William Penney, Baron Penney

"William Penney" omdirigerar här. För annan användning, se William Penney (disambiguation) .

Rätten ärade

Lord Penney

OM KBE FRS FRSE
William Penney.jpg
Född
William George Penney

( 1909-06-24 ) 24 juni 1909
Gibraltar
dog 3 mars 1991 (1991-03-03) (81 år)
East Hendred , Oxfordshire, England
Nationalitet brittisk
Alma mater
Känd för
Utmärkelser
Vetenskaplig karriär
Fält Matematik
institutioner

William George Penney, Baron Penney , OM , KBE , FRS , FRSE (24 juni 1909 – 3 mars 1991) var en engelsk matematiker och professor i matematisk fysik vid Imperial College London och senare rektor för Imperial College London . Han hade en ledande roll i utvecklingen av High Explosive Research , Storbritanniens hemliga kärnkraftsprogram som startade 1942 under andra världskriget som producerade den första brittiska atombomben 1952.

Som chef för den brittiska delegationen som arbetar med Manhattanprojektet vid Los Alamos Laboratory , utförde Penney till en början beräkningar för att förutsäga skadeeffekterna som genererades av sprängvågen av en atombomb . När han återvände hem ledde Penney det brittiska kärnvapendirektoratet, kodade Tube Alloys och ledde vetenskaplig forskning vid Atomic Weapons Research Establishment som resulterade i den första detonationen av en brittisk kärnvapenbomb i Operation Hurricane 1952. Efter testet blev Penney chefsrådgivare till den nya brittiska atomenergimyndigheten (UKAEA). Han var senare ordförande för myndigheten, som han använde i internationella förhandlingar för att kontrollera kärnvapenprovning med Partial Nuclear Test Ban Treaty .

Penneys anmärkningsvärda vetenskapliga bidrag inkluderade matematiken för komplex vågdynamik, både i stöt- och gravitationsvågor , och föreslår optimeringsproblem och lösningar inom hydrodynamik (som spelar en stor roll inom materialvetenskap och metallurgi .) Under sina senare år föreläste Penney i matematik och fysik ; han var rektor för Imperial College London 1967–1973.

tidigt liv och utbildning

William George Penney föddes i Gibraltar den 24 juni 1909, det äldsta barnet och enda sonen till William Alfred Penney, en sergeant-major i den brittiska arméns Ordnance Corps som då tjänstgjorde utomlands, och Blanche Evelyn Johnson, som hade arbetat som en kassörska innan hennes äktenskap. Hans föräldrar flyttade ofta, men Penney följde inte alltid med dem. första världskrigets utbrott flyttade Penney, hans mor och hans systrar till Sheerness , Kent , där han gick i grundskolan. Han gick sedan i en skola nära Colchester , och slutligen var han på Sheerness Technical School for Boys från 1924 till 1926, där han visade en talang för vetenskap. Han deltog i boxning och friidrott och vann skolans 100-yard (91 m) streck. Han spelade också cricket och han var mittanfallare i skolans fotbollslag .

1927 fick Penneys passion för vetenskap honom i ett lokalt vetenskapslaboratorium där han arbetade för 10 shilling i veckan (motsvarande 32 pund 2021) som laboratorieassistent. Detta hjälpte honom att få ett Kent county-stipendium och ett kungligt stipendium till Royal College of Science (RCS), ett ingående college vid Imperial College London . Han spelade mittanfallare i fotbollslaget RCS. Han tilläts hoppa över det första året av kursen och tog examen 1929 och fick sin kandidatexamen i matematik med första klass utmärkelser vid 20 års ålder. Hans talang erkändes av guvernörens pris för matematik från den naturvetenskapliga fakulteten.

Penney erbjöds en forskartjänst vid London University , där han studerade för en doktorsexamen. Han tillbringade en termin vid University of Groningen i Nederländerna, där han arbetade med Ralph Kronig . Tillsammans utvecklade de Kronig–Penney-modellen , som beskrev elektronernas rörelser i periodiska fält. Penney belönades med sin doktor i filosofi (PhD) i matematik 1931. Han accepterade ett Commonwealth Fund Fellowship och reste till USA, där han blev utländsk forskarassistent vid University of Wisconsin–Madison, och studerade under John H. Van Vleck , och tilldelades en Master of Arts -examen. Medan han var i USA besökte han Carl Andersons laboratorium vid California Institute of Technology och Ernest Lawrence 's Radiation Laboratory vid University of California . Han var gäst på Robert Oppenheimers ranch i New Mexico , såg Babe Ruth spela baseboll och var åskådare vid OS i Los Angeles 1932 .

