Ernest Lawrence

Ernest Lawrence
1939'da Lawrence
Doğum	Ernest Orlando Lawrence 8 Ağustos 1901(1901-08-08) Canton, Güney Dakota, ABD
Ölüm	27 Ağustos 1958 (57 yaşında) Palo Alto, California, ABD
Vatandaşlık	Amerikalı
Mezun olduğu okul(lar)	University of South Dakota, B.A. University of Minnesota, M.A. Yale University, Ph.D.
Tanınma nedeni	Siklotronun icadı Manhattan Projesi
Evlilik	Mary K. "Molly" (Blumer) Lawrence (1910–2003) (m. 1932–1958, ölümüne kadar)
Çocuk(lar)	6
Ödüller	Member of the National Academy of Sciences (1934) Hughes Medal (1937) Elliott Cresson Medal (1937) Comstock Prize in Physics (1938) Nobel Fizik Ödülü (1939) Duddell Medal and Prize (1940) Holley Medal (1942) Medal for Merit (1946) Officer de la Legion d'Honneur (1948) William Procter Prize (1951) Faraday Medal (1952) Enrico Fermi Award (1957) Sylvanus Thayer Award (1958)
Kariyeri
Dalı	Fizik
Çalıştığı kurumlar	University of California, Berkeley Yale University
Tez	The Photoelectric Effect in Potassium Vapor as a Function of the Frequency of the Light (1924)
Doktora danışmanı	William Francis Gray Swann
Doktora öğrencileri	Edwin McMillan Chien-Shiung Wu Milton S. Livingston Kenneth Ross MacKenzie John Reginald Richardson
İmza

Ernest O. Lawrence

Ernest Orlando Lawrence, (d. 8 Ağustos 1901- ö. 27 Ağustos 1958), 1939 yılında icadı siklotron ile Nobel Fizik Ödülü kazanmış olan, Amerikalı nükleer fizikçi. Manhattan Projesi için yaptığı uranyum izotop ayırma üzerindeki çalışması, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı kuruluşundaki katkıları ile tanınmaktadır.

Güney Dakota Üniversitesi'nden lisans ve Minnesota Üniversitesi'nden yüksek lisans derecesini aldı. 1925 yılında Yale Üniversitesi’nde fizik doktorasını elde etti. 1928 yılında Kaliforniya Üniversitesi’ne profesör olarak atandı. Bir akşamüstü okulun kütüphanesinde iken yüksek enerjili parçacıkları hızlandıran şema ilgisini çekti. Daha sonrasında nasıl sıkıştırılabileceği üzerine kafa yordu ve elektromıknatısın kutupları arasında dairesel hızlanan çember fikri aklına geldi. Sonucu ise ilk siklotron idi.

Lawrence daha büyük ve pahalı siklotron serileri yapmak üzere çalışmalar yürüttü. Lawrence’ın Radyasyon Laboratuvarı 1936 yılında Kaliforniya Üniversitesi'nde resmi bölüm haline geldi. Siklotronun fizikteki kullanımı yanı sıra Lawrence bunun tıptaki radyoskopların incelenmesinde kullanımını destekledi. II. Dünya Savaşı sırasında Lawrence Radyasyon Laboratuvarında elektromanyetik izotop ayırıcı geliştirdi. Kalutron, olarak bilinen cihazları kullandı. Daha sonra Y-12 olarak adlandırılan devasa elektromanyetik ayırma tesisi Oak Ridge, Tennessee'de yapıldı. Süreç etkili değildi ama işe yaradı.

Savaştan sonra Lawrence bilimsel programlardaki devlet bursu için kapsamlı bir kampanya başlattı ve büyük makineler ve bol miktarda para gereksinimi olan “Büyük Bilim”in güçlü bir temsilcisi haline geldi. Lawrence, Edward Teller'ın Livermore, Kaliforniya'da yürüttüğü ikinci nükleer silahlar laboratuvarının kurulmasını destekledi. Ölümünden sonra, Kaliforniya Üniversitesi yönetimi üniversite bünyesindeki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'na onun adını verdi. Kimyasal element numarası 103 lavrensiyum olarak 1961 yılı Berkeley'de keşfinden sonra Lawrence onuruna adlandırıldı.

Önceki yılları

Ernest Orlando Lawrence Canton, Güney Dakota 8 Ağustos 1901 yılında doğdu. Ailesi Carl Gustavus ve Gunda (evlilik öncesi soyadı Jacobson) Lawrence her ikisi de Canton'da lisede, babası aynı zamanda okulun yönetiminde görevliydi, eğitim verirlerken tanışmış Norveçli göçmenlerdi. Kendinden küçük bir erkek kardeşi, John H. Lawrence fizikçi oldu ve ayrıca nükleer ilaç alanının öncülerindendi. Birlikte büyüdüğü en yakın arkadaşı Merle Tuve da oldukça başarılı bir nükleer fizikçiydi.

