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윌러드 리비

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목차

1. 개요

윌러드 리비는 미국의 화학자이자, 방사성 탄소 연대 측정법 개발로 1960년 노벨 화학상을 수상했다. 캘리포니아 대학교 버클리에서 학위를 받고 강사, 조교수를 역임했으며, 제2차 세계 대전 중 맨해튼 계획에 참여하여 우라늄 농축을 위한 기체 확산법 개발에 기여했다. 이후 시카고 대학교 교수로 재직하며 방사성 탄소 연대 측정법을 개발, 고고학, 고생물학 등 다양한 분야에 기여했다. 미국 원자력 위원회 위원과 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA) 교수를 역임했고, 환경 공학 프로그램을 개설하기도 했다.

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윌러드 리비 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
윌러드 리비
이름윌러드 프랭크 리비
출생일1908년 12월 17일
출생지미국 콜로라도주 파라슈트
사망일1980년 9월 8일
사망지미국 캘리포니아주 로스앤젤레스
국적미국
학문 분야
분야물리화학
출신 학교캘리포니아 대학교 버클리 (이학사, 박사)
박사 지도교수웬델 미첼 라티머
박사 학위 논문 제목보통 원소, 특히 사마륨과 네오디뮴의 방사능: 검출 방법
박사 학위 취득 년도1933년
박사 지도 학생모리스 샌포드 폭스
프랭크 셔우드 롤런드
주요 업적방사성 탄소 연대 측정법
경력
근무 기관캘리포니아 대학교 버클리
SAM 연구소
컬럼비아 대학교
시카고 대학교
캘리포니아 대학교 로스앤젤레스
수상 내역
수상엘리엇 크레슨 메달 (1957년)
윌러드 기브스상 (1958년)
조지프 프리스틀리상 (1959년)
앨버트 아인슈타인상 (1959년)
노벨 화학상 (1960년)
아서 L. 데이 메달 (1961년)
결혼과 가족
배우자레오노르 히키 (1940년 결혼, 1966년 이혼)
레오나 우즈 (1966년 결혼)
자녀2명

2. 생애

윌러드 프랭크 리비는 1908년 12월 17일 콜로라도주 그랜드밸리에서 태어났다. 농부인 아버지 오라 에드워드 리비와 어머니 이바 메이 사이에서 태어났으며, 엘머와 레이먼드라는 두 형제와 이바와 에블린이라는 두 자매가 있었다.[2] 5살 때 가족이 캘리포니아주 산타로사로 이사하면서, 캘리포니아의 학교에서 교육을 받기 시작했다.[2] 1926년 캘리포니아주 세바스토폴의 애널리 고등학교를 졸업한 후,[3] 1927년 캘리포니아 대학교 버클리에 입학하여 1931년 학사 학위를, 1933년에는 박사 학위를 받았다.[1]

1941년 진주만 공습으로 미국이 제2차 세계 대전에 참전하면서, 리비는 해럴드 유리에게 자원하여 컬럼비아 대학교에서 맨해튼 계획(원자폭탄 개발 계획)에 참여했다.[1][4] 3년 동안 우라늄 농축을 위한 기체 확산 공정 개발에 힘썼으며,[4] 1945년 히로시마 원폭 투하에 사용된 리틀 보이 폭탄에 사용될 농축 우라늄 생산에 기여했다.[4]

전쟁 후 시카고 대학교 교수로 재직하며 방사성 탄소 연대 측정법을 개발했다.[10] 이 방법은 탄소-14의 반감기가 5,730±40년이라는 점을 이용하여,[12] 유기물의 연대를 측정하는 혁신적인 기술이었다. 1960년 이 업적으로 노벨 화학상을 수상했다.[15]

1950년 미국 원자력 위원회(AEC)의 일반 자문 위원회(GAC) 위원으로 임명되었고, 1954년에는 드와이트 D. 아이젠하워 대통령에 의해 AEC 위원으로 임명되었다.[4] 수소폭탄 개발을 지지했으며,[4] '평화를 위한 원자' 프로그램 홍보에 중요한 역할을 했다.[4]