När han återvände till England 1933, beviljades Penney 1851 års utställningsstipendium för att gå på Trinity College, Cambridge . Han bytte sin matematiska karriär till fysik och genomförde en grundlig forskning och teoretisk undersökning av metallers struktur och de magnetiska egenskaperna hos kristaller med John Lennard-Jones . År 1935 lämnade Penney in sin sista avhandling, som innehöll det grundläggande arbetet i tillämpningar av kvantmekanik på kristallers fysik. University of Cambridge tilldelade honom en doktorsexamen 1935 och en doktor i naturvetenskap i matematisk fysik 1936. 1936 valdes han till Stokes studentkår vid Pembroke College, Cambridge , men samma år återvände han till London och utnämndes till läsare i matematik vid Imperial College London, en tjänst som han innehade från 1936 till 1945. Den 27 juli 1935 gifte sig Penney med Adele Minnie Elms, en universitetsstudent från Kent som han hade känt sedan sina dagar i Sheerness. De fick två söner, Martin, som föddes 1938, och Christopher, som föddes 1941.

Andra världskriget

Physex

andra världskrigets utbrott i september 1939. Han kontaktades då av Geoffrey Taylor . Taylor var expert på vätskedynamik , och han hanterade fler frågor från myndigheter om effekterna av explosioner än vad han hann svara på. Han frågade Penney om han kunde undersöka beteendet hos en undervattensexplosion. Penney blev medlem i Physics of Explosives Committee (Physex), och rapporterade sina resultat till en annan kommitté, Undex, som drevs av amiralitetet och var intresserad av undervattensexplosioner som de som skapades av minor , torpeder och djupladdningar , och deras effekter på fartygs och ubåtars skrov . De flesta uppgifterna om undervattensexplosioner var från första världskriget.

Med Royal Navy- ingenjörsofficerare designade och övervakade Penney utvecklingen av Bombardon-vågbrytare , stålkonstruktioner som utgjorde en del av Mulberry-hamnarna som placerades utanför Normandies stränder efter D-Day- invasionen. Dessa mobila vågbrytare skyddade landstigningsfarkoster och trupper från Atlantens rullar. Penneys jobb var att beräkna effekterna av vågor på Bombardonerna och ta fram det mest effektiva arrangemanget av dem.

Manhattan-projektet

Huvudartikel: Brittiskt bidrag till Manhattan Project
Penneys ID-bricka foto från Los Alamos National Laboratory i USA.

Quebecavtalet från augusti 1943 gav brittiskt stöd till American Manhattan Project , som syftade till att utveckla atombomber . På grund av invändningarna från Admiralty and Imperial College skickades Penney för att ansluta sig till teamet av brittiska forskare vid Manhattan Projects Los Alamos Laboratory i New Mexico, där expertis om explosioner och deras effekter efterfrågades. På Los Alamos fick Penney erkännande för sina vetenskapliga talanger, och även för sina ledaregenskaper och förmåga att arbeta i harmoni med andra. Inom några veckor efter hans ankomst lades han till kärngruppen av forskare som fattade viktiga beslut i riktning mot programmet. Generalmajor Leslie Groves , chefen för Manhattan Project, skrev senare:

Under hela projektets liv fattades viktiga beslut först efter noggrant övervägande och diskussion med de män som jag trodde kunde ge de sundaste råden. I allmänhet, för denna operation, var de Oppenheimer, Von Neumann , Penney, Parsons och Ramsey .

Ett av Penneys uppdrag vid Los Alamos var att förutsäga skadeeffekterna från sprängvågen av en atombomb. Strax efter att han anlänt till Los Alamos höll han ett föredrag om ämnet. Fellow Manhattan Project-forskaren Rudolf Peierls påminde om att:

Strax efter ankomsten höll han ett föredrag om effekten av sprängvågor på människor, inklusive många hemska detaljer som hans amerikanska publik inte var van vid. Allt detta framställde han med sitt vanliga glada sätt och skaffade sig så för en tid nykterheten "den leende mördaren".

