Počátky a vývoj hmotnostní spektrometrie v Československu se zaměřením na studii Rudolfa Kroutila

Příběh hmotnostní spektrometrie u nás začíná počátkem padesátých let v okruhu žáků prof. Jaroslava Heyrovského (1890-1967) v ústavu fyzikální chemie University Karlovy a v Polarografickém ústavu.

Všichni vyrůstali v oblasti této české školy elektrochemie, ale jak prof. Heyrovský tak jeho žák, prof. Rudolf Brdička, je měli k tomu, aby svou samostatnou práci orientovali do nových vznikajících oborů chemie.

Se založením Československé akademie věd v r. 1952 vznikla i Laboratoř fyzikální chemie ČSAV (rozšířená od r. 1955 na Ústav fyzikální chemie ČSAV) a vedením byl pověřen prof. Rudolf Brdička (1906-1970).

Čtyři mladí pracovníci tohoto ústavu, Vladimír Čermák (1920-1980), Vladimír Hanuš (1923-2009), Josef Cabicar (1923-1998) a Čestmír Jech (1925-2002), kteří zde právě končili aspiranturu (1949-52) a získali nový titul CSc., zvolili pro svou další práci konstrukci hmotnostního spektrometru, prvního takového přístroje u nás.

Tři z nich jako fyzikální chemici, Čestmír Jech se připojil jako radiofyzik od prof. Běhounka.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Patřili vesměs ke generaci, která byla ovlivněna uzavřením vysokých škol za války, a Karlovu universitu mohli začít studovat až jako více než dvacetiletí.

Konstrukce velkého vakuového přístroje nebyla lehkým úkolem v poválečné nedostatkové době a v zemi, která byla po r. 1948 ve značné izolaci od dění v západní Evropě.

Na všechno bylo třeba shánět složitě materiál, jak mechanické tak vakuové části i elektroniku (velkou část zdrojů tvořil německý kořistný materiál) bylo třeba zhotovit vlastními silami, s přispěním ústavních sklářů a mechaniků.

Po necelých dvou letech byl přístroj uveden do chodu, první spektrum rtuti v prosinci 1953 bylo zaznamenáno ještě pomocí polarografické metody galvanometru a fotografické kazety.

Přístroj byl magnetický hmotnostní spektrometr Nierova typu s jednoduchou fokusací a 60° magnetickým polem o poloměru 152 mm (1).

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Přístroj byl čerpaný kovovou rtuťovou difuzní pumpou Leybold (čerpací rychlost byla pouhých 15 l/s), která byla spojena se skleněnou vymrazovačkou, chlazenou směsí tuhého oxidu uhličitého s alkoholem.

Stroj měl měděnou trubici, olovem těsněný Nierův zdroj, ale napouštěcí systém a ostatní části přístroje byly skleněné, jak ostatně tehdy bývalo zvykem.

Základní elektroniku tvořil elektronkový stabilizátor emise vlákna, postavený V. Čermákem, a elektrometrický obvod pro měření velmi malých proudů, zkonstruovaný V. Hanušem.

Zdrojem urychlovacího napětí 2 keV byla soustava anodových baterií.

Konstrukce prvního hmotnostního spektrometru v zemi byla mimořádným počinem, který byl v r. 1954 oceněn udělením Státní ceny.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Potom se však Dr. Cabicar vrátil ke své práci v oblasti difúze a irreversibilní termodynamiky (po několika letech odešel na jadernou fakultu ČVUT) a Dr. Jech ke své radiofyzice a radiochemii, u spektrometru zůstali ti dva, kteří do konstrukce přinesli největší vklad, V. Čermák a V. Hanuš.

Dr. Vladimír Čermák pocházel z jižních Čech a těsně před válkou začal studovat na Karlově universitě, ale krátce potom došlo k uzavření vysokých škol.

V. Čermák pak pracoval během války v chemickém průmyslu.

Na jeho zdraví se silně podepsalo asi roční věznění (za urážku vlajky Velkoněmecké říše).

Po válce studoval chemii na Karlově universitě a na své disertaci z oblasti elektrochemie (polarografie kyseliny dithioničité a siřičité) pracoval v okruhu prof. Heyrovského.

Čermák byl osobností i mimo oblast odbornou, měl rád přírodu a myslivost, měl velký kulturní rozhled a rozsáhlé znalosti literatury, obdivoval Francii, její kulturu i jazyk, a mezi přáteli byl znám jako „arbiter elegantiarum“.

Dr. Vladimír Hanuš, východočech z Bílé Třemešné, vystudoval gymnasium v Dvoře Králové a na počátku války abiturientský kurs chemické průmyslovky v Kolíně.

Pak pracoval ve Fragnerově měcholupské továrně na léčiva v prostředí mezi lidmi, jež pro něho - podle jeho vlastních slov - bylo výbornou školou v oblasti organické a analytické chemie.

Po skončení války začal studovat chemii na Karlově universitě, stal se brzy asistentem na katedře fyzikální chemie a respektovaným příslušníkem skupiny elektrochemiků kolem prof. Heyrovského a prof. Brdičky.