1959년 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 화학과 교수가 되었고,[6] 1962년에는 캘리포니아 대학교 전역 지구물리학 및 행성 물리학 연구소(IGPP) 소장이 되었다.[6] 1972년 UCLA에 최초의 환경공학 프로그램을 시작했으며,[6] 캘리포니아의 대기오염 기준을 개발하고 개선하는 데 노력했다.[6]

1940년 레오노르 히키와 결혼하여 쌍둥이 딸 재닛 이바와 수잔 샬롯을 낳았으나,[2] 1966년 이혼하고 레오나 우즈 마셜과 재혼했다.[2][23] 1980년 9월 8일 로스앤젤레스의 UCLA 메디컬 센터에서 사망했다.[24]

2. 1. 초기 생애 및 교육

윌러드 프랭크 리비는 1908년 12월 17일 콜로라도주 파라슈트에서 농부인 오라 에드워드 리비와 이바 메이 리버스 사이에서 태어났다.[1] 그는 엘머와 레이먼드라는 두 명의 형제와 이바와 에블린이라는 두 명의 자매가 있었다.[2] 리비는 콜로라도의 두 개의 교실이 있는 학교에서 교육을 시작했으며,[2] 다섯 살 때 가족이 캘리포니아주 산타 로사로 이사했다.[2] 그는 캘리포니아주 세바스토폴의 애널리 고등학교를 1926년에 졸업했다.[3] 키가 약 1.83m까지 자란 리비는 고등학교 미식축구 팀에서 태클을 맡았다.[4]

1927년 캘리포니아 대학교 버클리에 입학하여 1931년 이학사 학위를, 1933년에는 박사 학위를 받았다.[1] 웬델 미첼 레이터의 지도하에 "일반 원소, 특히 사마륨과 네오디뮴의 방사능: 검출 방법"이라는 박사 학위 논문을 썼다.[5][6] 그는 조르주 드 헤베시와 막스 파흘의 연구와는 별개로 사마륨의 자연적으로 장기간 존재하는 동위원소가 주로 알파 입자 방출에 의해 붕괴된다는 것을 발견했다.

2. 2. 맨해튼 계획과 제2차 세계 대전

1941년 12월 8일, 진주만 공습으로 미국이 제2차 세계 대전에 참전하자, 리비는 해럴드 유리에게 자원했다. 유리는 리비가 캘리포니아 대학교 버클리에서 휴가를 받고 컬럼비아 대학교의 맨해튼 계획(원자폭탄 개발 계획)에서 일하도록 주선했다.[1][4] 리비는 뉴저지주 레오니아에 거주했다.[9]

3년 동안 리비는 우라늄 농축을 위한 기체 확산 공정에 종사했다.[4] 원자폭탄에는 핵분열성 물질이 필요했고, 핵분열성 우라늄-235는 천연 우라늄의 0.7%에 불과했다. SAM 연구소는 풍부한 우라늄-238로부터 우라늄-235를 분리하는 방법을 찾아야 했다. 기체 확산은 가벼운 기체가 무거운 기체보다 분자량에 반비례하는 속도로 장벽을 통해 확산된다는 원리에 기반했다. 그러나 우라늄을 포함하는 유일한 기체는 부식성이 강한 육불화우라늄이었고, 적절한 장벽을 찾는 것이 어려웠다.

1942년 동안 리비와 그의 팀은 여러 장벽과 육불화우라늄의 부식으로부터 보호하는 방법을 연구했다. 가장 유망한 유형은 젤리프 제조 회사의 에드워드 O. 노리스와 뉴욕 시립대학교의 에드워드 애들러가 개발한 분말 니켈로 만들어진 장벽이었는데, 1942년 말에 "노리스-애들러" 장벽으로 알려지게 되었다.

SAM 연구소는 K-25 기체 분리 공장 설계도 지원해야 했다. 리비는 켈렉스의 엔지니어들과 함께 시험 공장에 대한 실용적인 설계를 생산하는 데 도움을 주었다. 리비는 노리스-애들러 장벽이 작동함을 나타내는 시험을 수행했고, 전력을 다하면 문제를 해결할 수 있다고 확신했다. 1943년 9월, K-25 대규모 생산 공장 건설이 시작되었다.