Lawrence Canton ve Pierre devlet okullarına gitti. Daha sonrasında Minnesota'da bulunan St. Olaf Koleji'ne kaydoldu fakat bir yıl sonra Vermillon'daki Güney Dakota Üniversitesi'ne transfer oldu. 1922 yılında kimya diplomasını aldı ve 1923 yılında Minnesota Üniversitesi'nde William Francis Gray Swann danışmanlığında fizik mastırı yaptı. Master tezi için manyetik alan etrafında elips şeklinde dönen deneysel aygıtlar yaptı. Lawrence, Swann'u önce Chicago Üniversitesi daha sonra da doktorasını, 1925 yılı Sloane Fellow olarak fizikte fotoelektrik olay ve potasyum buharlaşması üzerine yazı, tamamladığı New Haven, Connecticut'taki Yale Üniversitesi'ne kadar takip etti. Sigma Xi üyesi olarak seçildi ve Swann'ın önermesi ile Ulusal Araştırma Konseyi üyeliği kazandı. Bunu Avrupa'ya seyahat etmek için kullanmak yerine Swann ile birlikte Yale Üniversitesinde araştırmacı olarak kaldı.

Jesse Beams ile Virginia Üniversitesi'nde fotoelektrik etki üzerindeki araştırmaya devam ettiler. Fotonların fotoelektrik yüzeye çarpması sırasında foto elektronların 2 x 10−9 saniye içinde belirdiğini gösterdiler. Işık kaynağını hızlıca açıp kapatarak emisyon zamanını düşürmek spektrum enerjisini Werner Heisenberg'in doğruladığı belirsizlik ilkesi ile daha kapsamlı bir hale getirdi.

Kariyerinin İlk Yılları

1926 ve 1927'de Lawrence Washington Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi'nden doktor öğretim üyesi olarak yıllık $3,500 maaşlı iş teklifi aldı. Yale de acilen teklifi artırarak $3,000 maaşlı Doktor öğretim üyesi olma teklifinde bulundu. Lawrence daha prestijli olan Yale'de kalmayı tercih etti. Fakat Lawrence daha önce hiç ders vermediği için, Lawrence'a yapılan bu teklif fakültedeki bazı meslektaşları tarafından hoş karşılanmadı. Lawrence doçent olarak 1928 yılında Kaliforniya Üniversitesi tarafından işe alındı ve iki yıl sonra üniversitenin en genç profesörü oldu. Robert Gordon Sproul, Lawrence profesör olduktan sonra Sproul üniversite başkanı oldu, Bohemian Club üyesiydi ve 1932'de Lawrence'ın üyeliğini destekledi. Bu kulüpte Lawrence, William Henry Crocker, Edwin Pauley ve John Francis Neylan ile tanıştı. Onun enerjik nükleer parçacık araştırması için para elde etmede etkili adamlardı. Parçacık fiziğindeki gelişmeler tıp alanında kullanmak için oldukça umut verici gözüküyordu ve bu Lawrence'ın erken yatırım bulmasına olanak sağladı. Yale'de iken Lawrence, George Blumer'in dört kızından en büyüğü olan Mary Kimberly (Molly) Blumer ile tanıştı. 1926 yılında tanışıp 1931 yılında nişanlandılar ve 14 Mayıs 1932 New Haven Trinity Church on the Green'de evlendiler. Altı çocukları oldu: Eric, Margaret, Mary, Robert, Barbara ve Susan. Lawrence oğlu Robert'ı Berkeley'deki en yakın arkadaşı Robert Oppenheimer'a ithafen adlandırdı. 1941 yılında Molly'nin kız kardeşi, 1951 yılında Nobel Kimya Ödülü kazanacak olan Edwin McMillan ile evlendi. Onlar ilk kez 1926 yılı buluşmuş ve 1931 yılı nişanlanmıştılar, Mayıs 14, 1932 yılı, Trinity Church on the Green kilisesinde New Haven, Connecticut eyaletinde evlilikleri gerçekleştirilmişti. Altı çocuk sahibi oldular: Eric, Margaret, Mary, Robert, Barbara, and Susan. Lawrence oğluna Robert ismini theoretical physicist Robert Oppenheimer ardından, Berkeley'deki en yakın arkadaşının şerefine bu ismi vermiştir. In 1941, Molly'nin kız kardeşi Elsie Edwin McMillan ile evlendi, kendisi 1951 yılı Nobel Prize in Chemistry kazanmıştır

