Ang kasaysayan ng proyekto ng uranium ng Third Reich, tulad ng karaniwang ipinakita, personal na pinapaalalahanan ako ng isang libro na may mga punit na pahina. Ang lahat ng ito ay lilitaw bilang isang kasaysayan ng patuloy na pagkabigo at pagkabigo, isang programa na may hindi malinaw na mga layunin at pag-aaksaya ng mahalagang mga mapagkukunan. Sa katunayan, isang uri ng salaysay tungkol sa German atomic program ang naitayo, na hindi lohikal, kung saan mayroong mga makabuluhang hindi pagkakapare-pareho, ngunit kung saan ay mabigat na ipinataw.
Gayunpaman, ang ilang impormasyong nagawa naming makahanap sa mga pahayagan, kasama ang medyo kamakailang mga pag-aaral sa kasaysayan ng mga pang-teknikal na pagpapaunlad ng militar ng Aleman, ay pinapayagan kaming tumingin sa proyekto ng uranium ng Aleman sa isang ganap na naiibang paraan. Pangunahing interesado ang mga Nazi sa isang compact power reactor at thermonuclear na sandata.
Reactor ng kuryente
Ang malawak at likas na tunog na tunog ni Günther Nagel na "Wissenschaft für den Krieg", higit sa isang libong mga pahina batay sa mayamang materyal na archival, ay nagbibigay ng napaka-kagiliw-giliw na impormasyon tungkol sa kung paano naisip ng mga physicist ng Third Reich ang paggamit ng atomic energy. Pangunahin na pinag-uusapan ng libro ang lihim na gawain ng departamento ng pananaliksik ng Kagawaran ng Mga Sandata ng Lupa, kung saan ang gawain ay isinasagawa din sa nukleyar na pisika.
Mula noong 1937, sa kagawaran na ito, si Kurt Diebner ay nagsagawa ng pagsasaliksik sa larangan ng pagsisimula ng pagpapasabog ng mga paputok sa pamamagitan ng radiation. Kahit na bago pa ang unang artipisyal na fission ng uranium ay natupad noong Enero 1939, sinubukan ng mga Aleman na mailapat ang nukleyar na pisika sa mga gawain sa militar. Agad na naging interesado ang Kagawaran ng Mga Sandata ng Lupa sa reaksyon ng uranium fission, na naglunsad ng proyektong uranium ng Aleman at, una sa lahat, itinakda ang gawain para sa mga siyentista na matukoy ang mga lugar ng aplikasyon ng enerhiya ng atom. Ang utos ay ibinigay ni Karl Becker, pinuno ng Kagawaran ng Land Armament, Pangulo ng Imperial Research Council at General of Artillery. Ang tagubilin ay natupad ng teoretikal na pisisista na si Siegfried Flyugge, na noong Hulyo 1939 ay gumawa ng isang ulat tungkol sa paggamit ng lakas na atomiko, na iginuhit ang pansin sa napakalaking potensyal na enerhiya ng fissionable atomic nucleus at kahit na gumuhit ng isang sketch ng isang "uranium machine", na ay, isang reaktor.