1944년 4월, 장벽 없이 K-25의 기계 시험이 시작되었다. 켈렉스가 개발한 새로운 공정에 대한 관심이 집중되었다. 1944년 7월, 켈렉스 장벽이 K-25에 설치되기 시작했다. K-25는 1945년 2월에 가동을 시작했고, 캐스케이드가 하나씩 온라인에 접속함에 따라 제품의 품질이 향상되었다. 1945년 4월, K-25는 1.1%의 농축도를 달성했다. K-25에서 부분적으로 농축된 우라늄은 농축 공정을 완료하기 위해 Y-12의 칼루트론에 공급되었다.

K-25 공장 상층부 건설은 취소되었고, 켈렉스는 540단계 측면 공급 장치(K-27)를 설계하고 건설하라는 지시를 받았다. K-25의 2,892단계 중 마지막 단계는 1945년 8월에 가동을 시작했다. 8월 5일, K-25는 우라늄-235가 23% 농축된 공급원을 생산하기 시작했다. K-25와 K-27은 다른 생산 공장을 능가하고 새로운 세대 공장의 원형이 된 전후 초기 시기에야 잠재력을 완전히 발휘했다. 농축 우라늄은 1945년 8월 6일 히로시마 원폭 투하에 사용된 리틀 보이 폭탄에 사용되었다.[4] 리비는 신문 더미를 집으로 가져와 아내에게 "내가 해 온 일이야"라고 말했다.

2. 3. 방사성 탄소 연대 측정법 개발

시카고 대학교 교수로 재직하며 방사성 탄소 연대 측정법을 개발했다. 1939년 세르게이 코르프는 우주선이 대기 상층부에서 중성자를 생성하며, 이 중성자가 공기 중의 질소-14와 상호 작용하여 탄소-14를 생성한다는 사실을 발견했다.[10][11]

:1n + 14N → 14C + 1p

탄소-14의 반감기는 5,730±40년이다.[12] 리비는 식물과 동물이 죽으면 새로운 탄소-14를 섭취하지 않으므로 모든 유기 화합물에 내장된 핵 시계가 생긴다는 것을 깨달았다.[11] 1946년 자신의 이론을 발표했고,[13][14] 1955년에는 ''방사성탄소 연대측정''이라는 저서에서 이를 확장했다. 그는 또한 이 기술에 필요한 측정을 할 수 있는 민감한 방사선 검출기를 개발했다. 나무 나이테로 알려진 연대의 세쿼이아에 대한 시험 결과 방사성탄소 연대 측정이 신뢰할 수 있고 정확하다는 것을 보여주었다. 이 기술은 고고학, 고생물학 및 고대 유물을 다루는 다른 분야에 혁명을 일으켰다. 1960년 "고고학, 지질학, 지구물리학 및 과학의 다른 분야에서 연대 측정에 탄소-14를 사용하는 방법"으로 노벨 화학상을 수상했다.[15] 그는 또한 삼중수소가 물, 따라서 와인의 연대 측정에도 유사하게 사용될 수 있다는 것을 발견했다.[11]

2. 4. 미국 원자력 위원회 활동

1950년, 윌러드 리비는 미국 원자력 위원회(AEC)의 일반 자문 위원회(GAC) 위원으로 임명되었다.[4] 1954년에는 드와이트 D. 아이젠하워 대통령에 의해 AEC 위원으로 임명되었다.[4] 그는 수소폭탄 개발을 지지했으며, 에드워드 텔러의 편을 들었다.[4]

리비는 아이젠하워의 '평화를 위한 원자' 프로그램 홍보에 중요한 역할을 했으며, 1955년과 1958년 원자력의 평화적 이용에 관한 제네바 회의에 미국 대표단의 일원으로 참석했다.[4]

5명의 AEC 위원 중 유일한 과학자였던 리비는 대기 핵실험에 대한 아이젠하워 행정부의 입장을 옹호했다. 그는 핵실험으로 인한 방사선의 위험은 흉부 X선보다 적다고 주장했지만, 과학계와 대중을 설득하지는 못했다.

