Во время Второй мировой войны Соединённые Штаты спешили создать атомную бомбу, опасаясь, что нацистская Германия их опередит. Новое научное исследование показывает, что немецкая ядерная программа была гораздо дальше от успеха, чем утверждал её ведущий физик Вернер Гейзенберг.
Изучив уцелевшие урановые кубы и архивные документы, учёные пришли к выводу, что для запуска последнего экспериментального реактора Германии потребовалось бы намного больше урана и тяжёлой воды, чем было в её распоряжении.
Один из путей к атомной бомбе — постройка ядерного реактора, способного производить плутоний. Внутри реактора атомы урана расщепляются, высвобождая энергию и дополнительные частицы — нейтроны. При определённых условиях эти нейтроны вызывают новые реакции деления, создавая устойчивую цепную реакцию.
Последней попыткой Германии был экспериментальный реактор B-8, построенный в 1945 году. В нём использовались кубы из природного урана, погружённые в тяжёлую воду — вещество, которое замедляет нейтроны и помогает поддерживать цепную реакцию. Тяжёлая вода похожа на обычную, но в атомах её водорода содержится дополнительный нейтрон.
Получить достаточное количество тяжёлой воды было для Германии серьёзной проблемой. Единственное предприятие в Европе, способное поставлять её в нужных для немецкой программы объёмах, — завод Norsk Hydro в норвежском Веморке. После оккупации Норвегии в апреле 1940 года завод перешёл под контроль Германии. Союзники понимали его значение и совершали диверсии и бомбардировки. Крупный американский авианалёт 16 ноября 1943 года помог остановить производство тяжёлой воды на этом заводе.
Когда американские войска в 1945 году обнаружили и демонтировали реактор B-8, он так и не достиг критичности — состояния, при котором цепная реакция становится самоподдерживающейся. Гейзенберг утверждал, что для запуска реактора не хватало лишь немного увеличить количество урана. Однако новое исследование группы учёных под руководством Тимоти Коэта, опубликованное в журнале PNAS Nexus, опровергает эту оценку.
Согласно расчётам исследователей, реактору B-8 для достижения устойчивой цепной реакции потребовалось бы примерно вдвое больше урана и более чем вдвое больше тяжёлой воды, чем в нём было. Таких количеств материалов у Германии во время войны не было.
Учёные также проверили, могли ли немецкие физики использовать вместо дефицитной тяжёлой воды графит, как это сделали их американские коллеги, запустившие первый в мире реактор в 1942 году. Оказалось, что графит, доступный на подконтрольных Германии территориях, содержал примеси, в частности бор, который поглощает нейтроны и мешает цепной реакции. Таким образом, заменить тяжёлую воду графитом было невозможно.
Исследование показывает, что немецкие учёные столкнулись с непреодолимым дефицитом ресурсов. Спустя более чем 80 лет после окончания войны уцелевшие урановые кубы помогли установить, насколько далека была нацистская Германия от создания действующего ядерного реактора.
Письма читателей