Siklotronun Gelişimi

İcadı

Lawrence'a uluslararası ün kazandıran icat kâğıt bir peçeteye çizilerek başlandı. 1929 yılında bir öğlen kütüphanede otururken Rolf Widerøe'in günlük makalesine göz attı ve şemalardan bir tanesi ilgisini çekti. Bu küçük iteklemelerin başarısı anlamında yüksek enerji parçacıkları üreten bir cihazı tarif ediyordu. Düz bir hat üzerindeki artan uzunlukta elektrot kullanılarak iyi bir şekilde anlatılmış cihazdı. Bu zamanlarda fizikçiler atomik çekirdeği keşfetmenin başındaydılar. 1919 yılında Yeni Zelandalı fizikçi Ernest Rutherford alfa parçacıklarını nitrojenin içine ateşledi ve çekirdekteki bazı protonları çekirdek dışına vurmada başarılı oldu. Ama çekirdek pozitif yüklü olduğundan başka pozitif yüklü çekirdekler tarafından püskürtülür ve bunlar fizikçilerin yeni anlamaya başladığı bir güç tarafından sıkıca birbirine bağlanır. Bunları ayırmak için çok fazla enerji gereklidir.

Lawrence böyle bir parçacık hızlandırıcının yakın zamanda çok büyük ve laboratuvarı için gereksiz kalacağını gördü. Hızlandırıcıyı daha sıkıştırılabilir yapma üzerinde düşündü ve Lawrence bir elektromanyetiğin kutupları arasında dairesel hızlanan çembere karar verdi. Bu manyetik alan yüklenmiş protonları sadece iki yarım daire arasındaki elektrotlara bağlı olarak spiral bir yolda tutacaktı. Yüzlerce ya da daha fazla dönüşten sonra protonlar yüksek enerjili parçacık ışınları olarak hedefe çarpacaktı. Lawrence heyecanla çalışma arkadaşlarına yüksek voltaj gerekmeden parçacıkların çok yüksek enerjilerini elde etmek için bir yöntem keşfettiğini anlattı. Başlangıçta Niels Edlefsen ile çalıştı. İlk siklotronu pirinç, kablo ve mühür mumundan yaptılar. Bu sadece 10 cm çapında, tek el ile tutulabilir ve yaklaşık 25$ tutarındaydı.

Edlefsen Eylül 1930'da profesör asistanlığı ile meşgul olduğundan ayrıldı ve Lawrence yerini David H. Sloan ve M. Stanley Livingston, Widerøe'ın hızlandırıcısını geliştirme ve Edlefsen'ın siklotronu üzerinde çalışmıştı ile değiştirdi. Her ikisi de kendi finansal desteklerine sahipti. Her iki tasarım da 1931 Mayısında Sloan'ın çizgisel hızlandırıcısının iyonları 1 MeV hızlandırabildiğini pratik olarak ispatladı. Livingston daha büyük bir teknik zorluğa sahipti ama 1,800 voltu 11 inçlik siklotronuna uyguladığında, 2 Ocak 1931, 80,000 elektron volt protonun etrafında döndüğünü elde etti. Bir hafta sonra 3,000 volt ile 1.22 MeV elde etti, doktora tezi için fazlasıydı bile.

Gelişimi

Tekrarlanan bir model olmasına karşın yakında başarının ilk işareti görülecekti ve Lawrence yeni daha büyük bir makine planlamaya başladı. Lawrence ve Livingston 1932 başlarında 69 cm'lik bir siklotron planı çizdiler. $800 11 inçlik siklotron mıknatıs 2 ton ağırlığındaydı ama Lawrence hurdalıkta, Palo Alto, 27 inç aslen Birinci Dünya Savaşı sırasında Atlantik okyanusunu aşan radyo bağlantıları gücü için yapılmış paslanmakta olan 80 ton devasa mıknatıs buldu. Siklotronda güçlü bir bilimsel alete sahipti ama bu bilimsel buluş olarak çevrilmedi. Nisan 1932'de John Cockcroft ve Ernest Walton Cavendish laboratuvarı İngiltere'de lityumu protonlar ile birlikte bombaladıklarını açıkladılar ve helyuma dönüştürmede başarılı oldular. Enerji oldukça düşük gerektirdiği görüldü- 11 inç siklotron kapasitesindeki için. Bunun öğrenildiği sırada Lawrence, Berkeley'e telgraf çekti ve Cockcroft ve Walton'ın sonuçlarının doğrulanıp doğrulanmadığını sordu. Takım olmaları buluş için yeterli kaynak olmayışından dolayı Eylül'e kadar uzadı.

