Nazi Almanya'sının gizli nükleer programını inceleyen bilim insanları, son deneysel reaktörünün daha önce iddia edildiği kadar çalışmaya yakın olmadığını gösteren kanıtlar buldu. Kalan uranyum küpleri ve savaş dönemi belgelerinin analizi, Almanya'nın reaktörünü çalışır hale getirmek için gereken büyük miktarda uranyum ve ağır suya sahip olmadığını ortaya koyuyor.
İkinci Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri, Nazi Almanya'sının önce atom bombası yapabileceği korkusuyla kısmen atom bombasını geliştirmek için yarıştı. Peki Almanya bu hedefe gerçekten ne kadar yaklaştı? Yeni bir bilimsel araştırma, Nazi nükleer programının önde gelen fizikçisinin iddia ettiğinden çok daha uzak bir başarıdan söz ettiğini öne sürüyor.
Kalan uranyum küpleri ve daha önce belgelenmiş tarihsel kanıtların incelenmesiyle araştırmacılar, Almanya'nın son deneysel nükleer reaktöründe büyük sınırlamalar keşfetti. Bulguları, projenin yalnızca birkaç malzeme eksik olmadığını gösteriyor. Reaktörün çalışması için Almanya'nın savaş sırasında sahip olduğundan çok daha fazla uranyum ve ağır su gerekecekti.
Atom Bombası Yapma Yarışı
İkinci Dünya Savaşı sırasında nükleer silah geliştirmek için yürütülen gizli Amerikan çabası Manhattan Projesi, kısmen Nazi Almanya'sının benzer bir atılımı önce gerçekleştirebileceği olasılığıyla yönlendirildi. Bilim insanları, başarılı olanın benzeri görülmemiş bir askeri avantaj elde edebileceğini biliyordu.
Nükleer bir reaktör inşa ederek plütonyum üretebilmek, atom bombasına ulaşmanın olası bir yoluydu. Plütonyum, nükleer silah yapımında kullanılabilen radyoaktif bir elementtir. Bir reaktörün içinde uranyum atomları nükleer fisyon geçirir; bu süreçte çekirdekleri parçalanır ve enerji ile nötron adı verilen ek parçacıklar açığa çıkar. Uygun koşullarda bu nötronlar daha fazla fisyon reaksiyonunu tetikler ve sürdürülebilir bir zincir reaksiyonu yaratır.
Nazi Almanya'sı Uranprojekt olarak bilinen bir programla nükleer araştırmalar yürütsede, tarihçiler bilim insanlarının çalışan bir reaktör geliştirmeye ne kadar yaklaştığı konusunda uzun süredir tartışıyor.
Almanya'nın son girişimi, fizikçi Werner Heisenberg'in yönetiminde 1945'te inşa edilen B8 yığını olarak bilinen deneysel bir reaktördü. Cihaz, nükleer reaksiyonu kontrol etmede temel rol oynayan özel bir madde olan ağır suda asılı duran doğal uranyum küpleri kullandı.
Nazi Almanya'sının reaktörü için ağır suyun neden gerekli olduğu
Ağır su sıradan sudan çok farklı görünür, ancak hidrojen atomları ek bir nötron içerir. Bu ince fark, onu belirli nükleer reaktörlerde özellikle kullanışlı kılar.
Bir reaktörde ağır su nötron moderatörü görevi görür, yani fisyon sırasında açığa çıkan nötronları yavaşlatır. Daha yavaş nötronlar uranyumda ek fisyon reaksiyonlarını tetikleme olasılığı daha yüksektir ve çalışan bir reaktör için gerekli zincir reaksiyonunun sürdürülmesine yardımcı olur.
Almanya için yeterli ağır suyu elde etmek büyük bir engeldi.
Savaş sırasında Alman programının ihtiyaç duyduğu ağır suyu sağlayabilen tek Avrupa tesisi, Norveç'teki Vemork'taki Norsk Hydro tesisiydi. Almanya, Norveç'i Nisan 1940'ta işgal ettikten sonra tesisi kontrol altına aldı.
Almanya'nın nükleer emelleri için önemini fark eden Müttefik güçler, tesisi sabotaj ve bombardıman operasyonlarıyla hedef aldı. 16 Kasım 1943'te Vemork'a düzenlenen büyük bir Amerikan bombardıman saldırısı, buradaki ağır su üretiminin nihayetinde sona ermesine katkıda bulundu.
