Pod koniec II wojny światowej Niemcy wciąż pracowali nad technologią, która mogła doprowadzić do powstania reaktora jądrowego. Choć po wojnie fizyk Werner Heisenberg przekonywał, że jego zespół był bliski przełomu, najnowsze badania sugerują, iż rzeczywistość wyglądała zupełnie inaczej. Kluczowych surowców brakowało tak bardzo, że uruchomienie niemieckiego reaktora było poza zasięgiem możliwości kraju.
Czytaj też: Atomowy niszczyciel pozostanie pod wodą, a będzie widzieć wszystko. USA wydadzą na to pół miliarda
Eksperymentalny reaktor B8 powstał w 1945 roku i stanowił ostatnią poważną próbę niemieckiego programu badań jądrowych, znanego jako Uranprojekt. Konstrukcja wykorzystywała naturalny uran oraz ciężką wodę, niezbędną do spowalniania neutronów i podtrzymywania reakcji łańcuchowej. Osiągnięcie tzw. krytyczności oznacza, że reakcja rozszczepienia jąder atomowych może podtrzymywać się samodzielnie. To podstawowy warunek działania konwencjonalnego reaktora jądrowego. Reaktor B8 nigdy jednak nie osiągnął tego stanu.
Heisenberg twierdził po wojnie, że do sukcesu brakowało stosunkowo niewielkiej ilości uranu. Nowa rekonstrukcja podważa tę ocenę. Według obliczeń zespołu badawczego konstrukcja potrzebowała około dwukrotnie większej ilości uranu oraz około 2,2 razy więcej ciężkiej wody, niż faktycznie wykorzystano. Co istotne, zapotrzebowanie przekraczało nie tylko zasoby zgromadzone na potrzeby eksperymentu, lecz również szacowane możliwości zaopatrzeniowe Niemiec w czasie wojny.
Jednym z największych problemów niemieckich fizyków był dostęp do ciężkiej wody. Substancja ta różni się od zwykłej wody budową atomów wodoru i może skutecznie spowalniać neutrony, zwiększając szanse na podtrzymanie reakcji jądrowej. Ważnym źródłem tego materiału były zakłady Norsk Hydro w norweskim Vemork. Po zajęciu Norwegii przez Niemcy instalacje znalazły się w zasięgu niemieckich ambicji, lecz stały się również celem alianckich działań sabotażowych i bombardowań. Ograniczenie produkcji dodatkowo utrudniło dostawy surowca.
Niedoboru nie dało się łatwo obejść. Badacze sprawdzili również możliwość wykorzystania grafitu, który amerykańscy naukowcy zastosowali w eksperymencie Chicago Pile-1 w 1942 roku, uzyskując pierwszą kontrolowaną, samopodtrzymującą się reakcję łańcuchową. Niemcy dysponowali jednak grafitem o nieodpowiednich właściwościach. Zawarte w nim zanieczyszczenia, szczególnie bor, pochłaniały neutrony potrzebne do podtrzymania reakcji. Zastąpienie ciężkiej wody grafitem nie rozwiązałoby więc problemu.
Czytaj też: USA zrzuciły bombę wodorową same na siebie i nawet po sobie nie posprzątały
Wyniki badań zmieniają więc ocenę niemieckich postępów w dziedzinie fizyki jądrowej. Obawy, iż III Rzesza może jako pierwsza zbudować broń atomową, były jednym z czynników napędzających amerykański Projekt Manhattan. Analiza reaktora B8 sugeruje jednak, że niemiecki program pozostawał znacznie dalej od kluczowego przełomu, niż wynikałoby z powojennych deklaracji Heisenberga.
Źródło: PNAS Nexus