Ang pagtatayo ng "uranium machine" ang siyang naging batayan ng proyekto ng uranium ng Third Reich. Ang Uranium Machine ay isang prototype ng isang power reactor, hindi isang reactor ng produksyon. Karaniwan ang pangyayaring ito ay maaaring balewalain sa balangkas ng pagsasalaysay tungkol sa programang nukleyar ng Aleman, na nilikha ng mga Amerikano, o ito ay lubos na minamaliit. Samantala, ang isyu ng enerhiya para sa Alemanya ang pinakamahalagang isyu sanhi ng matinding kakulangan ng langis, ang pangangailangan na gumawa ng motor fuel mula sa karbon, at mga makabuluhang paghihirap sa pagkuha, transportasyon at paggamit ng karbon. Samakatuwid, ang pinakaunang sulyap sa ideya ng isang bagong mapagkukunan ng enerhiya ay nagbigay inspirasyon sa kanila ng labis. Isinulat ni Gunther Nagel na gagamitin sana nito ang "uranium machine" bilang isang nakatigil na mapagkukunan ng enerhiya sa industriya at sa hukbo, upang mai-install ito sa malalaking mga barkong pandigma at mga submarino. Ang huli, tulad ng makikita mula sa epiko ng Labanan ng Atlantiko, ay napakahalaga. Ang reaktor ng submarino ay binago ang bangka mula sa isang pagsisid patungo sa isang tunay na nasa ilalim ng tubig, at ginawang mas mahina ito sa mga puwersa ng kontra-submarino ng mga kalaban. Ang bangka ng nukleyar ay hindi kailangang tumaas upang singilin ang mga baterya, at ang saklaw ng mga operasyon ay hindi limitado sa pamamagitan ng pagbibigay ng gasolina. Kahit na ang isang solong nuclear reactor boat ay magiging napakahalaga.
Ngunit ang interes ng mga taga-disenyo ng Aleman sa nuclear reactor ay hindi limitado dito. Ang listahan ng mga machine kung saan naisip nilang mai-install ang reaktor kasama, halimbawa, mga tank. Noong Hunyo 1942, tinalakay ng Ministro ng Hitler at Reich Armamento na si Albert Speer ang isang proyekto para sa isang "malaking sasakyang pandigma" na may bigat na humigit-kumulang na 1,000 tonelada. Tila, ang reaktor ay partikular na inilaan para sa ganitong uri ng tank.
Gayundin, ang mga siyentipikong rocket ay naging interesado sa reactor ng nuklear. Noong Agosto 1941, hiniling ng Peenemünde Research Center ang posibilidad na magamit ang "uranium machine" bilang isang rocket engine. Si Dr. Karl Friedrich von Weizsacker ay tumugon na posible, ngunit nahaharap sa mga kahirapan sa teknikal. Ang reaktibong tulak ay maaaring malikha gamit ang mga produkto ng pagkabulok ng isang atomic nucleus o paggamit ng ilang sangkap na pinainit ng init ng isang reactor.
Kaya't ang pangangailangan para sa isang kapangyarihan na reactor ng nukleyar ay sapat na makabuluhan para sa mga instituto, grupo at samahan na nagsasaliksik upang maglunsad ng gawain sa direksyong ito. Sa simula pa ng 1940, tatlong mga proyekto ang nagsimulang magtayo ng isang reactor ng nukleyar: Werner Heisenberg sa Kaiser Wilhelm Institute sa Leipzig, Kurt Diebner sa Kagawaran ng Land Armament malapit sa Berlin at Paul Harteck sa University of Hamburg. Ang mga proyektong ito ay kailangang hatiin ang magagamit na mga supply ng uranium dioxide at mabigat na tubig sa kanilang mga sarili.
Sa paghusga sa magagamit na data, nagawa ni Heisenberg na tipunin at mailunsad ang unang demonstrator ng reaksyon sa pagtatapos ng Mayo 1942. Ang 750 kg ng uranium metal na pulbos kasama ang 140 kg ng mabibigat na tubig ay inilagay sa loob ng dalawang mahigpit na naka-screw na aluminyo hemispheres, iyon ay, sa loob ng isang bola ng aluminyo, na inilagay sa isang lalagyan na may tubig. Naging maayos ang eksperimento sa una, isang labis na mga neutron ang nabanggit. Ngunit noong Hunyo 23, 1942, nagsimulang mag-init ng sobra ang bola, ang tubig sa lalagyan ay nagsimulang kumulo. Ang pagtatangka upang buksan ang lobo ay hindi matagumpay, at sa huli ang lobo ay sumabog, nagkakalat ng uranium powder sa silid, na agad na nasunog. Ang apoy ay napapatay ng sobrang hirap. Sa pagtatapos ng 1944, nagtayo si Heisenberg ng isang mas malaking reaktor sa Berlin (1.25 toneladang uranium at 1.5 toneladang mabibigat na tubig), at noong Enero-Pebrero 1945 ay nagtayo siya ng katulad na reaktor sa silong sa Haigerloch. Nagawang makamit ni Heisenberg ang isang disenteng ani ng neutron, ngunit hindi niya nakamit ang isang kontroladong reaksyon ng kadena.
