تاریخچه پروژه اورانیوم رایش سوم ، همانطور که معمولاً ارائه می شود ، شخصاً من را بسیار به یاد کتابی با صفحات پاره می اندازد. همه آن به عنوان سابقه شکست ها و شکست های مداوم ، برنامه ای با اهداف نامشخص و اتلاف منابع ارزشمند به نظر می رسد. در واقع ، نوعی روایت در مورد برنامه اتمی آلمان ساخته شده است ، غیر منطقی است ، که در آن ناسازگاری های قابل توجهی وجود دارد ، اما به شدت تحمیل می شود.
با این حال ، برخی از اطلاعاتی که ما در نشریات به دست آوردیم ، از جمله مطالعات نسبتاً اخیر در مورد تاریخ تحولات فنی و نظامی آلمان ، به ما این امکان را می دهد تا به طور کامل به پروژه اورانیوم آلمان نگاه کنیم. نازی ها در درجه اول به یک راکتور قدرت جمع و جور و سلاح های هسته ای علاقه مند بودند.
راکتور قدرت
اثر گسترده و با صدای آلمانی گونتر ناگل "Wissenschaft für den Krieg" ، بیش از هزار صفحه بر اساس مطالب آرشیوی غنی ، اطلاعات بسیار جالبی در مورد نحوه تصور فیزیکدانان رایش سوم برای استفاده از انرژی اتمی ارائه می دهد. این کتاب عمدتا به کارهای مخفی بخش تحقیقاتی وزارت تسلیحات زمینی می پردازد ، که در آن کار بر روی فیزیک هسته ای نیز انجام شده است.
از سال 1937 ، در این بخش ، کورت دیبنر تحقیقاتی را در زمینه شروع انفجار مواد منفجره با استفاده از تابش انجام داد. حتی قبل از اولین شکافت مصنوعی اورانیوم در ژانویه 1939 ، آلمانی ها سعی کردند از فیزیک هسته ای در امور نظامی استفاده کنند. دپارتمان تسلیحات زمینی بلافاصله به واکنش شکافت اورانیوم علاقه مند شد ، که پروژه اورانیوم آلمان را آغاز کرد و اول از همه ، دانشمندان را برای تعیین حوزه های کاربرد انرژی اتمی تعیین کرد. این فرمان توسط کارل بکر ، رئیس بخش تسلیحات زمینی ، رئیس شورای تحقیقات شاهنشاهی و ژنرال توپخانه صادر شد. این دستور توسط فیزیکدان نظری زیگفرید فلایگه انجام شد ، که در ژوئیه 1939 گزارشی در مورد استفاده از انرژی اتمی تهیه کرد ، توجه به پتانسیل عظیم انرژی هسته اتمی شکافتنی را جلب کرد و حتی طرح "ماشین اورانیوم" را تهیه کرد. یک راکتور است
ساخت "ماشین اورانیوم" اساس پروژه اورانیوم رایش سوم را تشکیل داد. ماشین اورانیوم نمونه اولیه یک راکتور قدرت بود ، نه یک راکتور تولیدی. معمولاً این شرایط یا در چارچوب روایتی درباره برنامه هسته ای آلمان ، که عمدتاً توسط آمریکایی ها ایجاد شده است ، نادیده گرفته می شود ، یا به شدت دست کم گرفته می شود. در همین حال ، مسئله انرژی برای آلمان به دلیل کمبود حاد نفت ، نیاز به تولید سوخت موتور از زغال سنگ و مشکلات قابل توجه در استخراج ، حمل و نقل و استفاده از زغال سنگ ، مهمترین مسئله بود. بنابراین ، اولین نگاه اجمالی به ایده منبع انرژی جدید ، آنها را بسیار تحت تأثیر قرار داد. گونتر ناگل می نویسد که قرار بود از "ماشین اورانیوم" به عنوان منبع ثابت انرژی در صنعت و ارتش استفاده شود و آن را روی کشتی های جنگی بزرگ و زیردریایی ها نصب کند. دومی ، همانطور که از حماسه نبرد آتلانتیک مشاهده می شود ، از اهمیت زیادی برخوردار بود. راکتور زیردریایی قایق را از غواصی به غواصی واقعاً زیر آب تبدیل کرد و در برابر نیروهای ضد زیردریایی مخالفان بسیار آسیب پذیرتر شد.قایق هسته ای برای شارژ باتری ها نیازی به روی آوردن نداشت و دامنه عملیات آن با تامین سوخت محدود نمی شد. حتی یک قایق رآکتور هسته ای نیز بسیار ارزشمند خواهد بود.