Önemli buluşların Lawrence'ın Radyasyon Laboratuvarından sıyrılmasına rağmen bilimsel kullanımından ayrıca Lawrence siklotronun gelişimine odaklandı. Lawrence yüksek enerji fiziği deneyleri için gerekli olan mühim ekipmanları tedarik edebildi. 1930'larda bu aletin etrafında yeni alan olan nükleer fizik araştırması alanında dünyanın önde gelecek olan laboratuvarını kurdu. 1934 yılında siklotron için patent aldı.

Şubat 1936'da Harvard Üniversitesi başkanı, James B Conant, Lawrence ve Oppenheimer'e cazip bir teklif sundu. Kaliforniya Üniversitesi başkanı, Robert Gordon Sproul da şartları geliştirme ile karşılık verdi. 1 Temmuz 1936'da Radyasyon Laboratuvarı Kaliforniya Üniversitesinin resmî bir bölümü oldu ve Lawrence resmî tam zamanlı asistan olarak buranın başına geçti. Üniversite yıllık 20,000 doları araştırma aktiviteleri için ayırmayı kabul etti. Lawrence işe alınacaklar için basit bir iş modeli benimsedi: “Laboratuvarını mezun olmuş öğrenciler ve fizik bölümü öğrencileri ile doldurdu. Yeni mezunlar herhangi bir şey için çalışmaya gönüllü olacaklardı.”

Karşılama

Yeni 27 inçlik siklotronu kullanarak Berkeley takımı bombaladıkları her elementin oldukça yeni keşfedilmiş olan ağır hidrojen, döteryum ile aynı aralıkta olduğunu keşfettiler. Daha sonrasında yeni ve şimdiye kadar bilinmeyen bir parçacık varlığı varsaydılar. Bu sınırsız enerjinin olanaklı kaynağıydı. The New York Times’tan William Laurence Lawrence’ı “yeni bir mucizevi bilim çalışanı” olarak tanımladı. Cockroft'un daveti üzerine Lawrence 1933 yılında Belçika'daki Solvay Konferansına katıldı. Bu düzenli olan dünyadaki üst seviye fizikçilerin toplanmasıydı. Neredeyse hepsi Avrupa'dandı ama Robert A. Millikan ya da Arthur Compton gibi Amerikalı göze çarpan bilimciler de davet edildi. Lawrence'tan siklotron hakkında sunum yapılması istendi. Lawrence'ın sınırsız enerjideki talepleri Solvay'de oldukça farklı bir tepki ile karşılandı. Lawrence Cavendish Laboratuvarı'ndan James Chadwick'in, 1932 yılında nötronu keşfetmiş olan fizikçi, kuşkusunun kaybolduğuna rastladı. Cadwick'e göre Lawrence'ın ne yaptığı Büyük Bilim değildi, Kötü Bilimdi. İngiliz aksanında Amerikanlara tenezzül ediliyor gibi duyuldu. Chadwick, Lawrence'ın takımının gözlemlerinin aletleri kirletmeleri önerisini sundu.

Berkeley'e döndüğüne Lawrence, Chadwick'i ikna etmek amaçlı topladıkları sonuçlardan titizlikle yeterli kanıt aramak için takımını seferber etti. Bu sırada Cavendish Laboratuvarında Rutherford ve Mark Oliphant Ağır hidrojen füzelerinin helyum-3ten geldiğini buldu. Bu siklotroncuların gözlemlediklerine etkiye neden olur. Bunda sadece Chadwick haklı değildi, onlar da kirlenme gözlüyorlardı ama gözden kaçmış başka bir önemli buluş olan nükleer füzyonunu buldular. Lawrence'ın karşılığı hâlâ daha geniş siklotronlar icadına devam etmek oldu. Haziran 1937'de 27 inçlik siklotronun yerine 37 inçlik siklotron geçti. Devamında ise, Mayıs 1939, bunu 60 inçlik siklotron takip etti. Haziranda bu demiri bombardıman etmek ve onun ilk radyoaktif izotoplarını elde etmek için kullanıldı.

