Πόσο κοντά έφτασε η Ναζιστική Γερμανία στην κατασκευή πυρηνικής βόμβας;

Σύνοψη

• Νέα μελέτη από το PNAS Nexus αναλύει διασωθέντες κύβους ουρανίου του γερμανικού πυρηνικού προγράμματος.
• Ο πειραματικός αντιδραστήρας B8 του Werner Heisenberg απείχε δραματικά από το σημείο κρισιμότητας.
• Απαιτούνταν η διπλάσια ποσότητα ουρανίου και υπερδιπλάσια ποσότητα βαρέος ύδατος από τα διαθέσιμα αποθέματα.
• Ο γραφίτης που υπήρχε στα γερμανικά εδάφη περιείχε προσμίξεις βορίου, καθιστώντας τον ακατάλληλο για επιβραδυντή νετρονίων.
• Οι συμμαχικές δολιοφθορές στο εργοστάσιο Norsk Hydro της Νορβηγίας διέκοψαν οριστικά την παροχή βαρέος ύδατος.

Κατά τη διάρκεια του Δεύτερου Παγκοσμίου Πολέμου, το αμερικανικό πρόγραμμα Manhattan αναπτύχθηκε με φρενήρεις ρυθμούς υπό τον διαρκή φόβο ότι οι επιστήμονες του Τρίτου Ράιχ θα κατόρθωναν πρώτοι να κατασκευάσουν ένα λειτουργικό πυρηνικό όπλο. Η ιστορική έρευνα και οι μαρτυρίες των πρωταγωνιστών της εποχής άφηναν για δεκαετίες ανοιχτό το ερώτημα γύρω από το πόσο κοντά βρέθηκε πραγματικά η ναζιστική ελίτ στην απόκτηση αυτού του απόλυτου στρατιωτικού πλεονεκτήματος. 

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό PNAS Nexus έρχεται να δώσει οριστικές απαντήσεις, εξετάζοντας τα φυσικά κατάλοιπα του γερμανικού προγράμματος και καταρρίπτοντας τους μεταπολεμικούς ισχυρισμούς κορυφαίων Γερμανών φυσικών.

Η ερευνητική ομάδα προχώρησε σε εκτενή ανάλυση δύο αυθεντικών κύβων φυσικού ουρανίου οι οποίοι διασώθηκαν από την τελευταία απόπειρα της Γερμανίας να κατασκευάσει έναν πειραματικό πυρηνικό αντιδραστήρα. Ο αντιδραστήρας B8, όπως ονομαζόταν, κατασκευάστηκε το 1945 υπό την επιστημονική διεύθυνση του διακεκριμένου φυσικού Werner Heisenberg και βασιζόταν σε μια διάταξη όπου οι κύβοι ουρανίου αιωρούνταν μέσα σε μια δεξαμενή γεμάτη με βαρύ ύδωρ. Οι επιστήμονες συνδύασαν τα ευρήματα από τις μετρήσεις των κύβων με ενδελεχή μελέτη τεχνικών αναφορών, αλληλογραφίας και αποχαρακτηρισμένων αρχειακών εγγράφων προκειμένου να αναδημιουργήσουν ψηφιακά τις πραγματικές δυνατότητες της διάταξης. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν πέραν πάσης αμφιβολίας ότι οι ελλείψεις σε στρατηγικά υλικά ήταν απολύτως ανυπέρβλητες.

Όταν τα άτομα του ουρανίου υφίστανται σχάση, οι πυρήνες τους διασπώνται απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας μαζί με επιπλέον νετρόνια. Προκειμένου αυτά τα νετρόνια να προκαλέσουν περαιτέρω σχάσεις και να δημιουργήσουν μια αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση, πρέπει πρώτα να επιβραδυνθούν επαρκώς μέσω μιας ουσίας που λειτουργεί ως επιβραδυντής. Το βαρύ ύδωρ, το οποίο περιέχει ένα επιπλέον νετρόνιο στα άτομα υδρογόνου του, αποτελεί εξαιρετικό επιβραδυντή για τέτοιου είδους αντιδραστήρες. Ωστόσο, η εξασφάλιση των τεράστιων ποσοτήτων που απαιτούνταν αποτελούσε έναν μόνιμο εφιάλτη για τους Γερμανούς μηχανικούς, καθώς η μοναδική ευρωπαϊκή εγκατάσταση με δυνατότητα παραγωγής βρισκόταν στο εργοστάσιο Norsk Hydro στο Vemork της Νορβηγίας.