Si Diebner ay nag-eksperimento sa parehong uranium dioxide at uranium metal, na nagtatayo ng apat na reaktor na magkakasunod mula 1942 hanggang sa katapusan ng 1944 sa Gottow (kanluran ng lugar ng pagsubok ng Kummersdorf, timog ng Berlin). Ang unang reaktor, ang Gottow-I, ay naglalaman ng 25 toneladang uranium oxide sa 6800 cubes at 4 toneladang paraffin bilang isang moderator. Ang G-II noong 1943 ay nasa metallic uranium (232 kg ng uranium at 189 liters ng mabibigat na tubig; nabuo ang uranium ng dalawang spheres, sa loob nito ay inilagay ang mabibigat na tubig, at ang buong aparato ay inilalagay sa isang lalagyan na may ilaw na tubig).
Ang G-III, na itinayo kalaunan, ay nakikilala ng isang compact core size (250 x 230 cm) at isang mataas na neutron na ani; ang pagbabago nito sa simula ng 1944 ay naglalaman ng 564 uranium at 600 liters ng mabibigat na tubig. Patuloy na nagtrabaho ng diebner ang disenyo ng reactor, na unti-unting lumalapit sa isang reaksyon ng kadena. Sa wakas, nagtagumpay siya, kahit na may labis na labis. Ang reaktor G-IV noong Nobyembre 1944 ay nagdusa ng isang sakuna: isang boiler ang sumabog, bahagyang natunaw ang uranium, at ang mga empleyado ay lubos na naiilaw.
Mula sa alam na data, naging malinaw na ang mga German physicist ay sinubukan upang lumikha ng isang presyon ng water-moderated power reactor kung saan ang isang aktibong zone ng metallic uranium at mabigat na tubig ay magpapainit sa ilaw na tubig na nakapalibot dito, at pagkatapos ay maaari itong pakainin generator o direkta sa isang turbine.
Agad nilang sinubukan na lumikha ng isang compact reactor na angkop para sa pag-install sa mga barko at submarino, kaya't pinili nila ang uranium metal at mabigat na tubig. Maliwanag na hindi sila bumuo ng isang grapite reactor. At hindi naman dahil sa pagkakamali ni Walter Bothe o dahil hindi nakagawa ang Alemanya ng high-purity graphite. Malamang, ang graphite reactor, na maaaring mas madaling likhain sa teknolohiya, ay naging napakalaki at mabigat upang magamit bilang planta ng kuryente ng isang barko. Sa palagay ko, ang pag-abandona sa reactor ng grapito ay isang sadyang desisyon.
Ang mga aktibidad sa pagpapayaman ng uranium ay malamang na nauugnay sa mga pagtatangka na lumikha ng isang compact power reactor. Ang unang aparato para sa paghihiwalay ng mga isotopes ay nilikha noong 1938 ni Klaus Klusius, ngunit ang kanyang "dividing tube" ay hindi angkop bilang isang pang-industriya na disenyo. Maraming pamamaraan ng paghihiwalay ng isotope ang binuo sa Alemanya. Hindi bababa sa isa sa kanila ang umabot sa isang pang-industriya na sukat. Sa pagtatapos ng 1941, inilunsad ni Dr. Hans Martin ang unang prototype ng isang isotope na paghihiwalay na centrifuge, at sa batayan na ito, isang uranium enrichment plant ang nagsimulang itayo sa Kiel. Ang kasaysayan nito, tulad ng ipinakita ni Nagel, ay maikli. Bomba ito, pagkatapos ay inilipat ang kagamitan sa Freiburg, kung saan ang isang pang-industriya na halaman ay itinayo sa isang silungan sa ilalim ng lupa. Isinulat ni Nagel na walang tagumpay at ang halaman ay hindi gumana. Malamang, hindi ito ganap na totoo, at malamang na ang ilan sa enriched uranium ay ginawa.
