AlegsaOnline.com

Harold Urey: Nobelprijswinnaar en pionier in isotopenonderzoek

Biografie van Harold Urey: Nobelprijswinnaar en isotopenpionier, invloedrijk in atoombomontwikkeling en theorieën over het ontstaan van leven.

Schrijver: Leandro Alegsa

04-02-2026

Harold Clayton Urey (29 april 1893 - 5 januari 1981) was een Amerikaans fysisch chemicus. Zijn pionierswerk op het gebied van isotopen leverde hem in 1934 de Nobelprijs voor de Scheikunde op. Hij speelde een belangrijke rol in de ontwikkeling van de atoombom, en hij had ideeën over de ontwikkeling van organisch leven uit niet-levende materie.

Ontdekking van deuterium en isotopenonderzoek

Urey is vooral bekend vanwege de ontdekking van deuterium (zware waterstof) in 1931, een nieuw isotope van waterstof. Deze ontdekking vergrootte het begrip van isotopen en hun toepassingen in scheikunde, fysica en geologie. Door nauwkeurige spectroscopische methoden en fysische scheidingstechnieken toonde hij aan dat isotopen subtiele maar belangrijke eigenschappen verschillen die gebruikt kunnen worden om natuurlijke processen te bestuderen.

Nobelprijs en wetenschappelijke impact

In 1934 ontving hij de Nobelprijs voor de Scheikunde voor zijn werk met isotopen en in het bijzonder voor de ontdekking van deuterium. De praktische en theoretische mogelijkheden van isotopenanalyse die Urey hielp ontwikkelen worden sindsdien veelvuldig toegepast, bijvoorbeeld in de paleoklimatologie (temperatuurreconstructies met zuurstofisotopen), geochemie, en kosmochemie (studie van meteorieten en het zonnestelsel).

Rol in het Manhattanproject en later kritisch engagement

Tijdens de Tweede Wereldoorlog werkte Urey mee aan Amerikaanse oorlogsprojecten die verband hielden met kernenergie en kernwapens. Zijn expertise op het gebied van isotopen en scheidingstechnieken was waardevol voor de ontwikkeling van nucleaire technologie. Na de oorlog werd hij – zoals veel deelnemende wetenschappers – ook een criticus van ongebreidelde wapenontwikkeling en pleitte hij voor vreedzame toepassingen van kernenergie en voor internationale controle op kernwapens.

Abiogenese en het Miller–Urey-onderzoek

Urey was een van de eerste wetenschappers die serieus nadachten over de vraag hoe leven uit niet-levende materie kon ontstaan. Hij stelde een model voor van de vroeg-aardse atmosfeer die rijk zou kunnen zijn aan reducerende gassen. Onder zijn invloed en met zijn begeleiding voerden onderzoekers experimenten uit die later bekend werden als het Miller–Urey-experiment, waarin uit eenvoudige gasmengsels en energiebronnen organische moleculen zoals aminozuren konden ontstaan. Dat werk gaf belangrijke impulsen aan het moderne onderzoek naar abiogenese.

Breder wetenschappelijk werk en nalatenschap

Naast isotopenonderzoek en vragen over het ontstaan van leven droeg Urey bij aan studies over de chemische evolutie, meteorieten en de samenstelling van planeten. Zijn werk legde methodologische en conceptuele fundamenten voor disciplines als geochemie en astrobiologie. Veel van zijn ideeën en technieken worden nog steeds gebruikt om klimaatveranderingen in het verleden te reconstrueren of om de oorsprong van organische verbindingen in het zonnestelsel te onderzoeken.

Urey overleed op 5 januari 1981. Zijn ontdekkingen en zijn bevlogenheid voor het verbinden van fundamenteel onderzoek met brede wetenschappelijke vragen hebben hem een blijvende plaats bezorgd in de geschiedenis van de natuurwetenschappen.

Biografie

Urey behaalde een graad in zoölogie aan de Universiteit van Montana en een Ph.D. in scheikunde, waarbij hij thermodynamica studeerde onder Gilbert N. Lewis aan de Universiteit van Californië, Berkeley.

In Berkeley werd Urey beïnvloed door het werk van de natuurkundige Raymond T. Birge en al snel voegde hij zich bij Niels Bohr in Kopenhagen om aan het Instituut voor Theoretische Fysica te werken aan de atoomstructuur.

Na zijn terugkeer in de VS gaf hij tussen 1924 en 1928 les aan de Johns Hopkins University als 'Associate in Chemistry', en vervolgens aan Columbia waar hij een team van medewerkers samenstelde. Hij schreef (met Arthur Ruark) Atomen, quanta en moleculen, een van de eerste Engelse teksten over kwantummechanica en de toepassingen ervan op atomaire en moleculaire systemen.