Sağlık alanından para kazanmak nükleer fiziğe göre daha kolay olduğu için, örnek olarak kanser tedavisi, Lawrence siklotronu tıbbi araştırmalarda kullanmaya teşvik etti. Kardeşi John ve Kaliforniya Üniversitesi psikoloji bölümünden Israel Lyon Chaikoff ile çalışırken Lawrence radyoaktif izotopların tedavi amaçlı kullanımını araştırmayı destekledi. Fosfor-32 siklotronda kolaylıkla üretildi ve John polisitemi vera, kemik iliği rahatsızlığı sonucu vücudun aşırı oranda kırmızı kan hücresi üretmesi, hastalığına yakalanmış kadınları tedavi etmekte kullandı. 1938 yılında John 37 inçlik siklotronu fosfor-32 ile lösemili fareler üzerinde denedi. Radyoaktif fosforun hızlı gelişen kanser hücrelerinde yoğunlaştığını buldu. Daha sonrasında bu hasta insanlarda kliniksel denemelere öncü oldu. 1948 tedavinin evrimi gösterdi ki kesin koşullar altında azalma meydana geliyor. Lawrence ayrıca nötronların tedavi için kullanılmasını umdu. Bunu deneyen ilk kanser hastası 60 inçlik siklotrondan 20 Kasımda nötron tedavisi gördü. Chaikoff radyoaktif izotopları radyoaktif izleyiciler olarak biyokimyasal reaksiyon mekanizmalarını keşfetmek için kullandı.

Lawrence Kasım 1939'da "siklotronun icadı ve gelişimi ve onunla elde ettiği sonuçlar için, özellikle radyoaktif elementler, Nobel Fizik ödülü aldı. Berkeley'de de olduğu gibi Güney Dakotalı olup ilk Nobel Ödülü alan kişiydi ve devlet destekli üniversitede olup da ilk onurlandırılan oldu. II. Dünya Savaşı nedeni ile ödül töreni 29 Şubat 1940'ta Kaliforniya, Berkeley'de oldu. Lawrence'a madalyası Carl E. Wallerstedt, İsveç'in San Francisco'daki genel konsolu, tarafından verildi.

1940 Martında Arthur Compton, Vannevar Bush, James B. Conant, Karl T. Compton ve Alfred Lee Loomis Lawrence'ın 4500 ton mıknatıs ve 2.65 milyon dolara mal olan 184 inç siklotronu tartışmak için Berkeley'e geldiler. Rockefeller Kuruluşu projenin başlaması için 1.15 milyon dolar yatırımda bulundular.

İkinci Dünya Savaşı ve Manhattan Projesi

Radyasyon Laboratuvarı

İkinci Dünya Savaşı Avrupa'da patlak verdiğinde Lawrence askeri projelerde çalışmaya koyuldu. MIT Radyasyon Laboratuvarı'ndaki, Amerikan fizikçilerin Oliphant'ın İngiltere'deki takımı tarafından icat edilen çukur magnetronu geliştirdikleri yer, çalışanlara yardım etti. Güvenlik sebeplerinden dolayı yeni laboratuvarın adı Lawrence'ın Berkeley'deki laboratuvarından kasti olarak kopyalandı. Ayrıca Alman denizaltılarını saptamak için teknik geliştirme amacı ile sualtı ses laboratuvarlarındaki çalışanlarla birlikte çalışmaya koyuldu. Bu sırada Berkeley'deki siklotronlarla ilgili iş yürümeye devam etti. Aralık 1940'ta Glenn T. Seaborg ve Emilio Segre 60 inçlik siklotronla ağır hidrojen içeren yeni bir element, neptünyum-238 ile uranyum-238 bombardıman ettiler. Plutonyumun keşfini İkinci Dünya Savaşının ertesi yılına kadar sır olarak tuttular. Bunun nedeni keşiften sonra izotoplarından birinin, plütonyum-239, nükleer füzyon olması koşulunda atom bombasında kullanılabileceği saptanmasıydı.

Lawrence, Segre'ya araştırma asistanı- bir element keşfeden biri için oldukça düşük bir pozisyon- olarak altı ay için ayda 300 Amerikan Doları alacak şekilde iş teklifinde bulundu. Fakat Lawrence Segre'nin hukuksal açıdan Kaliforniya'da kalması gerektiğini öğrendiğinde aylık ücretini 116 Amerikan Dolarına düşürdü. Kaliforniya Üniversitesi vekili Segre'nın çalışma iznini kendi ulusuna olmasını sonlandırdığında Lawrence Segre'yi yarı zamanlı ders veren olarak Rockefeller Kuruluşunun maaşını ödemesi ile işe aldı. Benzer bir durum doktora öğrencilerinden olan Chien-Shiung Wu, Çinli ve Kenneth Ross MacKenzie, Kanadalı, için de mezun olduklarında yapıldı.

Eylül 1941'de Oliphant, Lawrence ile one yeni 184 inç (4,7 metre) siklotronun olduğunu gösterdikleri yer olan Berkeley'deki Oppenheimer'da buluştu. Oliphant dönüşünde Amerikalıları İngiliz MAUD Komitesi yönergelerini, atom bombası gelişiminde desteklenen program, takip etmedikleri için görevden aldı. Lawrence çoktan uranyum—235in uranyum-238'den yarılanabilir izotop ayrıştırma problemi, işlem günümüzde [[uranyum zenginleştirilmesi olarak bilinmektedir, üzerinde düşünmüştü. İki izotop da neredeyse aynı kimyasal özelliklere sahip olduğu için uranyum izotoplarını ayırmak zordu ve sadece kesin açıdan küçük kütle farkını kullanarak ayırmak mümkündü. Bu izotopları kütle spektrometresi ile ayırmak Oliphant'ın 1934 yılında lityum ile öncelik ettiği bir teknikti.