Jeho disertační práce z oblasti polarografických kinetických proudů byla zcela výjimečná rozsahem i kvalitou a při její obhajobě mu komise navrhla, aby práci poněkud rozšířil a podal ji jako práci doktorskou.

Byl by se tak stal vůbec prvním doktorem věd v ČSR.

Hanuš však tuto nabídku odmítl s tím, že nepovažuje za morální použít stejné nebo podobné výsledky k získání dvou titulů, a až do smrti zůstal kandidátem věd.

Čermák i Hanuš věděli, že další vývoj metody budou muset zabezpečit zkušeným elektrotechnikem a zkušeným mechanikem.

V obou případech měli velmi šťastnou ruku: v polovině padesátých let se ke skupině připojil Ing. Miroslav Pacák (1911-1988) a pan Josef Protiva (1914-2004).

Ing. Pacák, další významná individualita skupiny hmotnostní spektrometrie, vystudoval pražskou techniku ve třicátých létech a potom pracoval jako elektrotechnik v slánské továrně Palaba, jejíhož majitele, továrníka Pály, si mimořádně vážil.

Byl nadšeným divákem Osvobozeného divadla, kde nevynechal snad jedinou hru.

Byl pak vedoucím redaktorem předválečného elektrotechnického časopisu „Radioamatér“, vydávaného Orbisem a známého tehdy i v zahraniční (jak jsme se mnohem později dozvěděli v Jugoslávii) a tady pracoval také během války a po ní (časopis v té době vycházel pod názvem „Elektronik“) až do r. 1951, kdy byl časopis zrušen.

Ing. Pacák byl neobyčejně zkušený elektronik, který se krátce po nástupu do ústavu habilitoval jako docent ČVUT, kde přednášel slaboproudou elektrotechniku a měřící techniku.

Jeho specialitou byly stabilizátory a měření malých proudů, přesně to, co hmotnostní spektrometrie potřebovala.

Nikdy se nespokojil se známými postupy, ale stále vymýšlel nové metody řešení obvodů a především dovedl postavit elektronické obvody přesně podle požadavků, které mu chemici stanovili.

Jeho činnost se v šedesátých létech rozšířila i do fyzikálního ústavu na univerzitě v Bonnu, do skupiny kolem příštího nositele Nobelovy ceny prof. Wolfganga Paula (m.j.

O zlatých rukou pana Protivy bylo už řečeno hodně: byl to zcela výjimečný jemný mechanik, pro něhož žádná práce nebyla nemožná, byť to byla veleúzká štěrbina, nebo molekulová tryska sestavená z desítek tenkých folií, nebo jemná hodinářská oprava.

Iontové zdroje, analyzátory energie, zpomalovací čočky, postavené jeho rukama, pracovaly na mnoha místech ve světě v laboratořích kolegů, kteří takové štěstí na mechanika neměli.

Pan Protiva přišel do ústavu z elektronických dílen Čs.

V r. 1955 začal v laboratoři pracovat na své diplomové práci končící student fyzikální chemie Zdeněk Dolejšek (*1932).

Námětem jeho diplomky bylo dokončení konstrukce malého hmotnostního analyzátoru Dempsterova typu, t.j. magnetického hmotníku s odklonem paprsku 180° v poli permanentního magnetu.

Z. Dolejšek přístroj dovedl do funkční formy a v r.

Koncem padesátých let byly u nás ve stavbě ještě jiné hmotnostní spektrometry.

Fungující magnetický stroj s jednoduchou fokusací postavil v tehdejším VÚVETu ing. Ondráček, do laboratoře v ÚFCH docházel někdy ostravský ing.

V roce 1957 přijala laboratoř hmotnostní spektrometrie v ÚFCH ČSAV do zaměstnaneckého poměru dva končící studenty fyzikální chemie, Zdeňka Dolejška (který ve skupině už pracoval na své diplomové práci) a Zdeňka Hermana (*1934).

Kromě toho si ing. Pacák přivedl jako posilu elektroniky svého končícího studenta Ladislava Hládka (*1933).

Celý Ústav fyzikální chemie ČSAV byl v té době stěsnán v několika místnostech chemických ústavů University Karlovy na Albertově.

Hmotníku byla k dispozici velká, temná místnost v suterénu s klenutým stropem a okny u stropu.

Do místnosti se museli vejít všichni ze skupiny, včetně první laborantky Jitky Fleischhansové-Jegorové, jen ing.

Rok 1957 byl pro ústav velmi důležitý, protože se mohl přestěhovat ze stísněných prostor univerzitních ústavů na Albertově do budovy zrušeného Úřadu pro věci církevní v Máchově ulici.

Budovu sice několik let sdílel s Fyzikálním ústavem ČSAV, jemuž patřilo několik pater, ale místa bylo podstatně více.

tags: #emise #rudolf #kroutil #studie

Oblíbené příspěvky:

• Histoire Naturelle
• Ostrava a kvalita ovzduší
• Americký těžký tank Pershing
• Zábavná hra BrainBox
• CHKO Bílé Karpaty: Klima