Ang pinayaman na uranium bilang isang fuel fuel ay pinapayagan ang mga physicist ng Aleman na malutas ang parehong mga problema ng pagkamit ng isang chain reaction at pagdidisenyo ng isang compact at malakas na light reactor ng tubig. Ang mabigat na tubig ay masyadong mahal pa para sa Alemanya. Noong 1943-1944, matapos ang pagkawasak ng isang halaman para sa paggawa ng mabibigat na tubig sa Noruwega, ang isang halaman ay tumatakbo sa halaman ng Leunawerke, ngunit ang pagkuha ng isang toneladang mabibigat na tubig ay nangangailangan ng pagkonsumo ng 100 libong toneladang karbon upang makabuo ng kinakailangang elektrisidad. Samakatuwid ang mabibigat na reaktor ng tubig ay maaaring magamit sa isang limitadong sukat. Gayunpaman, ang mga Aleman ay tila nabigo upang makabuo ng enriched uranium para sa mga sample sa reaktor.
Mga pagtatangka upang lumikha ng mga sandatang thermonuclear
Ang tanong kung bakit ang mga Aleman ay hindi lumikha at gumamit ng mga sandatang nuklear ay mainit pa ring pinagtatalunan, ngunit sa palagay ko, ang mga debate na ito ay nagpatibay sa impluwensya ng salaysay tungkol sa mga kabiguan ng proyekto ng uranium ng Alemanya kaysa sa nasagot ang katanungang ito.
Sa paghusga sa magagamit na data, ang mga Nazi ay hindi gaanong interesado sa isang uranium o plutonium na bomba nukleyar, at sa partikular, ay hindi gumawa ng anumang mga pagtatangka upang lumikha ng isang reaktor ng produksyon para sa paggawa ng plutonium. Pero bakit?
Una, ang doktrina ng militar ng Aleman ay nag-iwan ng kaunting lugar para sa mga sandatang nukleyar. Hinanap ng mga Aleman na huwag sirain, ngunit agawin ang mga teritoryo, lungsod, pasilidad ng militar at pang-industriya. Pangalawa, sa ikalawang kalahati ng 1941 at noong 1942, nang pumasok ang mga proyekto ng atomic sa yugto ng aktibong pagpapatupad, naniniwala ang mga Aleman na magtatagumpay sila sa digmaan sa USSR at masiguro ang pangingibabaw sa kontinente. Sa oras na ito, kahit na maraming mga proyekto ang nilikha na dapat ipatupad pagkatapos ng digmaan. Sa mga nasabing damdamin, hindi nila kailangan ang isang bombang nukleyar, o, mas tiyak, hindi nila akalaing kinakailangan ito; ngunit kailangan ng reaktor ng bangka o barko para sa mga laban sa hinaharap. Pangatlo, nang magsimulang sumandal ang giyera patungo sa pagkatalo ng Alemanya, at kinakailangan ng sandatang nukleyar, kumuha ng espesyal na landas ang Alemanya.
Si Erich Schumann, ang pinuno ng departamento ng pagsasaliksik ng Kagawaran ng Lupa ng Armamento, ay nagsabi ng ideya na posible na subukang gumamit ng mga light element, tulad ng lithium, para sa isang reaksyon ng thermonuclear, at papagsiklabin ito nang hindi gumagamit ng isang singil sa nukleyar. Noong Oktubre 1943, inilunsad ni Schumann ang aktibong pagsasaliksik sa direksyong ito, at sinubukan ng mga pisiko na sumailalim sa kanya na lumikha ng mga kundisyon para sa isang pagsabog ng thermonuclear sa isang aparatong uri ng kanyon, kung saan ang dalawang hugis na singil ay pinaputok sa isa't isa sa bariles, nakabangga, lumilikha mataas na temperatura at presyon. Ayon kay Nagel, ang mga resulta ay kahanga-hanga, ngunit hindi sapat upang magsimula ng isang reaksyon ng thermonuclear. Tinalakay din ang isang implosion scheme upang makamit ang nais na mga resulta. Ang pagtatrabaho sa direksyon na ito ay tumigil sa simula ng 1945.