Lawrence eski 37 inçlik siklotronunu dev kütle spektrometresine dönüştürdü. Kendi önergesi ile Manhattan Projesinin direktörü Brigadier General Leslie R. Groves, Jr. New Meksika'daki Los Alamos Laboratuvarının başına atandı. Radyasyon Laboratuvarı elektromanyetik uranyum zenginleştirme işlemini geliştirirken Los Alamos Laboratuvarı atom bombaları tasarladı ve yaptı. Radyasyon Laboratuvarı gibi o da Kaliforniya Üniversitesi tarafından yönetiliyordu.

Elektromanyetik izotop ayırmada kalütronlar, iki laboratuvar gerecinin hibriti, olarak adlandırılan cihaz, kütle spektrometresi ve siklotron gibi cihazlar kullanıldı. İsmi "Kaliforniya Üniversitesi siklotronları”ndan türedi. Aralık 1943'te Lawrence'ın takımı Berkeley'de Oliphant'ın da dahil olduğu 29 bilim insanı tarafından desteklendi.

Elektromanyetik işlemde manyetik alan yüklü parçacığı kütleye göre saptırdı. İşlem ne bilimsel açıdan iyi ne de endüstriyel açıdan etkiliydi. Gaz hal difüzyonu fabrikası ya da nükleer reaktör ile karşılaştırınca elektromanyetik ayırma işlemi fabrikası daha fazla nadir bulunan materyal harcayacak, yürütmek için daha fazla işçi gücü gerektirecek ve inşası için daha fazla ücret gerektirecekti. Yine de kanıtlanmış teknolojiye dayandığı ve bunun sonucunda riski azalttığı için işlem onaylandı. Ayrıca aşamalar halinde inşa edilebilirdi ve böylece hızla endüstriyel kapasiteye ulaşılabilirdi.

Oak Ridge

Oak Ridge, Tennessee'deki elektromanyetik ayırma fabrikası, daha sonrasında Y-12 olarak adlandırılan, tasarımı ve inşasındaki sorumluluklar için Stone&Webster atandı. Tasarım aşamalı birimlere ayrıldı ve bunlar isimlendirildi. İlk beş aşama Alfa parkuru, ikinci son aşama ise Beta parkuru olarak adlandırıldı. Eylül 1943'te Groves Alfa 2 olarak bilinen dört tane daha parkur inşası için yetkilendirildi. Fabrika Ekim 1943'te test edilme amacı ile başlatıldığında 14 ton vakum tankları mıknatısların güçlülüğünden dolayı sıvıştı ve daha güvenli hızlandırılmalıydı diye düşünüldü. Manyetik bobinler kısa devre yapmaya başladığında daha ciddi problemler açığa çıkmaya başladı. Aralıkta Groves mıknatısların kırılarak açılması emrinde bulundu ve içinden avuç dolusu pas çıktı. Daha sonrasında Groves parkurların parçalanması ve mıknatısların fabrikanın temizlenmesi amacı ile geri gönderilmesi talebinde bulundu.

Tennessee Eastman Y-12'yi idare etmek amacıyla işe alındı. Y-12 başlangıçta uranyum-235'i  ila  arası içerecek halde zenginleştirdi ve ilk birkaç yüz gramını Los Alamos Laboratuvarına Mart 1944'te gemi ile yolladı. 5825'te sadece bir parça uranyum beslendi ve son ürün olarak meydana geldi. Geri kalanı ise işlem süresinde ekipmanlara sıçradı. Yorucu çalışmalar ürünün  uranyum-235 ile beslenerek yükselmesine yardımcı oldu, Ocak 1945. Şubatta Alfa parkurları az da olsa (%1.4) yeni S-50 termal difüzyon fabrikası tarafından zenginleşti. Bir sonraki ay K-25 gaz hal difüzyon fabrikası tarafından zenginleştirme devam etti ve oran %5'e çıktı. Nisan 1945 itibarı ile K-25 uranyumu Beta yollarını direkt olarak beslemesi açısından yeterince zenginleştirdi.