Projekt Alberta . Penney är på andra raden framifrån, tredje från vänster

Penneys fru återhämtade sig aldrig från postnatal depression efter Christophers födelse och dog den 18 april 1945. Han ordnade så att Joan Quennell, en sjuksköterska, tog hand om pojkarna. Han ville återvända hem, men Groves berättade för James Chadwick , den brittiska sambandsmannen till Manhattan Project i Washington, DC , att Penney var för viktig för projektet för att släppas. Den 27 april 1945 åkte Penney till Washington för ett målvalsmöte. Han gav råd angående detonationens höjd, vilket skulle säkerställa optimala destruktiva effekter, samtidigt som han säkerställde att eldklotet inte berörde jorden och därigenom undviker permanent strålningsförorening på marken. Kommittén valde ut fyra städer från en lista på sjutton. Penney försökte förutse dödsoffer och skadeeffekter, men detta var svårt eftersom bombernas exakta energi inte var känd. Detta besvarades av Trinity- testdetonationen den 16 juli 1945. Penney tilldelades som observatör på ett flygplan, men flygningen ställdes in på grund av dåligt väder, och han bevittnade inte testet. Fem dagar senare höll Penney en presentation om resultaten av testet, under vilken han förutspådde att bomben skulle jämna ut en stad med tre eller fyra hundra tusen människor.

Följande månad åkte Penney till Tinian Island som en del av Project Alberta , gruppen av vetenskapsmän och militär personal som satte ihop atombomberna. Tillsammans med Royal Air Force (RAF) gruppkapten Leonard Cheshire från British Joint Staff Mission i Washington representerade han Storbritannien. De amerikanska myndigheterna stoppade dem från att observera bombningen av Hiroshima men efter en vädjan till Chadwick fick de följa med på det andra uppdraget. Den 9 augusti 1945 bevittnade Penney bombningen av Nagasaki, då han flög med Cheshire i observationsplanet B-29 Big Stink . Big Stink missade sitt möte med bombplanen Bockscar , så de såg blixten från Nagasaki-detonationen från luften på för långt avstånd för att fotografera eldklotet och målet skymdes av moln. Som den ledande experten på effekterna av explosioner var Penney medlem av teamet av forskare och militäranalytiker som gick in i Hiroshima och Nagasaki efter den japanska kapitulationen den 15 augusti 1945 för att bedöma effekterna av kärnvapen.

Penney återvände till Storbritannien på ett civilt flyg från USA i september 1945. Han tog med sig artefakter från Hiroshima och Nagasaki och debiterades 450 pund (motsvarande 21 000 pund 2021) för överviktsbagage. Han gifte sig med Joan Quennell den 3 november 1945. Penney återvände till Imperial College, där han skrev en rapport om Hiroshima och Nagasaki. Han uppskattade att bomben som släpptes på den förstnämnda hade en avkastning på 10 kiloton TNT (42 TJ) och Nagasaki-bomben på cirka 30 kiloton TNT (130 TJ). Han ville återvända till det akademiska livet, och han erbjöds en professor i matematik vid University of Oxford .

Brittiskt kärnvapenprogram

Huvudartikel: Högexplosiv forskning

I slutet av kriget trodde den brittiska regeringen, nu under Labour -premiärministern , Clement Attlee , att Amerika skulle dela den teknologi som brittiska ledare såg som en gemensam upptäckt enligt villkoren i 1943 års Quebec-avtal och 1944 års Hyde Park-avtal . I december 1945 beordrade Attlee byggandet av en atomhög för att producera plutonium och begärde en rapport för detaljerade krav för Storbritanniens atombomber. Penney kontaktades av CP Snow och ombads att tillträda tjänsten som Chief Superintendent Armament Research (CSAR, kallad "Caesar") vid Fort Halstead i Kent, eftersom han misstänkte att Storbritannien skulle bygga en egen atombomb och han ville ha Penney i det här jobbet. Som CSAR var han ansvarig för alla typer av rustningsforskning.

