مکعب‌های اورانیوم نشان می‌دهند چرا پروژه هسته‌ای آلمان نازی شکست خورد

یک پژوهش جدید نشان می‌دهد ورنر هایزنبرگ میزان مواد موردنیاز برای ساخت یک راکتور هسته‌ای را به‌طور قابل‌توجهی کمتر از مقدار واقعی برآورد کرده بود.

در جریان جنگ جهانی دوم، فیزیک‌دانان پروژه منهتن نگران بودند که برنامه هسته‌ای آلمان نازی پیش از آمریکا و متحدانش به ساخت نخستین بمب اتمی دست پیدا کند. هرچند چنین اتفاقی رخ نداد، اما مورخان همچنان درباره میزان پیشرفت آلمانی‌ها در آخرین تلاش خود برای راه‌اندازی یک راکتور هسته‌ای با نام B8 اختلاف‌نظر دارند.

ورنر هایزنبرگ، رهبر این پروژه، مدعی شده بود که دانشمندان آلمانی تا رسیدن به نتیجه فاصله چندانی نداشتند و تنها به مقدار کمی اورانیوم بیشتر نیاز داشتند. با این حال، مقاله‌ای تازه منتشرشده در نشریه آکادمیک مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم نکسوس نشان می‌دهد این ادعا درست نبوده است. بر اساس یافته‌های پژوهشگران، با توجه به طراحی مورد استفاده، آلمانی‌ها برای ساخت یک راکتور عملیاتی به اورانیوم و آب سنگین بسیار بیشتری نیاز داشتند.

این تحقیقات در سال ۲۰۱۳ آغاز شد؛ زمانی که تیموتی کوث، فیزیک‌دان دانشگاه مریلند و یکی از نویسندگان مقاله جدید، از یکی از دوستانش یک مکعب فلزی سنگین و مرموز هدیه گرفت. او بلافاصله تشخیص داد که این قطعه یکی از مکعب‌های اورانیومی مورد استفاده دانشمندان آلمانی در تلاش ناموفق برای ساخت راکتور هسته‌ای بوده است. امروزه تنها ۱۴ نمونه از این مکعب‌ها شناسایی شده‌اند.

در سال ۲۰۱۹، روند تلاش‌های کوث برای کشف منشأ این مکعب و چند نمونه مشابه دیگر که به شکلی نامعلوم از اقیانوس اطلس عبور کرده و به آمریکا رسیده بودند، مورد توجه قرار گرفت. کوث و همکارش در این پروژه، میریام میمی هیبرت که آن زمان دانشجوی تحصیلات تکمیلی بود، موفق شده بودند ۱۰ مکعب را در نقاط مختلف آمریکا پیدا کنند.

بازنگری در تلاش هسته‌ای آلمان نازی

یکی از نگرانی‌های اصلی در پروژه منهتن آمریکا این بود که دانشمندان آلمانی تحت حکومت آدولف هیتلر زودتر از نیروهای متفقین به ساخت بمب هسته‌ای دست پیدا کنند. برنامه هسته‌ای آلمان حدود دو سال زودتر آغاز شده بود، اما به گفته تیموتی کوث، رقابت شدید بر سر منابع محدود، اختلافات شخصی میان دانشمندان و مدیریت علمی ناکارآمد، پیشرفت این برنامه را با تأخیرهای جدی مواجه کرد. دانشمندان هسته‌ای آلمان نیز در سه گروه جداگانه و مستقل فعالیت می‌کردند که پایگاه‌های آن‌ها در برلین با نماد B، گوتو با نماد G و لایپزیگ با نماد L مشخص شده بود.

ورنر هایزنبرگ هدایت گروه برلین را بر عهده داشت. با پیشروی نیروهای متفقین در زمستان ۱۹۴۴، او تیم خود را به غاری در زیر یک قلعه در شهر کوچکی به نام هایگرلوخ منتقل کرد؛ مکانی که امروزه موزه آتم‌کلر در آن قرار دارد. دانشمندان در همین محل راکتور B8 را ساختند. این مجموعه سپس درون مخزنی حاوی آب سنگین قرار می‌گرفت و برای جلوگیری از قرار گرفتن افراد در معرض تشعشعات، با گرافیت محافظت می‌شد.

درحالی‌که دانشمندان آلمانی برای تکمیل پروژه خود با کمبود زمان روبه‌رو بودند، سپهبد لزلی گرووز، مدیر پروژه منهتن، عملیات مخفیانه‌ای با نام آلسوس را آغاز کرد. هدف اصلی این مأموریت، جمع‌آوری اطلاعات و تجهیزات مرتبط با تحقیقات علمی آلمان بود. با نزدیک‌شدن نیروهای متفقین، هایزنبرگ آزمایش B۸ را از هم جدا کرد و مکعب‌های اورانیوم را در یک زمین دفن کرد. او همچنین اسناد مهم پروژه را در یک مستراح پنهان ساخت. ساموئل گودسمیت، فیزیک‌دانی که مأمور بیرون‌آوردن این اسناد از محل دفن شده بود، با کار دشواری روبه‌رو شد. هایزنبرگ نیز با دوچرخه از منطقه گریخت و تعدادی از مکعب‌ها را در کوله‌پشتی خود حمل کرد.

طبق گزارش هایزنبرگ، آخرین آزمایش دانشمندان آلمانی به دلیل کافی‌نبودن مقدار اورانیوم موجود در مکعب‌ها شکست خورد و نتوانست یک واکنش هسته‌ای زنجیره‌ای پایدار ایجاد کند. با وجود این، او اطمینان داشت که افزایش اندکی در ابعاد مجموعه می‌توانست فرایند تولید انرژی را آغاز کند. یک مدل ارائه‌شده در مقاله‌ای در سال ۲۰۰۹ نیز از این دیدگاه پشتیبانی می‌کرد و نشان می‌داد که گروه آلمانی تنها به ۵۰ درصد مکعب اورانیوم بیشتر برای موفقیت در اجرای طرح خود نیاز داشت.

کوث و هیبرت در جریان تحقیقات خود، جعبه‌ای حاوی اسناد محرمانه‌زدایی‌شده درباره اورانیوم آلمان را در آرشیو ملی آمریکا پیدا کردند. آن‌ها همچنین حدود ۴۰۰ مکعب اورانیوم دیگر را شناسایی کردند که به آزمایش راکتوری جداگانه گروه گوتو تعلق داشتند. پژوهشگران با بررسی مجموع این ذخایر به این نتیجه رسیدند که مقدار اورانیوم موجود در هر دو مجموعه برای رسیدن راکتور B8 به وضعیت بحرانی و آغاز واکنش زنجیره‌ای پایدار کافی بوده است. این یافته نشان می‌دهد رویکرد محرمانه و انزواطلبانه آلمان به برنامه هسته‌ای این کشور آسیب زد؛ زیرا دو گروه علمی اطلاعات و منابع خود را با یکدیگر به اشتراک نمی‌گذاشتند.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.