يذكرني تاريخ مشروع اليورانيوم للرايخ الثالث ، كما يُعرض عادة ، شخصيًا كثيرًا بكتاب به صفحات ممزقة. يبدو كل ذلك كتاريخ من الإخفاقات والفشل المستمر ، وبرنامج بأهداف غير واضحة وإهدار لموارد قيمة. في الواقع ، تم بناء نوع من السرد حول البرنامج الذري الألماني ، وهو أمر غير منطقي ، حيث توجد تناقضات كبيرة ، ولكن يتم فرضه بشدة.
ومع ذلك ، فإن بعض المعلومات التي تمكنا من العثور عليها في المنشورات ، بما في ذلك الدراسات الحديثة نسبيًا حول تاريخ التطورات العسكرية والتقنية الألمانية ، تسمح لنا بالنظر إلى مشروع اليورانيوم الألماني بطريقة مختلفة تمامًا. كان النازيون مهتمين في المقام الأول بمفاعل طاقة مدمج وأسلحة نووية حرارية.
مفاعل الطاقة
يقدم عمل غونتر ناجل الشامل الذي يبدو ألمانيًا "Wissenschaft für den Krieg" ، الذي يزيد عن ألف صفحة استنادًا إلى مواد أرشيفية غنية ، معلومات مثيرة جدًا للاهتمام حول كيف تصور علماء فيزياء الرايخ الثالث استخدام الطاقة الذرية. يتعامل الكتاب بشكل أساسي مع العمل السري لقسم الأبحاث التابع لقسم التسلح البري ، والذي تم فيه أيضًا العمل في الفيزياء النووية.
منذ عام 1937 ، أجرى كورت ديبنر بحثًا في هذا القسم في مجال بدء تفجير المتفجرات عن طريق الإشعاع. حتى قبل تنفيذ أول انشطار اصطناعي لليورانيوم في يناير 1939 ، حاول الألمان تطبيق الفيزياء النووية على الشؤون العسكرية. أصبح قسم التسلح الأرضي مهتمًا على الفور بتفاعل انشطار اليورانيوم ، الذي أطلق مشروع اليورانيوم الألماني ، وقبل كل شيء ، حدد مهمة العلماء لتحديد مجالات تطبيق الطاقة الذرية. صدر الأمر من قبل كارل بيكر ، رئيس قسم التسلح الأرضي ، ورئيس مجلس البحوث الإمبراطوري والعام للمدفعية. تم تنفيذ التعليمات من قبل الفيزيائي النظري سيجفريد فلايوج ، الذي قدم في يوليو 1939 تقريرًا عن استخدام الطاقة الذرية ، لفت الانتباه إلى إمكانات الطاقة الهائلة للنواة الذرية القابلة للانشطار ، وحتى رسم مخططًا لـ "آلة اليورانيوم" ، هو مفاعل.
شكل بناء "آلة اليورانيوم" أساس مشروع اليورانيوم للرايخ الثالث. كانت آلة اليورانيوم نموذجًا أوليًا لمفاعل طاقة ، وليست مفاعل إنتاج. عادة ما يتم تجاهل هذا الظرف في إطار السرد حول البرنامج النووي الألماني ، الذي أنشأه الأمريكيون بشكل أساسي ، أو يتم التقليل من شأنه بشكل صارخ. وفي الوقت نفسه ، كانت قضية الطاقة بالنسبة لألمانيا هي أهم قضية بسبب النقص الحاد في النفط ، والحاجة إلى إنتاج وقود المحركات من الفحم ، والصعوبات الكبيرة في استخراج ونقل واستخدام الفحم. لذلك ، فإن اللمحة الأولى لفكرة مصدر طاقة جديد ألهمتهم كثيرًا. كتب غونتر ناجل أنه كان من المفترض أن تستخدم "آلة اليورانيوم" كمصدر ثابت للطاقة في الصناعة والجيش ، لتثبيتها على السفن الحربية والغواصات الكبيرة. هذا الأخير ، كما يتضح من ملحمة معركة الأطلسي ، كان ذا أهمية كبيرة. حوّل مفاعل الغواصة القارب من غطس إلى قارب تحت الماء حقًا ، وجعله أقل تعرضًا لقوى المعارضين المضادة للغواصات.لم يكن القارب النووي بحاجة إلى السطح لشحن البطاريات ، ولم يكن نطاق عملياته مقيدًا بتزويده بالوقود. حتى قارب مفاعل نووي واحد سيكون ذا قيمة كبيرة.
لكن اهتمام المصممين الألمان بالمفاعل النووي لم يقتصر على ذلك. تضمنت قائمة الآلات التي اعتقدوا أن تركيب المفاعل عليها ، على سبيل المثال ، الخزانات. في يونيو 1942 ، ناقش وزير التسليح هتلر والرايخ ألبرت سبير مشروع "مركبة قتالية كبيرة" تزن حوالي 1000 طن. على ما يبدو ، كان المفاعل مخصصًا خصيصًا لهذا النوع من الخزانات.