اما علاقه طراحان آلمانی به راکتور هسته ای به این محدود نمی شود. لیستی از ماشین هایی که تصور می کردند راکتور را روی آنها نصب کنند ، شامل مخازن بود. در ژوئن 1942 ، آلبرت اشپر وزیر تسلیحات هیتلر و رایش در مورد پروژه ای برای "ماشین جنگی بزرگ" با وزن حدود 1000 تن بحث کردند. ظاهراً راکتور مخصوص این نوع مخزن بوده است.
همچنین دانشمندان موشک به راکتور هسته ای علاقه مند شدند. در آگوست 1941 ، مرکز تحقیقات Peenemünde امکان استفاده از "ماشین اورانیوم" را به عنوان موتور موشک درخواست کرد. دکتر کارل فردریش فون وایزاکر پاسخ داد که این امکان وجود دارد ، اما با مشکلات فنی روبرو است. رانش واکنشی می تواند با استفاده از محصولات پوسیدگی هسته اتمی یا با استفاده از ماده ای که با حرارت یک راکتور گرم می شود ایجاد شود.
بنابراین تقاضا برای یک راکتور هسته ای قدرتمند برای م institسسات ، گروهها و سازمانهای تحقیقاتی به اندازه کافی قابل توجه بود تا در این راستا کار خود را آغاز کنند. در آغاز سال 1940 ، سه پروژه برای ساخت یک راکتور هسته ای آغاز شد: ورنر هایزنبرگ در موسسه Kaiser Wilhelm در لایپزیگ ، کورت دیبنر در بخش تسلیحات زمینی نزدیک برلین و پل هارتک در دانشگاه هامبورگ. این پروژه ها باید منابع موجود دی اکسید اورانیوم و آب سنگین را بین خود تقسیم کنند.
با توجه به داده های موجود ، هایزنبرگ توانست اولین راکتور نمایشی را در پایان ماه مه 1942 مونتاژ و راه اندازی کند. 750 کیلوگرم پودر فلز اورانیوم به همراه 140 کیلوگرم آب سنگین در داخل دو نیمکره آلومینیومی محکم پیچ خورده قرار گرفته است ، یعنی در داخل یک توپ آلومینیومی که در ظرفی با آب قرار داده شده است. این آزمایش در ابتدا خوب پیش رفت ، مقدار زیادی نوترون مشاهده شد. اما در 23 ژوئن 1942 ، توپ شروع به گرم شدن کرد ، آب ظرف شروع به جوشیدن کرد. تلاش برای باز کردن بالن ناموفق بود و در نهایت بادکنک منفجر شد و پودر اورانیوم را در اتاق پراکنده کرد که بلافاصله آتش گرفت. آتش به سختی خاموش شد. در پایان سال 1944 ، هایزنبرگ یک راکتور بزرگتر در برلین (1.25 تن اورانیوم و 1.5 تن آب سنگین) ساخت و در ژانویه تا فوریه 1945 او یک راکتور مشابه در زیرزمین هایگرلوخ ساخت. هایزنبرگ موفق شد عملکرد نوترونی مناسبی را به دست آورد ، اما به یک واکنش زنجیره ای کنترل شده دست نیافت.
دیبنر هم با دی اکسید اورانیوم و هم با فلز اورانیوم آزمایش کرد و چهار راکتور را پی در پی از سال 1942 تا پایان 1944 در گوتو (غرب محل آزمایش کومرزدورف ، جنوب برلین) ساخت. اولین راکتور Gottow-I حاوی 25 تن اکسید اورانیوم در 6800 مکعب و 4 تن پارافین به عنوان تعدیل کننده بود. G-II در سال 1943 قبلاً روی اورانیوم فلزی (232 کیلوگرم اورانیوم و 189 لیتر آب سنگین) قرار داشت ؛ اورانیوم دو کره تشکیل داد ، داخل آن آب سنگین قرار داده شد و کل دستگاه در ظرفی با آب سبک قرار گرفت).
G-III ، که بعداً ساخته شد ، با اندازه هسته فشرده (250 * 230 سانتی متر) و عملکرد نوترون بالا متمایز شد ؛ اصلاح آن در ابتدای سال 1944 حاوی 564 اورانیوم و 600 لیتر آب سنگین بود. دیبنر به طور مداوم طراحی راکتور را انجام داد و به تدریج به یک واکنش زنجیره ای نزدیک شد. سرانجام ، او موفق شد ، هر چند با افزونگی فراوان. راکتور G-IV در نوامبر 1944 دچار فاجعه شد: یک دیگ بخار ترکید ، اورانیوم تا حدی ذوب شد و کارکنان به شدت تحت تابش قرار گرفتند.
با توجه به داده های شناخته شده ، کاملاً آشکار می شود که فیزیکدانان آلمانی سعی کرده اند یک راکتور قدرت تحت فشار آب ایجاد کنند که در آن یک منطقه فعال از اورانیوم فلزی و آب سنگین آب سبک اطراف آن را گرم می کند و سپس می تواند به بخار داده شود. ژنراتور یا مستقیم به توربین.
