Uranový projekt

Celá práce v Německé říši během druhé světové války , při níž mělo být jaderné štěpení objevené v roce 1938 technicky použitelné, se označuje jako projekt uranu . Hlavním cílem bylo posoudit možnosti výroby jaderné zbraně a vybudovat demonstrační jaderný reaktor . Navzdory určitému úspěchu se vědcům v takovém reaktoru až do konce války nepodařilo vyrobit soběstačnou jadernou řetězovou reakci . Neexistuje žádný důkaz, že by ke konci války byly provedeny menší jaderné testy, jak se občas tvrdí.

V průběhu války byla průmyslová výrobní zařízení zničena spojenci. Ke konci války bylo osm vědců zapojených do projektu uranu chyceno misí Alsos a internováno ve Farm Hall ( Anglie ). Ostatní, jako Manfred von Ardenne , byli zatčeni sovětskými silami. Experimentální uspořádání projektu uranu bylo rozebráno a materiály zabaveny. Vědci byli po válce propuštěni a vrátili se do Německa , někteří z nich po letech nucených prací v Sovětském svazu .

Zapojen

Hlavními vědci zapojenými do projektu uranu byli:

Ostatní nepřímo zainteresované instituce byly Kaiser Wilhelm Institute pro chemii ( Otto Hahn , Max von Laue a Horst Korsching ) v Berlíně-Dahlem, na výzkumné laboratoře pro elektronové fyziky z Manfreda von Ardenne v Berlíně-Lichterfelde a univerzity z Heidelberg ( Walther Bothe a Wolfgang Gentner ) a Göttingen ( Wilhelm Hanle a Georg Joos ).

Z průmyslové strany se do projektu uranu zapojili:

pravěk

Experimentální nastavení Otto Hahna a Fritze Straßmanna při objevu jaderného štěpení v Deutsches Museum v Mnichově.

V roce 1934 italský fyzik Enrico Fermi z římské univerzity Sapienza ozařoval chemické prvky, včetně uranu , neutrony, a tak jadernou reakcí získal umělé radioaktivní prvky. V následujících letech rakouská fyzikka Lise Meitnerová a německý chemik Otto Hahn zkontrolovali Fermiho experimenty na Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry v Berlíně-Dahlemu a věřili , že v následujících letech detekovali některé nové prvky, takzvanou transuraniku .

Lise Meitnerová musela v červenci 1938 opustit Německo kvůli svému židovskému původu a díky pomoci Otto Hahna mohla emigrovat do Švédska přes Holandsko . Hahn pokračoval v experimentu se svým asistentem Fritzem Straßmannem v Berlíně. 17. prosince 1938 se jim poprvé podařilo detekovat neutronem indukované jaderné štěpení uranu na bázi izotopů barya , které vznikly jako štěpné produkty při bombardování uranu neutrony . V dopise Lise Meitnerové, která chtěla oslavit Vánoce se svým synovcem Otto Frischem poblíž Göteborgu , Hahn popsal své rozhodující experimenty o dva dny později a poprvé promluvil o prasknutí jádra uranu. Své výsledky publikoval v článku, který vyšel v časopise Naturwissenschaften 6. ledna 1939 . Další článek Hahna, ve kterém odkazoval na možnost generování energie pomocí řetězové reakce , následoval 10. února 1939.

V lednu 1939 se Meitnerovi a Frischovi podařilo poprvé interpretovat výsledky z hlediska jaderné fyziky. Atomy uranu ve skutečnosti „praskly“ na menší složky, jak původně formuloval Otto Hahn. 16. ledna 1939 jste předložili krátkou zprávu Nature , která se objevila 11. února 1939. Frisch informoval dánského kvantového fyzika Nielse Bohra , který Hahnův objev oznámil 26. ledna 1939 na páté konferenci teoretické fyziky ve Washingtonu, DC . Několik amerických fyziků dokázalo Hahnovy výsledky hned poté zopakovat. O jejich výsledcích poté informovaly různé americké deníky.

Francouzský fyzik Frédéric Joliot-Curie také dokázal zopakovat Hahnovy experimenty v březnu 1939 na Collège de France v Paříži. Zjistil, že pokaždé, když se uran rozštěpí, uvolní se dva až tři neutrony, což vytváří možnost řetězové reakce, při které tyto nové neutrony rozštěpí další jádra uranu. Jelikož štěpením uranového jádra se uvolňuje relativně velké množství energie, byla možnost technického využití jaderného štěpení jako zdroje energie nebo jako zbraně fyzikům západního světa známa od jara 1939.

Založení uranové asociace

Kurt Diebner
Werner Heisenberg , 1933

V dubnu 1939 měl göttingenský fyzik Wilhelm Hanle kolokviovou přednášku o mírovém využití jaderného štěpení v „uranovém stroji“, tj. Jaderném reaktoru. Jeho kolega Georg Joos slyšel tuto přednášku a informoval 22. dubna 1939 na říšském ministerstvu školství společně s Hanle o technických, ale i vojenských možnostech jaderného štěpení. Ministerstvo reagovalo rychle a 29. dubna 1939 byla na říšské ministerstvo školství v Berlíně svolána odborná konference pod vedením Abrahama Esaua , tehdejšího prezidenta Physikalisch-Technische Reichsanstalt . Kromě Hanle a Joose byli účastníky konference fyzici Walther Bothe , Robert Döpel , Hans Geiger , Wolfgang Gentner a Gerhard Hoffmann . Hahn na této schůzi chyběl; dokonce byl v nepřítomnosti pokárán za zveřejnění svého rozhodujícího objevu. Shromáždění fyzici na této konferenci učinili následující usnesení:

  • výroba jaderného reaktoru (nazývaného „uranový hořák“),
  • zajištění všech zásob uranu v Německu a
  • sloučení předních německých jaderných fyziků do jedné výzkumné skupiny.