Hij ontdekte deuterium door het te isoleren door herhaaldelijk een monster vloeibare waterstof te destilleren. In 1931 toonden hij en zijn medewerkers het bestaan van zwaar water aan. Voor dit werk kreeg Urey in 1934 de Nobelprijs voor Scheikunde.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog werkte Urey's team op Columbia aan een aantal onderzoeksprogramma's die bijdroegen aan het Manhattan Project om een atoombom voor de Verenigde Staten te ontwikkelen. Het belangrijkste was de ontwikkeling van de gasdiffusiemethode om uranium-235 van uranium-238 te scheiden. In het najaar van 1941 leidde Urey samen met G.B. Pegram een diplomatieke missie naar Engeland om samenwerking tot stand te brengen bij de ontwikkeling van de atoombom.

Isaac Asimov, een student aan Columbia in die tijd, herinnert zich dat Urey, misschien te sterk, klaagde over zijn verdriet dat hij niets kon doen om de oorlog te helpen. Asimov wees er onschuldig op dat het verrijkte uranium dat op Columbia werd bewaard misschien iets te maken had met de oorlogsinspanning. Urey werd rood en veranderde van onderwerp. Urey had zich zorgen gemaakt over de Duitse atoombom toen hij tijdens de oorlog aan de uraniumscheiding op Columbia werkte, en verwees nu naar de gevaarlijkste situatie waarmee de mensheid in de hele geschiedenis te maken heeft gehad.

Na de oorlog werd Urey hoogleraar scheikunde aan het Instituut voor Nucleaire Studies en vervolgens Ryerson hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Chicago, voordat hij naar de Universiteit van Californië in San Diego verhuisde. Een UCSD-gebouw werd begin jaren zestig naar hem genoemd, in een tijd dat bijna alle gebouwen, behalve studentenhuizen, slechts algemene namen hadden. De naam van het gebouw is eigenlijk "Frieda and Harold Urey Hall". Urey zou de eer hebben afgewezen, hij haatte de architectuur van het gebouw, maar omdat het ook zijn vrouw eerde, accepteerde hij het.

Op latere leeftijd hielp Urey het vakgebied van de "kosmochemie" te ontwikkelen en wordt hem de term "kosmochemie" toegeschreven. Zijn werk aan zuurstof-18 leidde hem tot theorieën over de dichtheid van de chemische elementen op aarde en over hun dichtheid en evolutie in de sterren. Dit werk behoorde tot het baanbrekende paleoklimatologische onderzoek. Urey vatte zijn werk samen in het boek The planets: their origin and development (1952). Urey speculeerde dat de vroege aardse atmosfeer waarschijnlijk was samengesteld uit ammoniak, methaan en waterstof; het was een van zijn afgestudeerde studenten in Chicago, Stanley L. Miller, die aantoonde dat een dergelijk mengsel, als het wordt blootgesteld aan elektrische vonken en aan water, in wisselwerking aminozuren kan produceren, die gewoonlijk de "bouwstenen van het leven" worden genoemd (zie Miller-Urey experiment).

Urey stierf in La Jolla, Californië, en ligt begraven op de Fairfield Cemetery in DeKalb County, Indiana. Tijdens zijn werk aan de Columbia Universiteit woonde Urey in Leonia, New Jersey.

Publicaties

Urey H.C.; Grosse A V. & G. Walden. "Production of D{Sub 2}O for use in the fission of Uranium", Columbia University, Manhattan Project, (23 juni 1941).
Urey H.C. "Investigation of the photochemical method for Uranium isotope separation", Columbia University - Division of War Research, Manhattan Project, (10 juli 1943).
Urey H.C; Lowenstam H.A; Epstein S. en McKinney C.R. (1951). "Measurement of paleotemperatures and temperatures of the Upper Cretaceous of England, Denmark and the Southeastern United States". Geological Society of America Bulletin. 62: 299. doi:10.1130/0016-7606(1951)62[399:MOPATO]2.0.CO;2.CS1 maint: multiple names: authors list (link).
Suess H.E. & H.C. Urey. Abundances of the elements, Columbia University - Department of Chemistry and Institute of Nuclear Medicine, United States Geological Survey, (13 juli 1955).
Urey H.C. Research on the natural abundance of deuterium and other isotopes in nature. Eindrapport voor de periode eindigend op 30 september 1958, Universiteit van Chicago, United States Department of Energy (via voorganger de Atomic Energy Commission), (31 oktober 1959).