Un nou studiu, realizat pe baza anlizei unei mostre de uraniu din era nazistă, arată faptul că Al Treilea Reich (n.r. - Germania nazistă) era departe de a finaliza un reactor funcţional pentru programul lor de creare a unei bombe atomice, în ciuda afirmaţiilor lui Adolf Hitler, conform cărora acesta era aproape gata, scrie Live Science, potrivit Agerpres.
Studiul a fost publicat pe 29 septembrie în revista PNAS Nexus. Fizicianul german Werner Heisenberg a scris, în 1947, că reactorul destinat proiectului „bombei naziste”, care a culminat cu reactorul nuclear german B8, era aproape finalizat la sfârşitul celui de-al Doilea Război Mondial.
Heisenberg, care a coordonat dezvoltarea reactorului, a susţinut că acesta a fost „doar insuficient” pentru a genera o reacţie de fisiune autoîntreţinută şi că îi lipsea doar o „cantitate relativ mică de uraniu” pentru a funcţiona.
Dacă ar fi funcţionat, reactorul B8 ar fi confirmat posibilitatea unei reacţii de fisiune în lanţ, marcând un pas esenţial către dezvoltarea unei bombe atomice de către Germania. De asemenea, ar fi putut impulsiona crearea unor reactoare de fisiune specializate, utilizate pentru a obţine plutoniu de grad militar din uraniu.
În schimb, bomba atomică a fost dezvoltată mai întâi de Statele Unite şi a fost folosită pentru a forţa capitularea Japoniei în august 1945, după ce Germania capitulase deja în luna mai a aceluiași an.
Noul studiu a utilizat documente istorice şi analize tehnice asupra a două dintre cuburile de uraniu care au supravieţuit din cadrul proiectului, pentru a infirma afirmaţiile lui Heisenberg. Cercetarea indică faptul că reactorul german B8 dispunea de mai puţin de jumătate din cantitatea de „apă grea” şi de aproximativ jumătate din cantitatea de uraniu necesare pentru a susţine o reacţie în lanţ continuă.
„Rezultatele mele sugerează că estimările lui Heisenberg au fost eronate”, a declarat autorul principal, Patrick Park, doctorand la Universitatea Princeton, care a contribuit la redactarea studiului în perioada în care se afla la Universitatea Columbia.
Park a explicat că eroarea lui Heisenberg este de înţeles: calculele sale erau doar aproximative, iar proiectul a fost mutat într-o pivniţă săpată în stâncă, în oraşul german Haigerloch, după bombardarea Berlinului.
„Oamenii mureau sau sufereau de foame, aşa că aceste calcule pentru reactor nu reprezentau prioritatea sa principală”, a precizat Park, adăugând că, la acea vreme, multe aspecte ale fizicii neutronilor erau încă necunoscute.
„Având în vedere aceste circumstanţe, cred că a făcut tot ce a putut”, a spus el.
Pentru a răspunde la întrebarea privind stadiul la care a ajuns reactorul destinat proiectului bombei naziste, oamenii de ştiinţă au început prin a analiza documentele de arhivă referitoare la sute de cuburi de uraniu utilizate de cercetătorii germani. Reactorul B8 era alcătuit din cinci cercuri concentrice de cuburi de uraniu, suspendate pe lanţuri în interiorul unui rezervor cu apă grea.
Oamenii de ştiinţă germani plănuiau să plaseze o sursă de neutroni pe bază de radiu şi beriliu în nucleul reactorului, pentru a iniţia reacţia în lanţ printr-un flux de neutroni care să scindeze nucleele de uraniu, eliberând astfel şi mai mulţi neutroni şi întreţinând reacţia în lanţ.
Apa grea este o formă de apă care conţine deuteriu, un izotop al hidrogenului cu un număr mai mare de neutroni. La fel ca blocurile şi barele, compuse în principal din grafit, utilizate în multe reactoare, aceasta poate servi la „moderarea” neutronilor rapizi rezultaţi dintr-o reacţie de fisiune, permiţându-le acestora să declanşeze fisiunea şi eliberarea altor neutroni în atomii de uraniu din vecinătate.
