Manhattan Projesi
1939’da II. Dünya Savaşı’nın Avrupa’ya yayılmasıyla Urey izotopların ayrıştırılması konusunda dünya çapında bir uzman olarak biliniyordu. O ana kadar ayrıştırma kavramı yalnızca hafif elementler için geçerliydi. 1939 ve 1940 yıllarında daha ağır izotopların santrifüjlü ayrıştırılmasıyla ilgili iki makale yayımladı. Bu düşüncesi Niels Bohr’un uranyum 235’in bölünebilirliği ile ilgili spekülasyonlara rağmen önemliydi çünkü uranyumdan ayrıştırılmış uranyum 235 olmadan zincirleme reaksiyonların olup olamayacağı ile ilgili güçlü şüpheler vardı. Bunun üzerine Urey uranyumun zenginleştirilmesiyle ilgili çalışmalara başladı.
Santrifüjlü ayrıştırmanın yanı sıra George Kistiakowsky gaz difüzyonunu olası ikinci bir yöntem olarak önerdi. Üçüncü yöntem olarak da termal difüzyon yöntemi düşünülmüştü. Urey nükleer reaktörlerde nötron moderatörü olarak kullanılabilecek ağır suyun üretimi ve izotopların ayrıştırılmasıyla ilgili bütün çalışmaları başarıyla yürüttü.
Urey, 1941 yılında National Defense Research Committee (NDRC)’nin yürüttüğü uranyum projesinde görevlendirildi. Aynı yıl George B. Pegram ile birlikte atom bombasının gelişimi konusunda işbirliği yapmak üzere İngiltere ile diplomatik bir ilişki kuruldu. Bu ilişki İngilizlerin gaz difüzyonu konusuna olumlu yaklaşmasıyla sonuçlandıysa da hem gaz difüzyonu hem de santrifüj yöntemlerinde teknik engeller söz konusuydu.
1943 yılında Manhattan Projesi hız kazandı ve Urey, Ernest Lawrence’nin elektromanyetik sürecinin dışında ağır suyun ve bütün izotopların zenginleştirilmesi süreçlerinden sorumlu olan Columbia’daki Substitute Alloy Material Laboratories (SAM Laboratories)’in başkanı seçildi.
Santrifüj yöntemi hakkındaki ilk raporlar bu yöntemin öngörülen kadar verimli bir yöntem olmadığını gösteriyordu. Bunun üzerine Urey, sürekli akış sisteminin yerine daha verili fakat teknik olarak daha karışık bir karşıakım sisteminin kullanılmasını önerdi. Kasım 1941’e kadar teknik engeller sürecin terk edilmesi için bir problem olarak görülüyordu. Savaştan sonra karşıakımlı santrifüjler geliştirildi ve bu yöntem günümüzde de birçok ülkede sık kullanılan bir yöntem haline geldi.
1943 yılının sonlarında Urey’in gaz difüzyonu yöntemi ile ilgili 700’den fazla çalışanı vardı. Bu süreç gaz duvarları aracılığıyla yayılan aşındırıcı (korrosif) uranyum hekzaflorürden ve her aşamada daha da zenginleşen yüzlerce basamaktan oluşuyordu. Bu yöntemle ilgili temel problem pompalar için uygun mühürler bulmaktı fakat en büyük problem uygun difüzyon bariyerlerinin inşaatıydı. 1944 yılında uygun bariyer miktarına ulaşana kadar büyük K-25 gazlı difüzyon tesisinin inşaatı sorunsuz bir şekilde yürütülüyordu. Urey aynı zamanda termal difüzyon yönteminin de destekçisiydi.
1945 yılında Urey projeyi bırakarak görev ve sorumluluklarını R.H. Crist’e devretti. Aynı yıl K-25 tesisi faaliyete geçti ve sorunlar çözüldükçe tesis olağanüstü verimlilikle çalışmasını sürdürdü. Uranyum bir süreliğine S50 sıvı termal difüzyon tesisine, daha sonra K-25 gazlı difüzyon tesisine, son olarak da Y-12 elektromanyetik ayırma tesisine beslendi fakat savaştan sonra elektromanyetik ve termal ayırma tesisleri kapatıldı ve ayırma işlemi yalnızca K-25 ile yapıldı. 1946 yılında inşa edilen K-27 ayırma tesisi savaş sonrasında izotop ayırma tesislerinin başında yer aldı.
Urey, Manhattan Projesi’ne katkılarından dolayı proje müdürü Leslie Groves tarafından Medal of Merit ödülüne layık görüldü.
