[Перевод] Создание атомной бомбы Гитлера и как мы сорвали этот проект

На стороне фашистов был выдающийся физик Вернер Гейзенберг и крупнейший в мире завод по производству тяжёлой воды в Веморке


Подводные испытания атомной бомбы времён Холодной войны

В 1930-е годы, когда Европа стояла на краю Второй мировой войны, учёным во всём мире открылось множество секретов природы. Было обнаружено, что атомное ядро состоит из нескольких частей — протонов и нейтронов — с разной энергией связи. Некоторые атомы были радиоактивны сами по себе, то есть испускали ядра гелия (альфа-распад) или электроны (бета-распад), распадаясь до более стабильных элементов, а в других атомах можно было принудительно вызвать ядерные реакции, принудив их захватывать нейтроны извне.

В то время как Солнце превращает лёгкие элементы (водород) в более тяжёлые (гелий) с освобождением энергии, самые тяжёлые вещества тоже могут освобождать гигантское количество энергии, расщепляясь на части в процессе ядерного деления. Когда был открыт первый расщепляющийся элемент (уран-235), учёные немедленно выяснили, что при делении ядер урана выделяется в 100 000 раз больше энергии, чем при детонации тротила той же массы.


Цепная реакция деления атома урана-235

Способ вызвать ядерную реакцию прост: нужно бомбардировать расщепляющийся материал нейтронами. Хотите сделать ядерную реакцию более эффективной? Есть несколько способов:

  1. Увеличить долю расщепляющегося материала в образце.
  2. Замедлить нейтроны, чтобы они эффективнее поглощались.
  3. Удалить из образца лишние вещества, поглощающие нейтроны, чтобы больше нейтронов пошло по назначению.
  4. Сделать реакцию самоподдерживающейся: тогда новые нейтроны производятся при каждой реакции деления.

В Соединённых Штатах всё это поняли учёные Манхэттенского проекта. Они проделали большой путь, чтобы добиться работоспособности своих атомных бомб.


Испытания первой экспериментальной атомной бомбы в пустыне возле Аламогордо, штат Нью-Мексико, 1945 г

Были получены обогащённые образцы урана-235 и плутония-239: расщепляющиеся материалы, которые выделяют невероятное количество энергии при бомбардировке нейтронами, а также производят дополнительные нейтроны для продолжения цепной реакции. И вода, и графит оказались превосходными носителями для замедления нейтронов. Поскольку при столкновении нейтронов с ядрами этих носителей передавалась энергия, то нейтроны замедлялись. Однако обычная вода (H2O) подходила не слишком хорошо, потому что свободные протоны в ядре водорода захватывают нейтроны с образованием дейтерия. Но если использовать «тяжёлую воду», сделанную из дейтерия (D2O), или хотя бы «полутяжёлую воду» (HDO), то поглощение нейтронов сильно увеличивается, что позволяет создать атомную бомбу потрясающей эффективности. В 1940-е годы американские учёные Роберт Оппенгеймер, Эдвард Теллер и другие поняли всё это — и в конце концов добились успеха.

Но в то же время в нацистской Германии относительно малоизвестный Курт Дибнер и титан теоретической физики Вернер Гейзенберг пришли к точно таким же выводам, и тоже работали над созданием собственной атомной бомбы.


В природном уране менее 1% изотопа уран-235. При обогащении в реакторе можно получить 3-4%. Но для оружейного урана требуется концентрация около 90% урана-235, который в США получают в каскадах газовых центрифуг, как на этом снимке 1984 года. Фото: министерство энергетики США

В начале 40-х немцы были намного впереди союзников в своих изысканиях, добыв все необходимые ингридиенты для атомной бомбы, кроме одного: тяжёлой воды. Её можно было достать только в Норвегии и только в одном конкретном заводе в Веморке. Это была главная причина вторжения нацистов в Норвегию в 1940 году, а инженеров компании Norsk Hydro заставили ускорить производство таинственной субстанции, которая — как тогда шутили — годилась только для улучшения катков (поскольку она замерзала при 4ºC, а не при 0ºC, как обычная вода). К 1942 году более тонны вещества было отгружено в Германию. Согласно расчётам Гейзенберга и других, для производства атомной бомбы требовалось от трёх до шести тонн тяжёлой воды.


