персоналом General Electric в 1940 и 1941 годах. Они разработали версии бетатрона на 20 МэВ и 100 МэВ, и он руководил строительством первого, который он вернул в Университет Иллинойса с ему. Он также разработал портативный бетатрон на 4 МэВ для обследования дуд бомб.
Инженерное и физическое образование Керста поставило его на первое место в списке ученых, которых Роберт Оппенгеймер набрал. для лаборатории Манхэттенского проекта Лос-Аламосская лаборатория, которая была создана для разработки атомной бомбы. В августе 1943 года Керст был назначен ответственным за группу P-7 лаборатории, которая отвечала за проектирование и строительство водогрейного котла, ядерного реактора, предназначенного для использования в качестве лабораторного прибора для проверки критического расчет массы и влияние различных трамбовочных материалов. В первую очередь из Университета Пердью, в его группу входили Чарльз П. Бейкер, Герхарт Фридлендер, Линдси Гельмгольц, Маршалл Холлоуэй и Рамер Шрайбер. Роберт Ф. Кристи помог с теоретическими расчетами.
Керст разработал водный гомогенный реактор, в котором обогащенный уран в форме растворимого сульфат урана растворяли в воде и окружали отражателем нейтронов оксида бериллия. Это был первый реактор, в котором в качестве топлива использовался обогащенный уран, для которого в то время требовалась большая часть скудных запасов в мире. К апрелю 1944 года в Лос-Аламос прибыло достаточное количество обогащенного урана, и в мае водяной котел начал работу. К концу июня она достигла всех своих проектных целей.
Лаборатория Лос-Аламоса была реорганизована в августе 1944 года, чтобы сосредоточиться на создании ядерного оружия имплозионного типа. Изучение имплозии в большом или даже полномасштабном масштабе требовало специальных диагностических методов. Еще в ноябре 1943 года Керст предложил использовать бетатрон, использующий гамма-лучи с энергией 20 МэВ вместо рентгеновских лучей, для изучения имплозии. В ходе реорганизации в августе 1944 года он стал совместным руководителем вместе с Сетом Неддермейером из группы G-5, входящей в подразделение G (Gadget) Роберта Бахера, которому было поручено проводить испытания бетатронов.. Оппенгеймер отправил бетатрон на 20 МэВ из Университета Иллинойса в Лос-Аламос, куда он прибыл в декабре. 15 января 1945 года группа G-5 сделала свои первые бетатронные фотографии взрыва.
Керст вернулся в Иллинойсский университет после войны. С 1953 по 1957 год он был техническим директором Ассоциации исследований университетов Среднего Запада, где работал над передовыми концепциями ускорителей частиц, в первую очередь над ускорителем FFAG. Он разработал принцип фокусировки спирального сектора, который лежит в основе многих циклотронов со спиральным гребнем, которые сейчас используются по всему миру. Его команда разработала и проанализировала суммирование пучков, процесс радиочастотного ускорения в машинах с фиксированным полем, который привел к разработке ускорителей встречных пучков.
С 1957 по 1962 год Керст работал в General Atomics подразделение General Dynamics Лаборатории чистых и прикладных наук Джона Джея Хопкинса в Ла-Хойя, Калифорния, где он работал над физикой плазмы, была надежда, что это дверь к контролю над термоядерной энергией. Вместе с Тихиро Окава он изобрел тороидальные устройства для удержания плазмы с помощью магнитных полей. Эти двое завершили эту работу в Университете Висконсина, где Керст был профессором с 1962 года до своего выхода на пенсию в 1980 году. Их устройства были первыми, в которых плазма содержалась без нестабильности, присущей предыдущим разработкам, и первыми, которые содержали плазму в течение более длительного срока службы предел диффузии Бома. С 1972 по 1973 год он также был председателем Отделения физики плазмы Американского физического общества.
Керст был женат на Дороти Биркетт Керст. У них было двое детей, дочь Мэрилин и сын Стивен. После того, как он вышел на пенсию, Керст и Дороти переехали в Форт-Майерс, Флорида. Он умер 19 августа 1993 года в университетской больнице и клиниках Мэдисона, штат Висконсин, от опухоли мозга. У него остались жена и дети. Его документы хранятся в архивах Университета Иллинойса.