Παρόλο που η κατοχή της Νορβηγίας το 1940 έδωσε στους Γερμανούς τον έλεγχο του εργοστασίου, οι Συμμαχικές δυνάμεις αναγνώρισαν γρήγορα τον κίνδυνο και οργάνωσαν αλλεπάλληλες αποστολές δολιοφθοράς. Η καταστροφική αμερικανική αεροπορική επιδρομή της 16ης Νοεμβρίου 1943 τερμάτισε οριστικά την παραγωγή στο Vemork, στερώνοντας από το γερμανικό πρόγραμμα Uranprojekt την πολυτιμότερη πρώτη ύλη του. Σύμφωνα με τους αυστηρούς υπολογισμούς της νέας μελέτης, ο αντιδραστήρας B8 χρειαζόταν τουλάχιστον τη διπλάσια ποσότητα ουρανίου και περισσότερο από το διπλάσιο βαρύ ύδωρ σε σχέση με αυτό που διέθετε πραγματικά για να φτάσει στο σημείο κρισιμότητας, το σημείο δηλαδή όπου η πυρηνική αντίδραση συνεχίζεται χωρίς εξωτερική πηγή νετρονίων.

Ο Werner Heisenberg υποστήριζε για πολλά χρόνια μετά το τέλος του πολέμου ότι το πείραμα B8 είχε πλησιάσει σε απόσταση αναπνοής από τη λειτουργία του και πως απαιτούνταν μόνο μια ελαφριά αύξηση της ποσότητας του ουρανίου για να τεθεί σε λειτουργία. Η σύγχρονη πυρηνική αρχαιολογία αποδεικνύει ότι η εκτίμηση του ήταν δραματικά λανθασμένη. Οι ερευνητές μάλιστα εξέτασαν το ενδεχόμενο χρήσης γραφίτη ως εναλλακτικού επιβραδυντή, ακριβώς όπως είχαν πράξει επιτυχώς οι Αμερικανοί επιστήμονες στον δικό τους αντιδραστήρα το 1942. Τα ευρήματα έδειξαν ότι τα αποθέματα γραφίτη που βρίσκονταν υπό γερμανικό έλεγχο ήταν εντελώς ακατάλληλα λόγω των υψηλών συγκεντρώσεων βορίου, ενός στοιχείου που απορροφά τα νετρόνια λειτουργώντας ως φυσικό φρένο στην αλυσιδωτή αντίδραση. Επομένως, η απλή αντικατάσταση του βαρέος ύδατος με γραφίτη δεν αποτελούσε τεχνικά βιώσιμη λύση.

Τα νέα επιστημονικά δεδομένα αποσαφηνίζουν πλήρως τους λόγους για τους οποίους οι προσπάθειες του Τρίτου Ράιχ παρέμειναν αυστηρά σε πειραματικό στάδιο, χωρίς ποτέ να υπάρξει ρεαλιστική προοπτική μετάβασης στην παραγωγή σχάσιμου υλικού κατάλληλου για οπλικά συστήματα. Ο συνδυασμός των λανθασμένων θεωρητικών υπολογισμών, της παντελούς αδυναμίας εξασφάλισης των απαραίτητων καθαρών υλικών και των καίριων πληγμάτων που επέφεραν οι συμμαχικές επιχειρήσεις στις εφοδιαστικές αλυσίδες, καταδίκασε το γερμανικό πυρηνικό πρόγραμμα πολύ πριν την τελική πτώση του Βερολίνου.