Klaus Paul Alfred Clusius (19 de marzo de 1903 - 28 de mayo de 1963) fue un físico-químico alemán de Breslau (Wrocław) , Silesia . Durante la Segunda Guerra Mundial , trabajó en el proyecto de energía nuclear alemán, también conocido como el Club del Uranio ; trabajó en técnicas de separación de isótopos y producción de agua pesada. Después de la guerra, fue profesor de química física en la Universidad de Zúrich . Murió en Zúrich .
Clusius estudió en la Technische Hochschule Breslau (hoy, Universidad Tecnológica de Breslavia ) de 1922 a 1926. Recibió su doctorado en 1926, con Arnold Eucken, quien era el director del instituto fisicoquímico allí; su tesis fue sobre el calor específico de los sólidos a bajas temperaturas. De 1926 a 1929, fue asistente de cátedra de Eucken. De 1929 a 1930, con una beca de la Fundación Rockefeller, realizó estudios postdoctorales e investigación en la Universidad de Oxford , con Cyril Norman Hinshelwood , y en la Universidad de Leiden . Completó su habilitación , en 1931, en la Georg-August-Universität Göttingen con Eucken, quien había sido el director del instituto fisicoquímico allí desde 1929. Luego se convirtió en asistente de cátedra de Eucken. [1] [2] [3]
En 1934, Clusius se convirtió en profesor extraordinario en la Universidad de Würzburg . A partir de 1936, fue profesor extraordinario en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich . En ese momento o más tarde, se convirtió en director del Physikalisch-Chemisches Institut der Universität München (Instituto de Química Física de la Universidad de Múnich). En la universidad, realizó importantes experimentos sobre agua pesada y desarrolló un tubo de separación de isótopos por termodifusión, en 1938, [4] con su colega más joven Gerhard Dickel . [1] [3] [5]
En diciembre de 1938, los químicos alemanes Otto Hahn y Fritz Strassmann enviaron un manuscrito a Naturwissenschaften informando que habían detectado el elemento bario después de bombardear uranio con neutrones ; [6] simultáneamente, comunicaron estos resultados a Lise Meitner , quien en julio de ese año había huido a los Países Bajos y luego fue a Suecia . [7] Meitner y su sobrino Otto Robert Frisch interpretaron correctamente estos resultados como fisión nuclear . [8] Frisch confirmó esto experimentalmente el 13 de enero de 1939. [9]
Paul Harteck era director del departamento de química física de la Universidad de Hamburgo y asesor del Heereswaffenamt (HWA, Oficina de Artillería del Ejército). El 24 de abril de 1939, junto con su ayudante de cátedra Wilhelm Groth , Harteck se puso en contacto con el Reichskriegsministerium (RKM, Ministerio de Guerra del Reich) para alertarles sobre las posibles aplicaciones militares de las reacciones nucleares en cadena. Dos días antes, el 22 de abril de 1939, después de escuchar una ponencia de Wilhelm Hanle sobre el uso de la fisión del uranio en una Uranmaschine (máquina de uranio, es decir, reactor nuclear ), Georg Joos , junto con Hanle, notificó a Wilhelm Dames, en el Reichserziehungsministerium (REM, Ministerio de Educación del Reich), sobre las posibles aplicaciones militares de la energía nuclear. La comunicación fue entregada a Abraham Esau , jefe de la sección de física del Reichsforschungsrat (RFR, Consejo de Investigación del Reich) en el REM. El 29 de abril, un grupo, organizado por Esau, se reunió en el REM para discutir el potencial de una reacción nuclear en cadena sostenida . El grupo incluía a los físicos Walther Bothe , Robert Döpel , Hans Geiger , Wolfgang Gentner (probablemente enviado por Walther Bothe ), Wilhelm Hanle , Gerhard Hoffmann y Georg Joos ; Peter Debye fue invitado, pero no asistió. Después de esto, el trabajo informal comenzó en Gotinga por Joos, Hanle y su colega Reinhold Mannfopff; el grupo de físicos fue conocido informalmente como el primer Uranverein (Club del Uranio) y formalmente como Arbeitsgemeinschaft für Kernphysik . El trabajo del grupo se interrumpió en agosto de 1939, cuando los tres fueron llamados a entrenamiento militar. [10] [11] [12] [13]