1946, på begäran av Groves och den amerikanska flottan , återvände Penney till USA där han sattes till ansvarig för studierna av sprängeffekter för Operation Crossroads vid Bikini Atoll i Marshallöarna i juli 1946. Han skrev efterhandlingen rapporter om effekterna av de två kärnvapendetonationerna. Hans rykte stärktes ytterligare när han, efter att de sofistikerade testmätarna misslyckades i Able-testet på grund av att bomben saknade det avsedda målet, kunde fastställa avkastningen med hjälp av observationer från enkla anordningar gjorda av bensinburkar. Det andra testet, Baker, var ett undervattenstest, och det imponerade stort på Penney. Han spekulerade i de möjliga effekterna om en atombomb exploderade nära en hamnstad i Storbritannien.

Antagandet av McMahon Act (Atomic Energy Act) i augusti 1946 gjorde det klart att Storbritannien inte längre skulle få tillgång till USA:s atomforskning. Penney lämnade USA och återvände till Storbritannien där han utarbetade planer för en sektion för atomvapen i sin avdelning och lämnade in dem till Controller of Production, Atomic Energy, Marshal of the Royal Air Force Lord Portal , i november 1946. Januari 1947 åkte Penney till USA för att delta i ett symposium om Crossroads-testerna. Med nästan alla andra aspekter av det atomära samarbetet mellan länderna avslutat, sågs hans personliga roll som att hålla kontakten vid liv mellan parterna. Han återvände till Storbritannien i slutet av februari 1947.

Penney (höger) tittar på kärnvapenprovet Operation Hurricane efter den första blixten. Med sig har han konteramiral Arthur David Torlesse , insatsstyrkans befälhavare.

Attlees regering beslutade att Storbritannien krävde atombomben för att behålla sin stormaktsstatus . Med utrikesminister Ernest Bevins ord , "Vi måste ha den här saken här borta, vad det än kostar... Vi måste ha den jävla Union Jack som flyger ovanpå den." Officiellt togs beslutet att fortsätta med det brittiska atombombprojektet i januari 1947. Regeringen godkände också Portals förslag att placera Penney som ansvarig för bombutvecklingsinsatsen. Projektet var baserat på Royal Arsenal , Woolwich , och fick kodnamnet "High Explosive Research" (HER). I maj 1947 utsågs Penney officiellt till att leda HER-projektet. Följande månad började han sätta ihop team av forskare och ingenjörer för att arbeta med den nya tekniken som måste utvecklas. Han samlade 34 seniora medlemmar av sitt nyblivna team i biblioteket på Royal Arsenal och höll ett två timmar långt föredrag om principerna för hur man bygger en atombomb.

I mitten av 1948 stod det klart att Penneys initiala uppskattning att han skulle behöva 220 anställda var bred och att han skulle behöva nästan 500. Detta innebar inte bara att ta personal från andra projekt, utan att en del skrotades helt. I oktober 1948 skickade han in en begäran om att utveckla en ny, separat plats för HER på grund av säkerhet, säkerhet och ekonomi. Detta godkändes, men det tog ytterligare sex månader att hitta en lämplig plats. En tidigare flygbas, RAF Aldermaston , valdes ut.

Samtidigt beslutades att separera HER från Armaments Weapons Research Establishment (AWRE). Detta resulterade i en smärtsam byråkratisk strid om personal vars expertis var efterlyst för forskning om både kärnvapen och styrda missiler . Till slut behöll HER 25 av de 30 nyckelpersoner som AWRE ville ha. Platsen togs över den 1 april 1950. Penney blev Chief Superintendent High Explosive Research (CSHER). Den första etappen av arbetet vid Aldermaston avslutades i december 1951, men plutoniumbearbetningsbyggnaden överlämnades först i april 1952, månaden då det första plutoniumet skulle anlända från Windscale . På toppen av bygget 1953 arbetade över 4 000 personer på platsen. Den 3 oktober 1952, under kodnamnet " Operation Hurricane ", detonerades den första brittiska kärnvapenanordningen framgångsrikt utanför Australiens västkust på Monte Bello-öarna .