آنها بلافاصله سعی کردند یک راکتور جمع و جور مناسب برای نصب در کشتی ها و زیردریایی ها ایجاد کنند ، به همین دلیل آنها فلز اورانیوم و آب سنگین را انتخاب کردند. ظاهراً آنها راکتور گرافیتی نساخته اند. و اصلاً به خاطر اشتباه والتر بوثه یا به این دلیل که آلمان نمی تواند گرافیت با خلوص بالا تولید کند. به احتمال زیاد ، راکتور گرافیت ، که از نظر فنی ایجاد آن آسان تر بود ، بسیار بزرگ و سنگین بود تا بتوان از آن به عنوان نیروگاه کشتی استفاده کرد. به نظر من ، رها کردن راکتور گرافیت یک تصمیم عمدی بود.
فعالیتهای غنی سازی اورانیوم نیز به احتمال زیاد با تلاش برای ایجاد یک راکتور قدرت فشرده همراه بود. اولین دستگاه برای جداسازی ایزوتوپ ها در سال 1938 توسط کلاوس کلسیوس ایجاد شد ، اما "لوله تقسیم" وی به عنوان یک طرح صنعتی مناسب نبود. چندین روش جداسازی ایزوتوپ در آلمان توسعه یافته است. حداقل یکی از آنها به مقیاس صنعتی رسیده است. در پایان سال 1941 ، دکتر هانس مارتین اولین نمونه سانتریفیوژ جداسازی ایزوتوپ را راه اندازی کرد و بر این اساس ، کارخانه غنی سازی اورانیوم در کیل شروع به ساخت کرد. تاریخچه آن ، همانطور که توسط ناگل ارائه شده است ، کوتاه است. بمباران شد ، سپس تجهیزات به فرایبورگ منتقل شد ، جایی که یک کارخانه صنعتی در پناهگاه زیرزمینی ساخته شد. ناگل می نویسد که هیچ موفقیتی حاصل نشد و کارخانه کار نکرد. به احتمال زیاد ، این به طور کامل درست نیست و به احتمال زیاد مقداری از اورانیوم غنی شده تولید شده است.
اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت هسته ای به فیزیکدانان آلمانی این امکان را داد که هم مشکلات دستیابی به واکنش زنجیره ای و هم طراحی راکتور فشرده و قدرتمند آب سبک را حل کنند. آب سنگین هنوز برای آلمان بسیار گران بود. در سالهای 1943-1944 ، پس از تخریب کارخانه تولید آب سنگین در نروژ ، یک کارخانه در کارخانه Leunawerke کار می کرد ، اما برای به دست آوردن یک تن آب سنگین نیاز به مصرف 100 هزار تن زغال سنگ برای تولید برق مورد نیاز بود. به بنابراین راکتور آب سنگین می تواند در مقیاس محدود استفاده شود. با این حال ، آلمانی ها ظاهراً موفق به تولید اورانیوم غنی شده برای نمونه های راکتور نشدند.
تلاش برای ایجاد سلاح های هسته ای
این س whyال که چرا آلمانی ها سلاح هسته ای ایجاد نکرده اند و از آن استفاده نکرده اند ، هنوز بحث داغی است ، اما به نظر من ، این بحث ها بیش از آنکه به این س answeredال پاسخ دهد ، تأثیر روایت در مورد شکست پروژه اورانیوم آلمان را تقویت کرد.
با توجه به داده های موجود ، نازی ها علاقه چندانی به بمب هسته ای اورانیوم یا پلوتونیوم نداشتند و به طور خاص ، هیچ تلاشی برای ایجاد یک راکتور تولیدی برای تولید پلوتونیوم نکردند. اما چرا؟
ابتدا ، دکترین نظامی آلمان فضای کمی برای سلاح های هسته ای باقی گذاشت. آلمانی ها به دنبال تخریب نبودند ، بلکه قصد تصرف مناطق ، شهرها ، تاسیسات نظامی و صنعتی را داشتند. ثانیاً ، در نیمه دوم سال 1941 و در سال 1942 ، هنگامی که پروژه های اتمی وارد مرحله اجرای فعال شدند ، آلمانی ها معتقد بودند که به زودی در جنگ اتحاد جماهیر شوروی پیروز می شوند و تسلط خود را بر این قاره تضمین می کنند. در این زمان ، حتی پروژه های متعددی ایجاد شد که قرار بود پس از پایان جنگ اجرا شود. با چنین احساساتی ، آنها نیازی به بمب هسته ای نداشتند ، یا دقیق تر ، آنها فکر نمی کردند که لازم است. اما یک رآکتور قایق یا کشتی برای نبردهای بعدی در اقیانوس مورد نیاز بود. سوم ، هنگامی که جنگ به سمت شکست آلمان متمایل شد و سلاح های هسته ای ضروری شد ، آلمان راه خاصی را در پیش گرفت.
