Урановые кубы доказали, что немецкая атомная программа не смогла выйти на критический режим
- Для критического режима реактору B8 требовалось 1292–1775 урановых блоков; установка Гейзенберга в Хайгерлохе включала 664.
- Примеси в металлургическом коксе поглощали нейтроны; даже полное перераспределение сырья между центрами не сделало бы B8 работоспособным.
- Тимоти Коэтс и Мириам Хиберт изучили 14 сохранившихся кубов; исследование опубликовано в PNAS Nexus.
Почему это важно: По тексту, результаты закрывают давние исторические споры о причинах провала программы.
Новые расчёты по сохранившимся урановым кубам и рассекреченным документам подтвердили: немецкая ядерная программа времён Второй мировой войны провалилась из-за критического дефицита сырья и изоляции научных групп. Для достижения критического состояния режима, при котором цепная реакция деления ядер становится самоподдерживающейся, реактору B8 требовалось от 1292 до 1775 урановых блоков. Немецкие учёные располагали лишь их малой частью, а запасы тяжёлой воды составляли половину от объёма, который норвежская компания Norsk Hydro произвела за всё время. Исследование опубликовано в журнале PNAS Nexus.
Инициатором работ выступил физик Университета Мэриленда Тимоти Коэтс, получивший в 2013 году один из редких урановых кубов. Вместе с коллегой Мириам Хиберт он проследил судьбу 14 известных образцов, часть из которых хранилась в Смитсоновском институте и Гарвардском университете. В конце зимы 1944 года группа под руководством Вернера Гейзенберга собирала в пещере под замком в Хайгерлохе экспериментальную установку из 664 кубов, подвешенных на авиационном тросе и погружённых в бассейн с тяжёлой водой. После отступления немцы закопали блоки в поле, а ключевую документацию спрятали. Физик Самуэль Гудсмит позже выкапывал архивы в рамках операции Alsos.
Гейзенберг утверждал, что проект остановился лишь из-за нехватки нескольких десятков кубов, и считал, что небольшой прирост топлива позволил бы запустить процесс. Однако анализ двух сохранившихся образцов вместе с техническими отчётами показал, что оценка руководителя была занижена. Немецким учёным пришлось заменить американский нефтяной кокс на металлургический, содержащий вдвое больше примесей. Эти добавки поглощали нейтроны, лишая природный уран возможности поддерживать реакцию даже при идеальной геометрии сборки. Британская морская блокада января 1940 года перекрыла поставки чистого кокса, а аналогичные проблемы в США решились только после находки месторождения в Пенсильвании.
Дополнительным фактором стала организационная разобщённость. Немецкие ядерщики работали в трёх изолированных центрах Берлине, Готтау и Лейпциге, не обмениваясь данными и ресурсами. Ранние подсчёты предполагали, что объединение запасов берлинской и готтауской групп дало бы достаточно материала для запуска установки. Но новые расчёты опровергают эту гипотезу: даже при полном перераспределении имеющегося сырья конструкция B8 оставалась неработоспособной из-за физических ограничений замедлителя и топливного баланса.
Работа демонстрирует, как логистические просчёты и сырьевой дефицит перевесили теоретические расчёты. Проект не достиг цели не из-за этических сомнений или случайных ошибок, а из-за системного недооценивания требований к массе топлива и чистоте материалов. Результаты исследования закрывают давние исторические споры и показывают, что технологический разрыв был обусловлен объективными производственными ограничениями.
© iXBT
