آلمان نازی نمی توانست یک راکتور فعال بسازد، چه برسد به یک بمب، یافته های مطالعه

به گفته مورخان، پروژه منهتن به عنوان پاسخی به رهبری آلمان نازی در فناوری هسته ای آغاز شد. در حالی که رآکتور آنها هرگز واقعا به پرواز درآمده است، محققان در مورد اینکه چقدر به آنها نزدیک شده اند اختلاف نظر دارند - و یک مطالعه جدید استدلال می کند که پاسخ ممکن است این باشد که آنها اصلا به بحرانی بودن نزدیک نبودند.

در آنچه آنها «باستان‌شناسی هسته‌ای» می‌نامند، محققان مروری بر اسناد تاریخی درباره Uranprojekt - برنامه هسته‌ای آلمان نازی - انجام دادند و سپس مدلی را برای بازتولید اندازه‌گیری‌های واقعی از پیشرفت آن ابداع کردند. به طور خاص، تیم بر B8، آخرین آزمایش اورانیوم در مقیاس بزرگ آلمان نازی در سال 1945 تمرکز کرد. دو سال پس از جنگ، طراح پروژه ورنر هایزنبرگ ادعا کرد که راکتور با کمی اورانیوم بیشتر کار می کرد.

با این حال، آخرین ارزیابی که امروز در PNAS Nexus منتشر شد، این تخمین را رد می‌کند و ادعا می‌کند که آلمان نازی نمی‌توانست آب سنگین یا راکتور گرافیتی بسازد.

این تیم که شامل فیزیکدانان پاتریک جی پارک و تیموتی دبلیو کوث به ترتیب از دانشگاه کلمبیا و دانشگاه مریلند است، در این مقاله نوشت: «تحلیل هسته‌ای جدید ما نشان می‌دهد که B8 برای رسیدن به حد بحرانی، تقریبا 2 برابر اورانیوم و 2.3 برابر آب سنگین نیاز دارد که بسیار فراتر از تخمین‌های هایزنبرگ است». این ارقام با آنچه B8 واقعا استفاده می کرد مقایسه می شود.

این بدان معناست که نازی ها از آب سنگین مورد نیاز برای حفظ یک واکنش زنجیره ای هسته ای بسیار کوتاه بودند. بر اساس این مطالعه، B8 به دو برابر آب سنگینی نیاز داشت که نورسک هیدرو - کارخانه ای در نروژ تحت اشغال نازی ها که برنامه آلمان را تامین می کرد - در طول کل جنگ تولید کرد.

درست است - هایزنبرگ که بر پروژه اورانیوم آلمان نازی نظارت داشت، همان هایزنبرگ بود که فیزیک کوانتومی مدرن را متحول کرد. (اگر کنجکاو هستید که بیشتر بدانید، من کتاب فراتر از عدم قطعیت اثر دیوید کسیدی را توصیه می کنم.) هایزنبرگ در سال 1939، یک سال پس از کشف شکافت هسته ای، به تلاش های هسته ای آلمان پیوست. او مجموعا هشت آزمایش در مقیاس بزرگ را برای بررسی امکان‌سنجی تولید انرژی از اورانیوم رهبری کرد.

بر اساس این روزنامه، عقب‌نشینی‌های نظامی آلمان‌ها را وادار کرد که تحقیقات هسته‌ای را در اولویت قرار دهند و پس از جنگ، مواد هسته‌ای آنها «در مجموعه‌های اطلاعاتی آمریکا یا شوروی یا در بازار سیاه ناپدید شد». تیم توضیح داد که این "دریچه ای" برای همکاران سابق مانند هایزنبرگ باقی گذاشت تا ادعاهای فنی در مورد Uranprojekt داشته باشند که به طور مستقل قابل تأیید نبود. شایان ذکر است، هایزنبرگ در مقاله‌ای در سال 1947 در نیچر استدلال کرد که اگر تیمش «مقدار نسبتا کمی اورانیوم» را تأمین می‌کرد، به‌ویژه B8 موفق می‌شد.

هایزنبرگ با کنار گذاشتن سیاست خود، بدون شک یکی از درخشان ترین فیزیکدانان زمان خود است. بر اساس این مطالعه، با توجه به شهرت او، ادعاهای او منجر به شکاف در گفتمان دانشمندان مدرن در مورد شکست برنامه هسته ای آلمان نازی شده است. علاوه بر این، پژوهشگران اضافه کردند که گفتمان بیشتر بر اسناد تاریخی متمرکز شده است و نه ارزیابی مجدد فنی از آنچه از نظر علمی امکان پذیر به نظر می رسد - از این رو، تحلیل جدید.

برای این مطالعه، تیم تحقیقات پزشکی قانونی و باستان شناسی مبتنی بر اسناد اورانیوم، آب سنگین و گرافیت B8 را انجام دادند. اگرچه منابع اولیه آلمانی مشخصات شیمیایی را حذف کردند، اما محققان همچنان بر اساس تکنیک های مورد استفاده در تحقیقات قبلی در تاسیسات هسته ای پس از جنگ، توانستند به یک برآورد منصفانه برسند. سپس تیم سه مدل شبیه‌سازی مختلف برای بازسازی شرایط فیزیکی B8 ساخت. همچنین به داده‌های پروژه‌های معاصر مانند Chicago Pile 3 پروژه منهتن، یک راکتور اورانیوم طبیعی با آب سنگین شبیه B8 اشاره کرد.

به طور کلی، آخرین تجزیه و تحلیل نشان داد که هایزنبرگ به طور قابل توجهی آنچه را که برای رسیدن به انتقاد نیاز داشت، دست کم گرفته است. بر اساس این مقاله، B8 حداقل به 1.9 تا 2.7 برابر اورانیوم بیشتر و 2.1 تا 2.4 برابر آب سنگین نیاز دارد. علاوه بر این، منبع گرافیت آلمان، به عنوان جایگزینی برای آب سنگین، حاوی ناخالصی های بسیار زیادی برای حفظ یک راکتور بود. شاید هایزنبرگ یک فیزیکدان فوق العاده باهوش بوده باشد، اما حتی او نیز برای غلبه بر این واقعیت تلاش می کرد.

محققان در این مطالعه خاطرنشان کردند: «در صورتی که تنها تقاضای کل را در مقابل عرضه کل قرار دهیم [در تئوری]، ممکن است چندین خلاف واقع شدنی به نظر برسد، اما دستیابی به آنها در شرایط زمان جنگ به آینده‌نگری و هماهنگی تقریبا دانا نیاز دارد».