أيضا ، أصبح علماء الصواريخ مهتمين بالمفاعل النووي. في أغسطس 1941 ، طلب مركز Peenemünde للأبحاث إمكانية استخدام "آلة اليورانيوم" كمحرك صاروخي. أجاب الدكتور كارل فريدريش فون فايزساكر أن ذلك ممكن ، لكنه يواجه صعوبات فنية. يمكن إنشاء الدفع التفاعلي باستخدام نواتج الاضمحلال لنواة الذرة أو باستخدام بعض المواد المسخنة بواسطة حرارة المفاعل.
لذلك كان الطلب على مفاعل نووي للطاقة كبيرًا بما يكفي لمعاهد البحث والمجموعات والمنظمات لبدء العمل في هذا الاتجاه. في بداية عام 1940 ، بدأت ثلاثة مشاريع في بناء مفاعل نووي: فيرنر هايزنبرغ في معهد كايزر فيلهلم في لايبزيغ ، وكورت ديبنر في قسم الأسلحة البرية بالقرب من برلين ، وبول هارتيك في جامعة هامبورغ. كان على هذه المشاريع تقسيم الإمدادات المتاحة من ثاني أكسيد اليورانيوم والماء الثقيل فيما بينها.
بناءً على البيانات المتاحة ، كان Heisenberg قادرًا على تجميع وإطلاق أول مفاعل تجريبي في نهاية مايو 1942. تم وضع 750 كجم من مسحوق فلز اليورانيوم مع 140 كجم من الماء الثقيل داخل نصفي كرة من الألمنيوم مثبتين بإحكام ، أي داخل كرة من الألومنيوم ، تم وضعها في وعاء به ماء. سارت التجربة بشكل جيد في البداية ، لوحظ وجود فائض من النيوترونات. ولكن في 23 يونيو 1942 ، بدأ ارتفاع درجة حرارة الكرة ، وبدأ الماء الموجود في الحاوية في الغليان. لم تنجح محاولة فتح البالون ، وفي النهاية انفجر البالون ، وتناثر مسحوق اليورانيوم في الغرفة ، مما أدى إلى اشتعال النيران على الفور. تم إخماد الحريق بصعوبة كبيرة. في نهاية عام 1944 ، بنى Heisenberg مفاعلًا أكبر في برلين (1.25 طن من اليورانيوم و 1.5 طن من الماء الثقيل) ، وفي يناير وفبراير 1945 قام ببناء مفاعل مماثل في الطابق السفلي في Haigerloch. تمكن Heisenberg من الحصول على محصول نيوتروني لائق ، لكنه لم يحقق تفاعلًا متسلسلًا محكومًا.
أجرى ديبنر تجارب مع كل من ثاني أكسيد اليورانيوم ومعدن اليورانيوم ، حيث بنى أربعة مفاعلات متتالية من عام 1942 إلى نهاية عام 1944 في جوتو (غرب موقع اختبار كومرسدورف ، جنوب برلين). احتوى المفاعل الأول ، Gottow-I ، على 25 طنًا من أكسيد اليورانيوم في 6800 مكعب و 4 أطنان من البارافين كمهدئ. كان G-II في عام 1943 موجودًا بالفعل على اليورانيوم المعدني (232 كجم من اليورانيوم و 189 لترًا من الماء الثقيل ؛ شكل اليورانيوم دائرتين ، تم وضع الماء الثقيل بداخلهما ، وتم وضع الجهاز بأكمله في وعاء به ماء خفيف).
تميز G-III ، الذي تم بناؤه لاحقًا ، بحجم قلب مضغوط (250 × 230 سم) وعائد نيوتروني مرتفع ؛ احتوى تعديله في بداية عام 1944 على 564 يورانيوم و 600 لتر من الماء الثقيل. عمل ديبنر باستمرار على تصميم المفاعل ، واقترب تدريجياً من تفاعل متسلسل. أخيرًا ، نجح ، وإن كان ذلك بكثرة. تعرض المفاعل G-IV في نوفمبر 1944 لكارثة: انفجار مرجل ، ذوبان اليورانيوم جزئيًا ، وتعرض الموظفون للإشعاع بشدة.
من البيانات المعروفة ، يتضح تمامًا أن علماء الفيزياء الألمان حاولوا إنشاء مفاعل طاقة معتدل الماء مضغوط حيث تقوم منطقة نشطة من اليورانيوم المعدني والماء الثقيل بتسخين الماء الخفيف المحيط بها ، ومن ثم يمكن تغذيتها بالبخار. مولد أو مباشرة إلى التوربينات.