Bilim insanları Hitler'in son nükleer reaktörünü yeniden inceliyor
Amerikan güçleri 1945'te B8 reaktörünü keşfedip söktüğünde, hiç kritikliğe ulaşmamıştı. Nükleer fizikte kritiklik, her fisyon reaksiyonu kuşağının bir sonrakini sürdürmek için yeterli nötron ürettiği, zincir reaksiyonunun kendi kendine sürdürülebilir hale geldiği noktayı ifade eder.
Buna ulaşmak, geleneksel bir nükleer reaktörün çalıştırılması için temel bir gerekliliktir. Adına rağmen kritiklik, reaktörün patlamak üzere olduğu anlamına gelmez. Sadece nükleer zincir reaksiyonunun harici bir nötron kaynağına ihtiyaç duymadan devam edebileceği anlamına gelir.
Alman reaktör çalışmasını yöneten Heisenberg, B8 deneyinin bu kilometre taşına yaklaşmış olduğunu savundu. Cihazın çalışır hale gelmesi için nispeten mütevazı bir uranyum tedarik artışı yeterli olacağını öne sürdü.
Ama Timothy Koeth ve meslektaşlarının liderliğindeki yeni bir çalışma bu değerlendirmeyi sorguluyor.
Araştırmacılar, Alman nükleer projesinde kullanılmış olan iki kalan doğal uranyum kübünü inceledi. Ayrıca reaktörün yeteneklerini yeniden yapılandırmak ve çalışması için neyin gerekli olacağını belirlemek amacıyla tarihsel kayıtları, teknik raporları, yazışmaları ve diğer arşiv belgelerini incelediler.
Bulguları, Almanya'nın nükleer ilerlemesinin çok farklı bir resmini çiziyor.
Yıkıcı bir uranyum ve ağır su açığı
Araştırmacıların hesaplamalarına göre B8 reaktörü, sürdürülebilir bir nükleer zincir reaksiyonu elde etmek için fiilen içerdiğinden yaklaşık iki kat daha fazla uranyum ve iki katından fazla ağır suya ihtiyaç duyacaktı.
Gerekli miktarlar, savaş sırasında Almanya'nın elinde bulunan malzemeleri aşıyordu. Özellikle çalışan bir reaktör için gerekli ağır su, Alman programının Norveç'teki tedarikinden elde edebileceğinin çok ötesindeydi.
Araştırmacılar ayrıca Alman bilim insanlarının ağır su sıkıntısını aşmak için grafit kullanıp kullanamayacağını inceledi. Grafit, nükleer reaktörlerde nötronları yavaşlatabilen bir karbon formudur.
Bu yaklaşım, Amerikan bilim insanları için işlemişti; 1942'de grafit moderatörlü bir reaktör kullanarak dünyanın ilk kontrollü, sürdürülebilir nükleer zincir reaksiyonunu başarmışlardı.
Ancak Alman kontrolündeki bölgede bulunan grafit, aynı amaç için uygun olmayan safsızlıklar içeriyordu. Özellikle bor izleri, reaksiyonu sürdürmeye yardımcı olacak nötronları absorbe edebiliyor ve reaktörün kritikliğe ulaşmasını engelliyordu.
Bu da Almanya'nın tedarik sorunlarını aşmak için grafiti ağır su yerine ikame edemeyeceği anlamına geliyordu.
Nazi Almanya'sının nükleer programının mahkûm oluşunun nedeni
Bulgular, Heisenberg'in reaktörünün ne kadar ek malzeme gerektireceğini önemli ölçüde hafife aldığını gösteriyor.
Çalışan bir nükleer reaktörün eşiğinde durmak yerine, Alman bilim insanları ellerindeki kaynaklarla aşamayacakları sıkıntılarla karşı karşıyaydı.
Araştırma ayrıca Almanya'nın nükleer programının neden deneysel reaktör tasarımlarından atom bombası için malzeme üretebilecek çalışan bir reaktöre geçiş yapamadığını daha net açıklıyor.
İkinci Dünya Savaşı sırasında mevcut tasarımlar ve malzemeler göz önüne alındığında, araştırmacılar Nazi Almanya'sı'nın hem ağır su reaktörünü hem de grafit tabanlı alternatifini çalışır hale getirmek için gerekli kaynaklardan yoksun olduğu sonucuna varıyor.
Savaştan sekiz küsur on yıl sonra, kalan uranyum küpleri uzun süredir devam eden bir tarihsel sorunun çözülmesine yardımcı oldu ve Nazi Almanya'sının atom bombası yapımına doğru kritik bir adımı gerçekleştirmeden ne kadar uzak kaldığını ortaya çıkardı.