Brittisk vätebomb

Huvudartikel: Brittiskt vätebombprogram

Hurricane var bara den första serien av brittiska kärnvapenprov i Australien . Ytterligare tester krävde en plats på land, så Penney besökte Australien och valde en plats vid Emu Field i södra Australien för Operation Totem -testserien 1953. Emu Field visade sig vara för avlägsen, så Penney valde en mer tillgänglig plats vid Maralinga . Beslutet att utveckla en brittisk vätebomb innebar att viss vetenskaplig information brådskande krävdes och Maralinga var ännu inte redo, så en andra serie tester, Operation Mosaic , genomfördes på Monte Bello-öarna 1956. De efterföljande Operation Buffalo -testerna genomfördes ute på Maralinga i september och oktober 1956. Penney övervakade personligen Totem- och Buffalo-testerna.

Penney var medveten om PR-frågorna i samband med testerna och gjorde tydliga presentationer för den australiska pressen. Före en serie tester Lord Carrington , Storbritanniens högkommissarie i Australien, Penneys pressnärvaro: "Sir William Penney har etablerat ett rykte i Australien som är ganska unikt: hans utseende, hans uppenbara uppriktighet och ärlighet, och det allmänna intrycket som han ger att han hellre skulle gräva sin trädgård – och skulle vara det, om inte hans verk är väsentligt – ha gjort honom till en offentlig person av någon omfattning i australiska ögon”.

Storbritannien kände behovet av att snabbt utveckla vapen i megatonklass eftersom det verkade som att atmosfäriska tester snart kunde förbjudas genom fördrag . Som ett resultat ville Storbritannien visa sin förmåga att tillverka vapen av megatonklass genom att provtesta dem innan några lagliga förbud fanns på plats. Premiärministern, Harold Macmillan , hoppades kunna övertyga USA om att ändra McMahon Act, som förbjöd att dela information även med britterna, genom att visa att Storbritannien hade tekniken för att tillverka ett termonukleärt vapen (en H-bomb), och han satte Penney ansvarar för att utveckla denna bomb. Orange Herald -bomben utvecklades och skickades ut som en termonukleär bomb, när det i själva verket var ett förstärkt fissionsvapen där lite av energin kom från fusion. Det var osannolikt att rapporterna hade lurat de amerikanska observatörerna. Den efterföljande framgångsrika utvecklingen av brittiska termonukleära vapen, som sammanföll med Sputnik-krisen, ledde till ändringen av McMahon Act, och återupprättandet av det nukleära specialförhållandet med USA.

I slutet av 1950-talet fanns det inhemskt och internationellt tryck för att avbryta atmosfäriska kärnvapenprov. Penney ledde den brittiska delegationen vid en konferens som sammankallades i Genève den 1 juli 1958. Macmillan tog Penney med som rådgivare till konferensen i Bermuda i december 1961, där Macmillan träffade president John F. Kennedy och slöt Nassauavtalet . Penney fortsatte som regeringens rådgivare för vapenkontroll och deltog i den preliminära diskussionen som ledde fram till och undertecknandet av avtalet om partiellt testförbud i Moskva i juli 1963.

Kärnkraftsutveckling överfördes från ministeriet för försörjning (MoS) till den nybildade brittiska atomenergimyndigheten (UKAEA). Penney blev medlem av UKAEAs styrelse 1954, och han var ordförande för dess officiella utredning i Windscale-branden 1957 . När Sir John Cockcroft lämnade 1959 för att bli mästare på Churchill College, Cambridge , efterträdde Penney honom som medlem för vetenskaplig forskning. Han blev vice ordförande 1961 och ordförande 1964. UKAEA hade ett svårt samarbete med Central Electricity Generating Board (CEGB). Penneys ledningsstil var att undvika konfrontation och söka konsensus när det var möjligt, och UKAEA:s roll i kärnkraftsindustrin var en rådgivande roll. Han stödde CEGB:s beslut från 1966 att utveckla den avancerade gaskylda reaktorn . Han tog beslutet att fortsätta med Prototype Fast Reactor i Dounreay och att uppgradera urananrikningsanläggningen i Capenhurst .