حاولوا على الفور إنشاء مفاعل مضغوط مناسب للتركيب على السفن والغواصات ، ولهذا السبب اختاروا معدن اليورانيوم والماء الثقيل. من الواضح أنهم لم يبنوا مفاعل الجرافيت. وليس على الإطلاق بسبب خطأ والتر بوث أو لأن ألمانيا لم تستطع إنتاج الجرافيت عالي النقاء. على الأرجح ، تبين أن مفاعل الجرافيت ، الذي كان من السهل إنشاؤه تقنيًا ، كان كبيرًا جدًا وثقيلًا بحيث لا يمكن استخدامه كمحطة طاقة للسفينة. في رأيي ، كان التخلي عن مفاعل الجرافيت قرارًا متعمدًا.
كما كانت أنشطة تخصيب اليورانيوم مرتبطة على الأرجح بمحاولات إنشاء مفاعل طاقة مضغوط. تم إنشاء أول جهاز لفصل النظائر في عام 1938 بواسطة كلاوس كلوسيوس ، لكن "أنبوب التقسيم" الخاص به لم يكن مناسبًا كتصميم صناعي. تم تطوير عدة طرق لفصل النظائر في ألمانيا. وصل واحد منهم على الأقل إلى المستوى الصناعي. في نهاية عام 1941 ، أطلق الدكتور هانز مارتن أول نموذج أولي لجهاز طرد مركزي لفصل النظائر ، وعلى هذا الأساس ، بدأ بناء مصنع لتخصيب اليورانيوم في كيل. تاريخها ، كما قدمه ناجل ، قصير نوعًا ما. تم قصفها ، ثم نقلت المعدات إلى فرايبورغ ، حيث تم بناء مصنع صناعي في ملجأ تحت الأرض. يكتب ناجل أنه لم يكن هناك نجاح وأن المصنع لم يعمل. على الأرجح ، هذا ليس صحيحًا تمامًا ، ومن المحتمل أنه تم إنتاج بعض اليورانيوم المخصب.
سمح اليورانيوم المخصب كوقود نووي للفيزيائيين الألمان بحل مشاكل تحقيق تفاعل متسلسل وتصميم مفاعل ماء خفيف مدمج وقوي. كانت المياه الثقيلة لا تزال باهظة الثمن بالنسبة لألمانيا. في 1943-1944 ، بعد تدمير مصنع لإنتاج الماء الثقيل في النرويج ، كان هناك مصنع يعمل في مصنع Leunawerke ، ولكن الحصول على طن من الماء الثقيل يتطلب استهلاك 100 ألف طن من الفحم لتوليد الكهرباء اللازمة. لذلك يمكن استخدام مفاعل الماء الثقيل على نطاق محدود. ومع ذلك ، يبدو أن الألمان فشلوا في إنتاج اليورانيوم المخصب لعينات في المفاعل.
محاولات صنع أسلحة نووية حرارية
لا يزال السؤال عن سبب عدم صنع الألمان للأسلحة النووية واستخدامهم لها محل نقاش ساخن ، ولكن في رأيي ، عززت هذه النقاشات تأثير الرواية حول إخفاقات مشروع اليورانيوم الألماني أكثر من الإجابة على هذا السؤال.
بناءً على البيانات المتاحة ، كان النازيون مهتمين قليلاً بقنبلة نووية من اليورانيوم أو البلوتونيوم ، وعلى وجه الخصوص ، لم يبذلوا أي محاولات لإنشاء مفاعل إنتاج لإنتاج البلوتونيوم. لكن لماذا؟
أولاً ، تركت العقيدة العسكرية الألمانية مساحة صغيرة للأسلحة النووية. لم يسع الألمان إلى تدمير الأراضي والمدن والمنشآت العسكرية والصناعية بل إلى الاستيلاء عليها. ثانيًا ، في النصف الثاني من عام 1941 وفي عام 1942 ، عندما دخلت المشاريع الذرية مرحلة التنفيذ النشط ، اعتقد الألمان أنهم سيفوزون قريبًا في الحرب في الاتحاد السوفيتي ويضمنون الهيمنة على القارة. في هذا الوقت ، تم إنشاء العديد من المشاريع التي كان من المفترض تنفيذها بعد انتهاء الحرب. مع مثل هذه المشاعر ، لم يكونوا بحاجة إلى قنبلة نووية ، أو بشكل أكثر دقة ، لم يعتقدوا أنها ضرورية ؛ لكن كانت هناك حاجة إلى مفاعل قارب أو سفينة للمعارك المستقبلية في المحيط. ثالثًا ، عندما بدأت الحرب تميل نحو هزيمة ألمانيا ، وأصبحت الأسلحة النووية ضرورية ، اتخذت ألمانيا مسارًا خاصًا.