Maaaring mukhang isang kakaibang solusyon, ngunit mayroon itong tiyak na lohika. Teknikal na maaaring pagyamanin ng Alemanya ang uranium sa kalidad ng armas-grade. Gayunpaman, ang isang bomba ng uranium ay nangangailangan ng labis na uranium - upang makakuha ng 60 kg ng lubos na napayaman na uranium para sa isang atomic bomb, 10.6 hanggang 13.1 toneladang natural na uranium ang kinakailangan.
Samantala, ang uranium ay aktibong sinipsip ng mga eksperimento sa mga reactor, na itinuring na prayoridad at mas mahalaga kaysa sa mga sandatang nukleyar. Bilang karagdagan, maliwanag, ang uranium metal sa Alemanya ay ginamit bilang isang kapalit ng tungsten sa mga core ng mga shell-piercing shell. Sa nai-publish na minuto ng mga pagpupulong sa pagitan ng Hitler at Reich Ministro ng Armamento at Ammunition Albert Speer, mayroong isang pahiwatig na noong unang bahagi ng Agosto 1943 iniutos ni Hitler na agad na paigtingin ang pagproseso ng uranium para sa paggawa ng mga core. Sa parehong oras, ang mga pag-aaral ay natupad sa posibilidad ng pagpapalit ng tungsten ng metallic uranium, na nagtapos noong Marso 1944. Sa parehong protokol, mayroong isang banggitin na noong 1942 mayroong 5600 kg ng uranium sa Alemanya, malinaw naman nangangahulugan ito ng uranium metal o sa mga tuntunin ng metal. Kung ito ay totoo o hindi ay nanatiling hindi malinaw. Ngunit kung hindi bababa sa bahagyang mga shell-piercing shell ay ginawa gamit ang mga uranium core, kung gayon ang naturang paggawa ay kinailangan ding ubusin ang tonelada at tonelada ng uranium metal.
Ang application na ito ay ipinahiwatig din ng mausisa na katotohanan na ang paggawa ng uranium ay inilunsad ng Degussa AG sa simula ng giyera, bago ang paglalagay ng mga eksperimento sa mga reactor. Ang uranium oxide ay ginawa sa isang halaman sa Oranienbaum (binomba ito sa pagtatapos ng giyera, at ngayon ito ay isang radioactive kontaminasyong zone), at ang uranium metal ay ginawa sa isang halaman sa Frankfurt am Main. Sa kabuuan, gumawa ang firm ng 14 toneladang uranium metal na may pulbos, plate at cubes. Kung higit pa ang pinakawalan kaysa ginamit sa mga pang-eksperimentong reaktor, na nagpapahintulot sa amin na sabihin na ang uranium metal ay mayroon ding iba pang mga aplikasyon ng militar.
Kaya't sa ilaw ng mga pangyayaring ito, naiintindihan ang pagnanasa ni Schumann na makamit ang isang di-nukleyar na pag-aapoy ng isang reaksyong thermonuclear. Una, ang magagamit na uranium ay hindi magiging sapat para sa isang uranium bomb. Pangalawa, kailangan din ng mga reactor ang uranium para sa iba pang mga pangangailangan sa militar.
Bakit nabigo ang mga Aleman na magkaroon ng isang proyekto ng uranium? Sapagkat, halos hindi nakamit ang fission ng atom, itinakda nila sa kanilang sarili ang labis na ambisyosong layunin na lumikha ng isang compact power reactor na angkop bilang isang mobile power plant. Sa isang maikling panahon at sa ilalim ng mga kondisyong militar, ang gawaing ito ay halos hindi malulutas para sa kanila.