El segundo Uranverein comenzó después de que la HWA expulsara a la RFR del REM y comenzara el proyecto formal de energía nuclear alemana bajo auspicios militares. El segundo Uranverein se formó el 1 de septiembre de 1939, el día en que comenzó la Segunda Guerra Mundial, y tuvo su primera reunión el 16 de septiembre de 1939. La reunión fue organizada por Kurt Diebner , ex alumno de Gerhard Hoffmann de la Universidad de Halle y asesor de la HWA, y se celebró en Berlín. Los invitados incluyeron a Walther Bothe , Siegfried Flügge , Hans Geiger , Otto Hahn , Paul Harteck , Gerhard Hoffmann, Josef Mattauch y Georg Stetter . Una segunda reunión se celebró poco después y contó con la participación de Klaus Clusius, Robert Döpel , Werner Heisenberg y Carl Friedrich von Weizsäcker . También en esta época, el Instituto Kaiser-Wilhelm de Física (KWIP, Instituto Kaiser Wilhelm de Física, después de la Segunda Guerra Mundial el Instituto Max Planck de Física ), en Berlín-Dahlem , fue puesto bajo la autoridad de la HWA, con Diebner como director administrativo, y comenzó el control militar de la investigación nuclear. [13] [14] [15] [16]
En 1939, Clusius y Dickel anunciaron la separación de isótopos de cloro , [17] un logro que se había buscado durante décadas. Ese mismo año, Clusius, Paul Harteck , Rudolf Fleischmann , Wilhelm Groth y otros iniciaron experimentos con el tubo de separación de isótopos por termodifusión de Clusius-Dickel con hexafluoruro de uranio . En 1942, con unos cuatro químicos físicos, Clusius exploró más a fondo la separación de isótopos y realizó experimentos sobre problemas de producción de agua pesada. [1] [18] [19]
Durante la Segunda Guerra Mundial , Clusius dio charlas fuera del Tercer Reich , al igual que Werner Heisenberg . [20]
De 1947 a 1963, Clusius fue profesor ordinario de química física en la Universidad de Zúrich . [1] [3] La investigación que dirigió incluyó la separación y el enriquecimiento de isótopos estables, entre ellos los de gases raros (excepto el helio) utilizando columnas de separación en cascada de Clusius-Dickel. Estos isótopos, que tenían mucha demanda, se suministraron a varios laboratorios de investigación. Otras investigaciones fueron la calorimetría de alta precisión, la elucidación de vías de reacción química utilizando 15-nitrógeno, métodos de fraccionamiento electroquímico y de baja temperatura para la producción a gran escala de isótopos de nitrógeno y oxígeno. Sus actividades de investigación en Zúrich se describen mejor en. [21] [22] Clusius fue mentor de un gran número de estudiantes de posgrado y asociados postdoctorales, entre ellos varios con futuras carreras en el ámbito académico. Entre ellos se encontraba Ernst Schumacher, [23] que se convirtió en profesor de la Universidad de Berna , donde a su vez fue mentor de un gran número de estudiantes y asociados. Otro estudiante fue Horst Meyer (físico) , profesor de la Universidad de Duke. Entre los asistentes postdoctorales se encontraba Michael Hoch, que se convirtió en profesor de Ingeniería química en la Universidad de Cincinnati.
Clusius recibió honores que incluían: [3] [24]
Los siguientes informes fueron publicados en Kernphysikalische Forschungsberichte ( Informes de investigación en física nuclear ), una publicación interna del Uranverein alemán . Los informes fueron clasificados como de alto secreto, tuvieron una distribución muy limitada y a los autores no se les permitió conservar copias. Los informes fueron confiscados durante la Operación Alsos de los Aliados y enviados a la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos para su evaluación. En 1971, los informes fueron desclasificados y devueltos a Alemania. Los informes están disponibles en el Centro de Investigación Nuclear de Karlsruhe y en el Instituto Americano de Física . [25] [26]