Germanii au folosit, de asemenea, cantităţi mici de grafit în reactorul lor, însă sub forma unui strat menit să reflecte neutronii înapoi în incinta reactorului.
Combinând datele din arhive privind cuburile, apa grea şi grafitul utilizate de oamenii de ştiinţă germani cu măsurătorile efectuate asupra celor două cuburi care s-au păstrat până astăzi, autorii studiului au elaborat un model matematic al reactorului, ale cărui rezultate corespund în mare măsură cu măsurătorile istorice. Acest lucru le-a permis să stabilească faptul că reactorul cu apă grea era departe de a putea susţine o reacţie stabilă.
De asemenea, concluziile studiului au facilitat analizarea ipotezei conform căreia germanii ar fi trebuit, mai degrabă, să construiască un reactor pe bază de grafit, similar cu „Chicago Pile-1”, sau „grămada nucleară” dezvoltată la Universitatea din Chicago pentru realizarea bombei americane.
Autorii studiului au stabilit însă că un reactor moderat cu grafit ar fi fost imposibil de realizat în Germania pe durata războiului, deoarece rezervele locale de cărbune, necesare pentru obţinerea grafitului, conţineau niveluri ridicate de bor, un element care absoarbe neutronii, făcând astfel materialul inutilizabil.
În schimb, apa grea utilizată în reactorul B8 era produsă într-o singură fabrică din Norvegia, ţară aflată sub ocupaţie germană din aprilie 1940 până în mai 1945. Cercetătorii au stabilit, totuşi, că reactorul conţinea doar aproximativ 1.400 de litri de apă grea, faţă de cei peste 3.000 de litri care ar fi fost necesari. Producerea de apă grea prin electroliză în fabrica norvegiană a necesitat eforturi extraordinare în epocă.
Fabrica producea câtă apă grea putea, însă reactorul B8 ar fi avut nevoie de mai mult de dublul cantităţii produse pe parcursul întregului război, au notat cercetătorii.
O altă constatare este că reactorul B8 dispunea de aproximativ jumătate din cantitatea de uraniu necesară pentru a susţine o reacţie în lanţ de fisiune. Reactorul conţinea, în total, 664 de cuburi, fiecare cântărind aproximativ 2,32 kilograme, ceea ce înseamnă o cantitate totală de 1.540 de kilograme de uraniu.
Însă cercetătorii au stabilit că, pentru a funcţiona, reactorul B8 ar fi avut nevoie de cel puţin 1.200 de cuburi. Prin urmare, în 1945, Germania nu era deloc aproape de a dezvolta un reactor destinat unei bombe atomice. Contrar afirmaţiilor lui Heisenberg, reactorul cu apă grea era departe de a fi gata, iar realizarea unui reactor pe bază de grafit era imposibilă.
„Concluzionăm că Germania nu ar fi putut construi reactoare cu apă grea şi nici pe bază de grafit în timpul celui de-al Doilea Război Mondial”, au scris cercetătorii.
Mark Walker, istoric la Union College din Schenectady, New York, care nu a participat la studiu, a spus că aceste concluzii explică decizia Germaniei de a dezvolta un reactor cu apă grea. Un reactor pe bază de grafit nu era fezabil, iar la acea vreme nu se ştia de ce cantitate de apă grea ar fi fost nevoie.
Walker, autorul lucrării „Hitler's Atomic Bomb: History, Legend, and the Twin Legacies of Auschwitz and Hiroshima” (Cambridge University Press, 2024) şi un expert recunoscut în ceea ce priveşte eforturile nucleare ale Germaniei din timpul războiului, a confirmat că Germania nu ar fi putut realiza un reactor pe bază de grafit în timpul celui de-al Doilea Război Mondial.