1956년 1월, 리비는 방사성 낙진의 영향을 연구하는 비밀 프로젝트인 선샤인 계획(Project SUNSHINE)을 공개했다. 이 프로젝트는 1953년 GAC에서 근무할 때 시작되었으며, 사망한 어린이들의 시신을 무단으로 사용하여 방사성 실험을 한 사실이 밝혀져 논란이 되었다. 1,500구의 시신 표본 중 상당수는 유아와 어린아이들이었으며, 호주에서 유럽에 이르기까지 여러 국가에서 부모의 동의나 지식 없이 가져온 경우가 많았다.[16] 1958년까지 리비와 텔러는 대기 핵실험 제한을 지지했다.

2. 5. 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 (UCLA)

리비는 1959년 원자력위원회(AEC)를 사임하고 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스(UCLA)의 화학과 교수가 되었으며, 1976년 은퇴할 때까지 재직했다. 그는 명예 신입생 화학 강의를 담당했다.[6] 1962년에는 캘리포니아 대학교 전역 지구물리학 및 행성 물리학 연구소(IGPP) 소장이 되어 1976년까지 재직했다. 소장으로 재직하는 동안 아폴로 우주 계획과 달 착륙이 이루어졌다.[6]

1972년 UCLA에 최초의 환경공학 프로그램을 시작했다.[6] 캘리포니아 대기자원위원회 위원으로서 캘리포니아의 대기오염 기준을 개발하고 개선하는 데 노력했다. 그는 더 완전한 연소를 통한 자동차 배기가스 감소를 목표로 불균일 촉매 작용을 연구하는 프로그램을 설립했다.[6]

2. 6. 개인적인 삶

1940년, 리비는 체육 교사였던 레오노르 히키와 결혼했다.[4] 두 사람 사이에는 1945년에 재닛 이바와 수잔 샬롯이라는 쌍둥이 딸이 태어났다.[2]

1966년 리비는 레오노르와 이혼하고, 세계 최초의 원자로인 시카고 파일-1 건설에 참여했던 저명한 핵물리학자 레오나 우즈 마셜과 재혼했다. 그는 1973년 UCLA에 환경 공학 교수로 합류했다. 두 번째 결혼을 통해 그는 그녀의 첫 번째 결혼에서 얻은 두 명의 의붓아들을 얻었다.[2][23]

리비는 폐에 혈전이 생기고 폐렴이 합병되면서 1980년 9월 8일 로스앤젤레스의 UCLA 메디컬 센터에서 사망했다.[24] 그의 논문은 UCLA의 찰스 E. 영 연구 도서관에 있다.[25]

3. 수상 경력

연도수상 내역
1955년렘슨상[17]
1957년엘리엇 크레슨 메달[17]
1958년윌러드 기브스상[17]
1959년알베르트 아인슈타인상[17], 디킨슨 대학교 조셉 프리스틀리상
1960년노벨 화학상
1961년아서 L. 데이 메달[18], 업적 아카데미 골든 플레이트상
1970년미국화학회 금메달[19]
1971년뉴욕과학아카데미 레만상

4. 저서


  • Arnold, J.R.영어와 W. F. Libby영어 공저, [http://www.osti.gov/cgi-bin/rd_accomplishments/display_biblio.cgi?id=ACC0334&numPages=29&fp=N "Radiocarbon from Pile Graphite; Chemical Methods for Its Concentrations"](원자로 흑연에서 나온 방사성 탄소; 농축을 위한 화학적 방법), 아르곤 국립 연구소, 미국 에너지부 (원자력 위원회), 1946년 10월 10일.
  • W. F. Libby영어, [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC534564/ "Radioactive Fallout"](방사성 낙진), 미국 에너지부 (원자력 위원회), 1958년 5월 29일.
  • W. F. Libby영어, [http://www.osti.gov/cgi-bin/rd_accomplishments/display_biblio.cgi?id=ACC0335&numPages=26&fp=N "Progress in the Use of Isotopes: The Atomic Triad – Reactors, Radioisotopes and Radiation"](동위원소 사용의 진전: 원자 삼각 관계 – 원자로, 방사성 동위원소 및 방사선), 미국 에너지부 (원자력 위원회), 1958년 8월 4일.
  • W. F. Libby영어, [http://www.osti.gov/cgi-bin/rd_accomplishments/display_biblio.cgi?id=ACC0336&numPages=23&fp=N "History of Radiocarbon Dating"](방사성 탄소 연대 측정의 역사), 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 화학과 및 지구 물리학 연구소, 국제 원자력 기구, 1967년 8월 15일.
  • W. F. Libby영어, [http://www.osti.gov/cgi-bin/rd_accomplishments/display_biblio.cgi?id=ACC0337&numPages=4&fp=N "Vulcanism and Radiocarbon Dates"](화산 활동과 방사성 탄소 연대), 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스, 미국 국립과학재단, 1972년 10월.
  • W. F. Libby영어, [http://www.osti.gov/cgi-bin/rd_accomplishments/display_biblio.cgi?id=ACC0338&numPages=17&fp=N "Radiocarbon Dating, Memories, and Hopes"](방사성 탄소 연대 측정, 기억, 그리고 희망), 캘리포니아 대학교 로스앤젤레스 화학과 및 지구 물리학 및 행성 물리학 연구소, 미국 국립과학재단, 1972년 10월.
  • Willard F. Libby영어, ''Radiocarbon dating영어''(방사성 탄소 연대 측정), 2판, 시카고 대학교 출판부, 1955.
  • ''Collected papers영어''(수집 논문), Geo Science Analytical영어, 1981. (7권)