16 Temmuz 1945'te Lawrence, Chadwick ve Charles A. Thomas ile birlikte ilk atom bombası Trinity nükleer testini gözlemledi. Başarısı karşısında heyecanlıydılar. Fonksiyonel silahı şimdi Japonya üzerinde nasıl kullanmalı sorusu bilim insanlarınca dert haline geldi. Oppenheimer yeni silahın gücünün Japon lidere göstermemeyi savunurken Lawrence göstermenin bilgece olacağını hissetti. Yine de uranyum bombası uyarı olmaksızın Hiroşima atomik bombalanmasında kullanıldığında Lawrence başarısı ile gurur duydu.

Lawrence Manhattan Projesinin kalütronları geliştirmede ve Alfa 3 parkurları yapımında etkili olacağını umdu ama bunlar ekonomik olmamakla yargılandı. Alfa yolları Eylül 1945'te kapatıldı. Hiç olmadığı kadar iyi çalışmasına rağmen bunlar K-25 ve yeni K-27,Ocak 1946'da işleme başladı ile karşılaştırılamazdı. Aralıkta Y-12 fabrikası kapatıldı ve Tennessee Eastman ücret bordrosu 8600'den 1500'e düşürüldü ve aylık 2 milyon dolar kazanç sağlandı. Radyasyon Laboratuvarındaki çalışan sayısı Mayıs 1945'te yılın sonuna kadar 1086'dan 424'ye düştü.

Savaş sonrası kariyeri

Oppenheimer ve Lawrence, Kaliforniya Üniversitesi (Berkeley) Radyasyon Laboratuvarı'ndaki 184 inçlik siklotronda.

Büyük Bilim

Savaştan sonra Lawrence geniş bilimsel çalışmalar için kapsamlı devlet desteği mücadelesi verdi. Büyük makineleri ve para gereksinimi ile Büyük Bilimin güçlü savunucularındandı ve 1946 yılında Manhattan Projesinden Radyasyon Laboratuvarındaki araştırmalar için 2 milyon doları aşan para talebinde bulundu. Groves parayı onayladı ama John Lawrence'ın medikal izotoplar üretimi dahil olmak üzere bazı programları iptal etti. Bunun nedeni şimdi nükleer reaktörlerle karşılaşmanın daha iyi olacak olmasıydı. Kaliforniya Üniversitesi bir engeldi çünkü savaş zamanı askeri mecburiyetten muaf olma talebi vardı. Lawrence ve Groves Sproul'u sözleşme uzatması konusunda ikna ettiler. 1946 yılında Manhattan Projesi fizikçilere Kaliforniya Üniversitesinde üniversite için harcanan her bir dolar karşılığı 7 dolar harcadı. 184 inç olan siklotron Manhattan Projesinden savaş zamanı dolarları ile tamamlandı. Ed McMillan tarafından yeni fikirleri bünyesinde topladı ve bir elektron hızlandırıcı olarak tamamlandı. Bu işlem 13 Aralık 1946'da başladı. 1935'ten beri ilk defa, Lawrence aktif olarak deneylere katıldı, Eugene Gardner ile elektron hızlandırıcı kullanarak yeni keşfedilmiş pi mezonu yaratma girişimlerindeki çalışma başarısız gitti. Daha sonrasında César Lattes 1948 yılında negatif pi mezonları bulmak için yapılmış cihazı kullandı.

Ulusal laboratuvarların sorumluluğu 1 Ocak 1947'de yeni kurulmuş olan Atom Enerjisi Komisyonuna geçti. Bu yılda Lawrence projeleri, bunlara yeni çizgisel hızlandırıcı ve bevatron olarak bilinecek olan yeni gigaelektronvolt hızlandırıcı da dahildi, için 15 milyon dolar istedi. Kaliforniya Üniversitesi'nin Los Alamos Laboratuvarını işletme süresi 1 Temmuz 1948'e uzatıldı ve bazı üyeleri Kaliforniya dışında da çalışma sorumluluğundan muafiyet istediler. Bazı anlaşmalar sonucunda üniversite kontratı şu andan itibaren dört yıl kadar uzatmaya karar verdi ve Norris Bradbury 1945 yılında Oppenheimer direktörlüğünde profesör olarak atandı. Kısa bir süre sonra Lawrence talebinde bulunduğu tüm fonu aldı.

Bütün bunlara rağmen Franklin Roosevelt- savaştan önce birlik olmak için Radyasyon Laboratuvarı çalışanlarının, Oppheimer'ın eforlarını son derece onaysız gören- için oy kullandı, Lawrence cumhuriyetçi biriydi ve bunu solamaçsızlık aktivitesi olarak adlandırdı. Lawrence üniversitenin kişisel güvenlik kolu tarafından incelenen Robert Serber gibi Radyasyon Laboratuvarı çalışanlarını korumaya zorlandı. Lawrence Robert Oppheimer'ın kardeşi Frank'i Radyasyon Laboratuvarından men etti ve bu Robert ile aralarındaki ilişkinin zarar görmesine neden oldu.