Savaş Sonrası
Urey, savaştan sonra kimya bölümü profesörü olarak Institute for Nuclear Studies’e atandı. Kariyerine daha sonra Chicago Üniversitesi Kimya Bölümü’nde Ryerson profesörü olarak devam etti. İzotoplarla ilgili savaş öncesi araştırmalarına devam etmedi fakat hidrojen ile ilgili bilinenleri oksijene uygulayarak oksijen-18 ve oksijen-16 için karbonat ve su arasındaki ayrımsal damıtmanın 0-25 °C arasında 1.04 oranında azalacağını fark etti. Ölçüm aletinin yeterince hassas olduğu varsayılarak izotop oranı ortalama sıcaklığı belirlemede kullanılabilecekti. Yaklaşık yüz milyon yıllık belemnitin incelenmesi dört yıllık süredeki yaz ve kış sıcaklıklarını gösterdi. Bu paleoiklimsel çalışması sayesinde Urey, Geological Society of America tarafından Arthur L. Day madalyası ve Geochemical Society tarafından da Goldschmidt madalyası ile ödüllendirildi.
Kozmokimya ve Miller-Urey Deneyi
Urey, hayatının geri kalanında kozmokimyanın gelişimi için çalıştı. Oksijen-18’le yaptığı çalışmaları dünyadaki kimyasal elementlerin varlığı ve yıldızlardaki evrimi ile ilgili teorilerin gelişimine katkı sağladı. Çalışmalarını The Planets: Their Origin and Development isimli kitapta topladı. Urey aynı zamanda karasal atmosferin metan, hidrojen ve amonyaktan oluştuğunu düşünüyordu. Urey’in Chicago Üniversitesi’ndeki yüksek lisans öğrencilerinden biri olan Stanley L., Miller-Urey deneyinde suya ve elektrik kıvılcımlarına maruz kalan bir karışımın yaşamın yapıtaşı olduğu düşünülen aminoasitlerin üretimi için reaksiyon verebileceğini gösterdi.
1956 ve 1957 yıllarında Oxford Üniversitesi’nde misafir profesör olarak görev aldı. 1958 yılında Chicago Üniversitesi’nden emekli oldu ve San Diego Üniversitesi’nde yeniden profesör olarak işe başladı. Burada on bir yıl boyunca fahri profesörlük yaptı ve fen fakültesinin kurulmasında yardımcı oldu. Aynı zamanda Urey, Stanley Miller, Hans Suessve Jim Arnold ile birlikte UCSD’nin kimya okulunun kurucu üyelerinden biriydi.
1950’li yılların sonu ve 1960’lı yılların başında Sputnik 1’in uzaya fırlatılmasıyla uzay bilimi güncel bir araştırma alanı haline geldi. NASA’yı insansız sondaları kullanmaları konusunda destekledi. Apollo 11 Ay’dan döndüğünde oradan gelen kaya örneklerini Lunar Receiving Laboratory’de inceledi. İncelediği bu örnekler Urey’in Ay’ın ve Dünya’nın aynı kökeni paylaşma fikrini destekledi. Urey UCSD’deyken 47 tanesi Ay ile ilgili olan 105 bilimsel makale yayımladı.
Ödüller ve Onurlar
- 1934 – Nobel Kimya Ödülü
- 1934 – American Kimya Derneği tarafından Willard Gibbs Medal
- 1940 – Royal Society tarafından Davy Medal
- 1940 – Franklin Madalyası
- 1943 – Medal for Merit
- 1946 – Cordoza Ödülü
- 1947 – American Astronomocal Society tarafından Harold C. Urey Ödülü
- 1954 – American Institute of Chemists tarafından Onur Ödülü
- 1954 – Joseph Priestley Ödülü
- 1955 – Alexander Hamilton Ödülü
- 1961 ve 1962 – Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi’nden J. Lawrence Smith Ödülü
- 1964 – National Medal of Science
- 1966 – Gold Medal of the Royal Astronomical Society
- 1973 – Amerikan Kimya Derneği tarafından Priestley Medal
Urey aynı zamanda Montana, Princeton, Newark, Columbia, Oxford, Washington ve Lee, McMaster, Yale, Indiana, Birmingham, Atina, Durham ve Saskatchewan, Wayne ve Kaliforniya Üniversitelerinin fahri doktora dereceleriyle ödüllendirildi.
Dünyanın önde gelen bilim topluluklarından Chemical Society (London), Indian National Science Academy ve Weizmann Institute of Science (Israel)’nin fahri üyesidir.
Uzay ile ilgili yaptığı çalışmaların sonucunda bir asteroid 4716 Urey olarak adlandırıldı ve adı Hindistan’daki bir okula Harold C. Urey Middle School olarak verildi. UCSD’de bulunan Revelle College’deki bir kimya binası Urey Hall olarak adlandırıldı.
Kaynak: Harold Urey, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Harold_Urey&oldid=836848624 (last visited Apr. 20, 2018).