اریش شومان ، رئیس بخش تحقیقاتی گروه تسلیحات زمینی ، این ایده را مطرح کرد که می توان از عناصر سبک مانند لیتیوم برای واکنش حرارتی هسته ای استفاده کرد و بدون استفاده از بار هسته ای آن را مشتعل کرد. در اکتبر 1943 ، شومان تحقیقات فعالی را در این راستا آغاز کرد و فیزیکدانان زیر دست او سعی کردند شرایطی را برای انفجار حرارتی هسته ای در دستگاهی از نوع توپ ایجاد کنند ، که در آن دو بار شکل به طرف یکدیگر در لوله شلیک می شود ، برخورد می کند ، دما و فشار بالا به گفته ناگل ، نتایج چشمگیر بود ، اما برای شروع واکنش حرارتی هسته ای کافی نبود. همچنین یک طرح انفجار برای دستیابی به نتایج مطلوب مورد بحث قرار گرفت. کار در این راستا در ابتدای سال 1945 متوقف شد.
ممکن است راه حلی عجیب به نظر برسد ، اما منطق خاصی داشت.آلمان می تواند اورانیوم را از نظر فنی با کیفیت اسلحه غنی کند. با این حال ، یک بمب اورانیوم به اورانیوم بیش از حد نیاز داشت - برای به دست آوردن 60 کیلوگرم اورانیوم بسیار غنی شده برای یک بمب اتمی ، 10.6 تا 13.1 تن اورانیوم طبیعی مورد نیاز بود.
در همین حال ، اورانیوم به طور فعال توسط آزمایشات با راکتورها جذب شد ، که اولویت و مهمتر از سلاح های هسته ای در نظر گرفته شد. علاوه بر این ، ظاهراً فلز اورانیوم در آلمان به عنوان جایگزین تنگستن در هسته پوسته های زره پوش استفاده می شد. در صورتجلسه منتشر شده جلسات هیتلر و آلبرت اشپر وزیر تسلیحات و مهمات رایش ، نشانه ای وجود دارد که در اوایل آگوست 1943 هیتلر دستور داد فوراً پردازش اورانیوم را برای تولید هسته ها تشدید کند. در همان زمان ، مطالعاتی در مورد احتمال جایگزینی تنگستن با اورانیوم فلزی انجام شد ، که در مارس 1944 به پایان رسید. در همان پروتکل ، ذکر شده است که در سال 1942 5600 کیلوگرم اورانیوم در آلمان وجود داشت ، بدیهی است که این به معنی فلز اورانیوم یا از نظر فلز است. صحت داشت یا نه مبهم باقی ماند. اما اگر حداقل تا حدی پوسته های سوراخ کننده زره با هسته های اورانیوم تولید می شد ، چنین تولیدی باید تن و تن فلز اورانیوم را نیز مصرف می کرد.
این کاربرد همچنین با واقعیت کنجکاوی نشان می دهد که تولید اورانیوم توسط Degussa AG در آغاز جنگ ، قبل از استقرار آزمایش با راکتورها آغاز شد. اکسید اورانیوم در کارخانه ای در Oranienbaum تولید می شد (در پایان جنگ بمباران شد و اکنون منطقه آلودگی رادیواکتیو است) و فلز اورانیوم در کارخانه ای در فرانکفورت am Main تولید شد. در مجموع ، این شرکت 14 تن فلز اورانیوم را به صورت پودر ، بشقاب و مکعب تولید کرد. اگر مقدار بیشتری از آنچه در راکتورهای آزمایشی استفاده می شد آزاد شد ، که به ما اجازه می دهد بگوییم فلز اورانیوم کاربردهای نظامی دیگری نیز داشت.
بنابراین با توجه به این شرایط ، میل شومان برای دستیابی به احتراق غیر هسته ای واکنش حرارتی هسته ای کاملاً قابل درک است. اول ، اورانیوم موجود برای بمب اورانیوم کافی نخواهد بود. دوم ، راکتورها همچنین برای نیازهای نظامی دیگر به اورانیوم نیاز داشتند.
چرا آلمانی ها موفق به انجام پروژه اورانیوم نشدند؟ از آنجا که آنها به سختی به شکافتن اتم دست یافته بودند ، هدف فوق العاده بلند پروازانه خود را ایجاد یک راکتور قدرت فشرده مناسب به عنوان یک نیروگاه متحرک اعلام کردند. در چنین مدت کوتاهی و در شرایط نظامی ، این وظیفه به سختی برای آنها قابل حل فنی بود.