참조

[1] 웹사이트 Willard F. Libby – Biographical https://www.nobelpri[...] Nobel Foundation 2014-12-07
[2] 웹사이트 Willard F. Libby http://www.nndb.com/[...] Sylent Communications 2015-07-26
[3] 웹사이트 Willard F. Libby mural at Analy High School and a close up of the plaque that can be seen at Libby's left shoulder, May 6, 1984 https://web.archive.[...] 2015-07-22
[4] 뉴스 Science: The Philosophers' Stone https://content.time[...] 1955-08-15
[5] 웹사이트 Radioactivity of ordinary elements, especially samarium and neodymium: method of detection https://web.archive.[...] University of California, Berkeley 1933
[6] 웹사이트 University of California: In Memoriam, 1980 – Willard Frank Libby, Chemistry: Berkeley and Los Angeles http://content.cdlib[...] University of California
[7] 웹사이트 Alpha Chi Sigma http://axs.berkeley.[...] Sigma Chapter
[8] 웹사이트 Willard F. Libby http://www.gf.org/fe[...] John Simon Guggenheim Foundation
[9] 뉴스 Well-Read, Well-Shaded and Well-Placed https://query.nytime[...] 1997-06-15
[10] 논문 On the contribution to the ionization at sea-level produced by the neutrons in the cosmic radiation 1940-12-01
[11] 노벨상 Radiocarbon Dating 2020-05-01
[12] 논문 Half-life of radiocarbon
[13] 논문 Atmospheric Helium Three and Radiocarbon from Cosmic Radiation
[14] 논문 Radiocarbon From Cosmic Radiation 1947-05-30
[15] 웹사이트 The Nobel Prize in Chemistry 1960 https://www.nobelpri[...] Nobel Foundation
[16] 웹사이트 The Atomic Energy Commission http://energy.gov/si[...] United States Department of Energy 1983-07
[17] 뉴스 To Award Chandler Medal Tomorrow To Chicago Chemist http://spectatorarch[...] 1954-02-16
[18] 웹사이트 Golden Plate Awardees of the American Academy of Achievement https://achievement.[...] American Academy of Achievement
[19] 웹사이트 Gold Medal Award Winners http://www.theaic.or[...] AIC
[20] 웹사이트 City Parks https://web.archive.[...] City of Sebastopol, California
[21] 웹사이트 2016 Awardees http://www.scs.illin[...] University of Illinois at Urbana-Champaign School of Chemical Sciences 2016
[22] 웹사이트 Citation for Chemical Breakthrough Award http://www.scs.illin[...] University of Illinois at Urbana-Champaign School of Chemical Sciences 2016
[23] 뉴스 Leona Marshall Libby Dies; Sole Woman to Work on Fermi's 1st Nuclear Reactor https://www.latimes.[...] 1986-11-13
[24] 뉴스 Willard Libby Dies, Noted For Carbon-14 Research https://www.washingt[...] 1980-09-10
[25] 웹사이트 Finding Aid for the Willard F. Libby Papers http://www.oac.cdlib[...]
[26] 서적 核戦争になれば 岩波書店


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