Termonükleer silahlar

Ağustos 1949'da Lawrence Sovyet Birliği'nin ilk nükleer testi tarafından alarma geçirildi. Cevabına vardığı uygun yanıt tüm eforu daha büyük bir nükleer silah olan hidrojen bombası yapmaktı. Lawrence bombanın gerektirdiği trityumları yapmak için nötronlar üretmekte, plütonyum gibi yapması daha zor ve daha yüksek enerji gerektiren, nükleer reaktörler yerine hızlandırıcı kullanma önerisini savundu. İlk olarak Mark 1, 7 milyon dolar, 25 MeV çizgisel hızlandırıcı portatifi, kod adı Materyal Test Hızlandırıcı (MTH). Kısa bir zaman sonra yeni ve daha büyük Mark2, uranyum-238'den tüketerek trityum ya da plütonyum üretebilen, olarak bilinen MTH'den bahsetmeye başladı. Serber ve Segre pratik olmayan gereksiz teknik sorunları açıklamaya giriştiler ama Lawrence onları vatan sevmezler olarak gördü.

Lawrence MTH Mark 1 ile birlikte Livermore, Kaliforniya'da bulunmasını önerdiği Edward Teller'ın ikinci nükleer silahlar laboratuvarı kampanyasını destekledi. Livermore'daki yeni laboratuvar 17 Temmuz 1952'de nihayet kabul edildi ama Mark 2 MTH iptal edildi. Bu sırada Atomik Enerji Komisyonu Mark 1'e 45 milyon dolar harcadı ama asıl olarak nükleer silahlar programı için polonyum üretmekte kullanıldı. Aynı zamanda Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nın Kosmotron'u 1 GeV ışın üretti.

Ölümü ve mirası

Nobel Ödülü'nün yanı sıra Lawrence 1937 yılında Elliot Cresson Mdalyası ve Hughes Madalyası kazandı. 1938 yılında fizikte Comstock Ödülü, 1940'ta Duddell Madalyası ve Ödülü, 1942'de Holley Madalyası, 1942 yılında Merit Madalyası, 1951'de William Procter Ödülü, 1952'de Faraday Mdalyası ve 1957 yılında Atomik Enerji Komisyonundan Enrico Fermi ödülü aldı. 1948'de Legion d'Honneur'da çalışan oldu ve ilk olarak US Ordu Akademisi'nden 1958 yılında ilk Sylvanus Thayer Ödülü'nü aldı.

Temmuz 1958'de Başkan Dwight D. Eisenhower Lawrence'a Sovyet birliği ile Karşılıklı Nükleer Test Yasaklama Antlaşmasını önermesi için Geneva, İsviçre'ye gitmesi talebinde bulundu. İki kişi hidrojen bombasının gelişimi hakkında tartışmada bulundu ve 1939 yılında Strauss Lawrence'ın siklotronu için fon yardımında bulundu. Strauss Lawrence'ın Geneva heyetinin bir parçası olmasında oldukça ısrarcı idi çünkü nükleer teste gönüllü olarak devam edeceği biliniyordu. Aniden gelişen kronik ülseratif kolitten acı çekmesine karşın Lwrence yine de gitmek istedi ama Geneva'da iken hasta oldu ve Stanford Üniversitesi'ndeki hastaneye kaldırıldı. Cerrahlar kalınbağırsağının çoğunu çıkarttılar ama arterlerinin birinde damarlarda yağ birikmesi dahil olmak üzere başka sorunlar buldular. 27 Ağustos 1958, Palo Alto Hastanesi'nde öldü. Molly halka açık bir cenaze istemedi ama First Congregationalist Kilisesi Berkeley'de anma töreni yapmayı kabul etti. Anma konuşmasının Kaliforniya Üniversitesi başkanı Clark Kerr yaptı.

Ölümünden 23 gün sonra Kaliforniya Üniversitesi İdarecileri üniversitenin iki nükleer araştırma alanını Lawrence'ın ölümü ardından tekrar isim değiştirme konusunda oyladılar ve isimleri Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Cerkeley Ulusal Laboratuvarı oldu. 1959 yılında anısına Ernest Lawrence Ödülü çıktı. Kimyasal elementlerden numarası 103 olan element, 1961 yılında Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarında keşfedildi, lawrencium olarak adlandırıldı. 1968 yılında Lawrence Bilim Salonu halka açık bilim eğitim merkezi Lawrence onuruna açıldı. Kağıtları Berkeley, Kaliforniya Üniversitesindeki Bancroft Kütüphanesinde bulunmaktadır.