طرح إريك شومان ، رئيس قسم الأبحاث في قسم التسلح الأرضي ، فكرة أنه من الممكن محاولة استخدام العناصر الخفيفة ، مثل الليثيوم ، من أجل تفاعل حراري نووي ، وإشعاله دون استخدام شحنة نووية. في أكتوبر 1943 ، أطلق شومان بحثًا نشطًا في هذا الاتجاه ، وحاول الفيزيائيون المرؤوسون له تهيئة الظروف لانفجار نووي حراري في جهاز من نوع المدفع ، حيث تم إطلاق شحنتين متشكلتين تجاه بعضهما البعض في البرميل ، مما أدى إلى اصطدامه وخلقه. ارتفاع في درجة الحرارة والضغط. وفقًا لما قاله ناجل ، كانت النتائج مذهلة ، لكنها ليست كافية لبدء تفاعل نووي حراري. كما تمت مناقشة مخطط الانفجار الداخلي لتحقيق النتائج المرجوة. توقف العمل في هذا الاتجاه في بداية عام 1945.
قد يبدو حلًا غريبًا نوعًا ما ، لكن له منطق معين.يمكن لألمانيا من الناحية الفنية تخصيب اليورانيوم إلى نوعية تصلح لصنع الأسلحة. ومع ذلك ، تطلبت قنبلة اليورانيوم بعد ذلك الكثير من اليورانيوم - للحصول على 60 كجم من اليورانيوم عالي التخصيب لصنع قنبلة ذرية ، كانت هناك حاجة إلى 10.6 إلى 13.1 طن من اليورانيوم الطبيعي.
وفي الوقت نفسه ، تم امتصاص اليورانيوم بنشاط من خلال التجارب مع المفاعلات ، والتي كانت تعتبر ذات أولوية وأكثر أهمية من الأسلحة النووية. بالإضافة إلى ذلك ، على ما يبدو ، تم استخدام معدن اليورانيوم في ألمانيا كبديل للتنغستن في قلب القذائف الخارقة للدروع. في محاضر الاجتماعات المنشورة بين هتلر ووزير التسليح والذخيرة للرايخ ألبرت سبير ، هناك ما يشير إلى أن هتلر أمر في أوائل أغسطس 1943 بتكثيف معالجة اليورانيوم على الفور لإنتاج النوى. في الوقت نفسه ، أجريت دراسات حول إمكانية استبدال التنجستن باليورانيوم المعدني ، والتي انتهت في مارس 1944. في نفس البروتوكول ، هناك إشارة إلى أنه في عام 1942 كان هناك 5600 كجم من اليورانيوم في ألمانيا ، ومن الواضح أن هذا يعني معدن اليورانيوم أو من حيث المعدن. سواء كان ذلك صحيحًا أم لا ظل غير واضح. ولكن إذا تم إنتاج قذائف خارقة للدروع جزئيًا على الأقل من نوى اليورانيوم ، فيجب أن يستهلك هذا الإنتاج أيضًا أطنانًا وأطنانًا من معدن اليورانيوم.
يشار إلى هذا التطبيق أيضًا من خلال الحقيقة الغريبة المتمثلة في أن إنتاج اليورانيوم تم إطلاقه بواسطة شركة Degussa AG في بداية الحرب ، قبل نشر التجارب على المفاعلات. تم إنتاج أكسيد اليورانيوم في مصنع في أورانينباوم (تم قصفه في نهاية الحرب ، وهو الآن منطقة تلوث إشعاعي) ، وتم إنتاج معدن اليورانيوم في مصنع في فرانكفورت أم ماين. في المجموع ، أنتجت الشركة 14 طنًا من معدن اليورانيوم في شكل مسحوق وألواح ومكعبات. إذا تم إطلاق أكثر بكثير مما تم استخدامه في المفاعلات التجريبية ، مما يسمح لنا بالقول إن معدن اليورانيوم له أيضًا تطبيقات عسكرية أخرى.
لذلك في ضوء هذه الظروف ، فإن رغبة شومان في تحقيق اشتعال غير نووي لتفاعل نووي حراري أمر مفهوم تمامًا. أولاً ، لن يكون اليورانيوم المتاح كافياً لصنع قنبلة يورانيوم. ثانيًا ، احتاجت المفاعلات أيضًا إلى اليورانيوم لتلبية الاحتياجات العسكرية الأخرى.
لماذا فشل الألمان في مشروع اليورانيوم؟ نظرًا لأنهم بالكاد حققوا انشطار الذرة ، فقد وضعوا لأنفسهم هدفًا طموحًا للغاية لإنشاء مفاعل طاقة مدمج مناسب كمحطة طاقة متنقلة. في مثل هذا الوقت القصير وفي ظل الظروف العسكرية ، كانت هذه المهمة بالكاد قابلة للحل من الناحية الفنية بالنسبة لهم.