Три изотопа водорода: идеальная тяжёлая вода (D2O) состоит из двух атомов дейтерия и одного атома кислорода

Всё же нацистам так и не удалось закончить свою бомбу, благодаря совместным усилиям норвежского Сопротивления и британского Управления специальных операций (УСО — спецслужба, которая действовала во время войны) по саботажу производства тяжёлой воды в Веморке.

Операции по саботажу возглавлял норвежский учёный Лейф Тронстад (Leif Tronstad), которому удалось выведать планы нацистов, покинуть территорию оккупированной страны и предупредить союзников. В ход шло всё: от загрязнения тяжёлой воды рыбьим жиром до попытки перевезти 230 кг оборудования по норвежской зиме, только чтобы потерпеть неудачу из-за умершей батареи, когда груз провалился в лёд на реке.

Блестящая попытка взорвать завод была предпринята в конце 1942 года, но планеры диверсантов разбились, а их самих казнило гестапо.

Тем не менее, в феврале 1943 года в результате операции «Ганнерсайд» группе норвежских коммандос, прошедших подготовку в УСО, удалось со второй попытки разрушить производственный объект. Совпав с болезненным поражением нацистов в Сталинграде, это событие по-настоящему означало решающий поворотный момент в войне. Разрушение завода в Веморке стало известно как самый успешный акт саботажа за всю Вторую мировую войну.


Паром Hydro, который курсировал между станциями Роллаг и Маел, 1925 г

Но история не закончилась на этом. В 1944 году нацисты попытались перевезти в Германию остатки тяжёлой воды, используя паровой железнодорожный паром SF Hydro (или DF Hydro), в последней попытке добыть тяжёлую воду. Бойцы Сопротивления затопили этот паром на глубину 400 метров, похоронив надежды нацистской Германии получить материалы для атомной бомбы. Если бы не норвежское Сопротивление, Лейф Тронстад и британское УСО, то весь остаток Второй мировой войны (не говоря уже о мире после её окончания) мог пойти совершенно в ином направлении.

Как выяснилось, битва за крупнейший в мире завод по производству тяжёлой воды стала одной из самых важных и в то же время одной из самых малоизвестных историй Второй мировой войны.


Гидроэлектростанция Веморк вблизи города Рьюкан, Норвегия, 1935 г. Производство тяжёлой воды осуществлялось в переднем здании

Я с радостью сообщаю, что полная история плана по саботажу атомной бомбы Гитлера с исторической и научной точностью представлена в новой книге Нила Баскомба «Зимняя крепость». У меня как человека, который основательно увлекается и собирает книги об истории Второй мировой войны, этот труд займёт почётное место рядом с книгами Гаррисона Солсбери «900 дней» о выживании в блокадном Ленинграде и «Историей Колдица» о наиболее успешном побеге военнопленных, когда более 300 человек смогли сбежать из самой охраняемой нацистской тюрьмы в замке Колдиц.


Генерал Альфред Йодль подписывает документ о капитуляции Германии 7 мая 1945 г, завершая Вторую мировую войну в Европе

Пожалуй, нет лучшего итога для наследия нашей планеты, что великий Гейзенберг вошёл в историю как автор принципа неопределённости — о сути неопределённых отношений между переменными, такими как координаты и импульс или энергия и время — а не как создатель оружия, позволившего нацистам захватить мир. Вместо этого, история пошла по другому пути: всего через четыре месяца после затопления парома SF Hydro состоялась высадка морского десанта в Нормандии и началось массированное вторжение союзников в Европу. Через 11 месяцев Германия капитулировала. Это редкий случай, когда связь между наукой, войной и историей настолько ясна. При этом можно сказать, что мы сейчас живём здесь на Земле, в относительном мире и спокойствии, благодаря храбрым действиям группы диверсантов в 1943 году, которые спасли мир.

Источник

DF Hydro, Norsk Hydro, SF Hydro, атомная бомба, Веморк, Вернер Гейзенберг, Вторая мировай война, Ганнерсайд, гестапо, Гитлер, дейтерий, нацисты, обогащение урана, полутяжелая вода, проект Манхэттен, рыбий жир, саботаж, тяжелая вода, уран-235, цепная реакция, ядерное деление

Читайте также