Атомная бомба нацистов: как ученые изучают урановые кубы Второй мировой

В народном воображении и в опасениях лидеров союзников того времени было легко представить, что эти два проекта были зеркальным отображением друг друга. На самом же деле, они были едва ли не полной противоположностью друг друга. Усилия союзников заключались в объединении ресурсов Соединенных Штатов, Великобритании и Канады, с отправкой лучших ученых и инженеров на специально созданные секретные объекты, работающие в соответствии с военной дисциплиной, при полной поддержке правительств союзников и при ограниченном бюджете.

Поскольку Германия начала работу над своей бомбой в апреле 1939 года, вскоре после того, как в лаборатории было продемонстрировано деление атома, союзники подумали, что они отстают на три года, и начали лихорадочно работать над созданием своего собственного оружия, прежде чем немецкая версия была бы сброшена на Лондон или Вашингтон.

Правда заключалась в том, что прогресс немцев в это же самое время был... несколько далек от того, чтобы загружать атомные бомбы на ракеты V2. Частично причина заключалась в том, что нацистские антиеврейские погромы заставили ведущих физиков мира бежать из германской сферы влияния на Запад, в то время как оставшиеся были либо мобилизованы в армию, либо отправлены для работы над другими проектами, такими как первая баллистическая ракета.

Хуже того, министр вооружений Альберт Шпеер и руководители «Уранового клуба», как прозвали этот проект, сознательно преуменьшили идею создания бомбы, чтобы Гитлер не испытывал к ней энтузиазма. Отчасти это было связано с тем, что ученые проекта считали, что не успеют создать бомбу до конца войны, но главным образом потому, что никто не хотел сообщать фюреру известие о неудаче, — такие новости нередко обрывали жизни тех, кто был к ним причастен.

В результате немецкий проект оказался несфокусированным. Разделенный на несколько групп, коллектив в основном работал над теоретическим концептом бомбы, предпочитая сосредоточить основные усилия на разработке атомного двигателя, а потому проект переходил от одного отдела к другому. Они достигли такого незначительного прогресса, что, когда ключевой ученый Вернер Гейзенберг был схвачен и позже проинформирован о том, что атомная бомба была сброшена на Японию, он отказался в это поверить.

Когда Германия пала в 1945 году, у англичан и американцев уже были наготове специальные группы, которые мчались через всю страну, чтобы обезопасить вражеские исследовательские объекты, прежде чем вторгшаяся Красная Армия сможет их захватить. В их число входил немецкий экспериментальный реактор под названием Leipzig-IV в Хайгерлохе, который состоял из примерно 650 кубиков урана шириной около 5 см, которые были размещены на нитках авиационной проволоки, а затем подвешены в чане с тяжелой водой, в которой атомы водорода замещены более тяжелыми изотопами дейтерия.

Эти кубики должны были вызвать реакцию деления с водой, которая замедляла нейтроны настолько, что вероятность их взаимодействия с атомом урана резко возрастала. Это не сработало: более поздние расчеты показали, что для успеха потребуется как минимум еще тысяча таких кубиков, а реактор был поврежден из-за скопившегося внутри кислорода. Это привело к взрыву и первой в мире ядерной аварии.

После войны многие из этих кубиков были отправлены в Соединенные Штаты и Великобританию, но в процессе транспортировки часть потерялась, и за последние 75 лет некоторые из них время от времени появлялись в самых неожиданных местах.

Один из этих кубов оказался в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) в Ричленде, штат Вашингтон. Как он попал туда, остается загадкой – у ученых даже не было уверенности, что это действительно был один из пропавших кубиков немецкого реактора. В надежде найти ответ группа под руководством Джона Швантеса применила современные методы судебной экспертизы, чтобы сравнить уцелевшие кубы и выяснить, с какими исследовательскими группами они были связаны.

Куб PNNL считается кубом Гейзенберга из Хайгерлоха, но доказательства в основном анекдотичны. Чтобы поставить вещи на более научную основу, член команды Бриттани Робертсон использовала метод, называемый радиохронометрией, чтобы собрать некоторые неопровержимые факты.

Радиохронометрия — это то же самое, что датирование по углероду, которое используется для определения возраста археологических находок. Когда организм жив, он поглощает углерод из окружающей среды. Часть этого углерода представляет собой радиоактивный изотоп углерод-14, который создается космическими лучами, падающими на атмосферу, и остается в более или менее постоянном соотношении до введения промышленных загрязнений и испытаний атмосферного атомного оружия.

Когда организм умирает, углерод-14 распадается с известной ученым скоростью. Измеряя соотношение углерода-14 и нормального углерода, можно с удивительной точностью вычислить дату появления, например, египетской мумии.

Применительно к кубам реактора можно сделать аналогичные выводы. Поскольку кубики изначально были сделаны из почти чистого урана, определить их возраст относительно просто. Кроме того, микроэлементы и их изотопы также могут многое рассказать о кубах и их происхождении, в том числе о том, где была добыта исходная руда. Последнее важно, потому что это может помочь определить, принадлежит ли куб PNNL группе Гейзенберга, которая началась в Берлине, но переехала в Хайгерлох, или исследовательской группе Курта Дибнера, работающей в Готтове.

Другая часть детективной игры — это покрытие куба, которое было нанесено в 1940-х годах для предотвращения окисления. Группа Гейзенберга использовала покрытие на основе цианида, но куб PNNL покрыт стиролом, таким же, как некоторые кубы Дибнера. Это означает, что куб мог быть из группы Дибнера, или он мог быть одним из тех, которые позже были перенесены из группы Дибнера в группу Гейзенберга.

По мнению команды, это расследование имеет больше, чем историческую ценность. Те же методы, которые используются на кубах реактора, также применяются для отслеживания незаконного оборота ядерных материалов, который может включать в себя незаконно полученное топливо ядерного реактора, материалы, которые могут быть использованы для производства оружия, террористическую деятельность и простую контрабанду используемых радиоактивных изотопов в медицине и промышленности.