Imperial College

Penney var rektor för Imperial College London från 1967 till 1973. Jobbet var mycket mer ansträngande än han trodde, och det fanns ingen tid för personlig forskning. Universitetssektorn hade expanderat snabbt på 1960-talet och det fanns många personal- och ekonomiska svårigheter att brottas med. Det var personal- och studentoro som han fick ta itu med. Penney gick med på att ha studentobservatörer i studiestyrelsen, och han förmedlade avtal med Association of University Teachers . Imperial College hade nu direkt tillgång till University Grants Committee och var inte längre beroende av University of London men pengarna var fortfarande knappa. Noggrann ekonomisk förvaltning skapade ett överskott av inkomster jämfört med utgifter. College döpte till William Penney Laboratory på South Kensington campus, som öppnade 1988, till hans ära. Han var den första ordföranden för Storbritanniens ständiga kommitté för strukturell säkerhet från 1976 till 1982.

Heder och utmärkelser

Penney (till vänster) med Otto Frisch , Rudolf Peierls och John Cockcroft efter att ha mottagit sina amerikanska frihetsmedaljer 1946.

Penney blev medlem i Royal Society 1946. Han var dess kassör från 1956 till 1960 och vicepresident från 1958 till 1969. Han blev medlem av United States National Academy of Sciences 1962, en fellow i Royal Society i Edinburgh 1970 och medlem av American Philosophical Society 1973. Han fick Wilhelm Exner-medaljen 1967. Bland utmärkelserna han fick 1969 var Rumford-medaljen av Royal Society , Glazebrook- medaljen och priset från Institute of Institute of Fysik och James Alfred Ewing-medaljen från Institution of Civil Engineers , och han tilldelades Kelvin Gold Medal följande år. Han tilldelades en hedersexamen av University of Melbourne 1956, University of Durham 1957, University of Oxford 1959, University of Bath 1966 och av University of Reading 1970. För sina tjänster i USA , belönades han med Frihetsmedaljen 1946. Penney utsågs till officer av det brittiska imperiets orden 1946 och upphöjdes till riddare av ordens befälhavare 1952. Han gjordes till en livskamrat och tog titeln Baron Penney , från East Hendred i Royal County of Berkshire den 7 juli 1967, och tilldelades Order of Merit 1969. Som livskamrat hade han rätt att sitta i House of Lords, men gjorde det bara tolv gånger mellan 1967 och 1973 , och röstade bara för tre lagförslag: för sanktioner mot Rhodesia 1968, för en ändring av omfördelningspropositionen 1969 och för Storbritanniens anslutning till Europeiska gemenskaperna 1970.

Död och arv

På senare år erkände han att han hade betänksamhet över sitt arbete men kände att det var nödvändigt. När han blev aggressivt ifrågasatt av McClelland Royal Commission som undersökte testprogrammen vid Monte Bello och Maralinga 1985, erkände han att åtminstone ett av de tolv testerna hade osäkra nivåer av nedfall. Han hävdade dock att vederbörlig försiktighet iakttogs och att testerna överensstämde med dåtidens internationellt accepterade säkerhetsstandarder. Jim McClelland accepterade i stort sett Penneys åsikt, men anekdotiska bevis på motsatsen fick bred bevakning i pressen. Genom att främja en mer australisk nationalistisk åsikt, då aktuell i Bob Hawkes regering, hade McClelland också identifierat "skurkar" i de tidigare australiska och brittiska administrationerna. Som ett senior vittne bar Penney huvuddelen av anklagelserna, och hans hälsa påverkades hårt av upplevelsen. Han fick diagnosen cancer 1991 och dog den 3 mars 1991 i sitt hem i byn East Hendred, 81 år gammal. Han brände sina personliga papper innan han dog.

I Penneys dödsruna i New York Times krediterades han som "den brittiska bombens fader". The Guardian beskrev honom som dess "riktlinje" och hans vetenskapliga och administrativa ledarskap sades vara avgörande för dess framgångsrika och lägliga skapelse. Hans ledning av teamet som exploderade den första brittiska vätebomben på Julön var avgörande för att återställa utbytet av kärnteknik mellan Storbritannien och USA 1958, och han krediterades som en ledande roll i förhandlingarna som ledde till det partiella testet Förbudsfördraget 1963. Hans Kronig-Penney- modell för beteendet hos en elektron i en periodisk potential lärs ut och används fortfarande idag i fasta tillståndets fysik och används för att förklara uppkomsten av bandgap .

Anteckningar

externa länkar

Akademiska kontor
Föregås av
Rektor för Imperial College London 1967–1973 		Efterträdde av
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Penney,_Baron_Penney&oldid=1143373261 "