Tato skupina byla formálně nazývána „Pracovní skupina pro jadernou fyziku“, neformálně byla známá jako první „Uranová asociace“. Výzkum měl být propagován především na Physikalisch-Technische Reichsanstalt v Berlíně a na univerzitě v Göttingenu .

Současně však vrchní velení armády připravilo odpovídající výzkumný projekt. Hamburský fyzikální chemik Paul Harteck a jeho asistent Wilhelm Groth napsali 24. dubna 1939 ministerstvu Reichswehru , že nejnovější vývoj v jaderné fyzice by mohl umožnit výbušninu, která by výrazně převyšovala účinnost konvenčních výbušnin. Tento dopis nakonec skončil u Kurta Diebnera , armádního specialisty na výbušniny a jadernou fyziku. Okamžitě požádal armádu o finanční prostředky, aby mohl v Kummersdorfu, jižně od Berlína, zřídit zkušební laboratoř. Diebner byl poté jmenován vedoucím nově zřízeného oddělení jaderného výzkumu v Heereswaffenamtu . Armádní velení zároveň nařídilo Physikalisch-Technische Reichsanstalt, aby okamžitě zastavily své pokusy o výzkum uranu. Od té doby byla všechna prohlášení o uranových reaktorech a uranových zbraních považována za tajná.

V září 1939, bezprostředně po začátku války, byli přední němečtí jaderní fyzici povoláni do Fyzikálního ústavu Kaisera Wilhelma v Berlíně . Spolu s jaderným fyzikem Erichem Bagge vypracoval Diebner 20. září 1939 program s názvem „Plán přípravných prací pro zahájení experimentů s využitím jaderného štěpení“, který měl koordinovat výzkumné práce. Cílem programu bylo dosáhnout řízené řetězové reakce v uranovém hořáku. Výzvu do Berlína sledovalo jen několik fyziků, ale všichni souhlasili s prací na projektu. Mezi těmi, kdo se přestěhovali do Berlína, byli Carl Friedrich von Weizsäcker a Karl Wirtz . Kromě své zvědavosti uvedla, že důvodem stěhování bylo osvobození od vojenské služby.

Tehdejší ředitel institutu Kaisera Wilhelma, nizozemský fyzik Peter Debye , dostal doporučení, aby přijal nebo se vzdal německého občanství. Debye odmítl, nicméně, a po pobytu ve Spojených státech se nevrátil do Německa v lednu 1940. Heereswaffenamt navrhl Diebnera jako jeho nástupce, ale to bylo odmítnuto Kaiser Wilhelm Society . Diebner pak byl instalován jako úřadující hlava po dobu Debyeovy nepřítomnosti. Kromě toho byl do ústavu jako konzultant přiveden teoretický fyzik a nositel Nobelovy ceny Werner Heisenberg . O nějaký čas později, 1. října 1942, byl Heisenberg jmenován novým vedoucím ústavu.

Výsledky výzkumu byly publikovány ve zprávách o výzkumu jaderné fyziky , interní publikační sérii, která byla klasifikována jako přísně tajná. Výzkumné zprávy měly velmi omezenou distribuci, dokonce ani samotní autoři nesměli uchovávat kopie.

Výběr moderátorské látky

Ve zprávě pro Heereswaffenamt ze dne 6. prosince 1939 popsal Heisenberg možnost výroby technické energie pomocí štěpení uranu podrobněji. Ukázal, že přírodní uran můžete použít, pokud použijete jinou látku ( moderátor , tehdy nazývanou brzdicí látka ) ke zpomalení rychlých neutronů uvolňovaných při štěpení , ale absorbujete je pouze v malé míře. K tomuto účelu lze použít buď těžkou vodu, nebo zvláště čistý uhlík . Na několika výzkumných ústavech byly zkoumány různé látky jako brzdné látky pro případný uranový reaktor. Walter Bothe testoval grafit v Heidelbergu , zatímco Heisenberg sám vypočítal hodnoty pro těžkou vodu.

Bothe došel k závěru, že grafit není vhodný, protože má vysokou absorpci neutronů, ale lze jej použít pouze v případě potřeby. Jeho výsledky měření byly později uznány jako nesprávné; použil grafit kontaminovaný silnými absorbéry neutronů bórem a kadmiem . Naproti tomu Heisenberg zjistil, že těžká voda má ještě lepší účinek, než se původně předpokládalo. Rozhodnutí tedy padlo ve prospěch těžké vody.

S projektem Manhattan v USA, který začal o tři roky později, byl grafit ve vývoji reaktoru použit od samého počátku, protože bylo snazší jej obstarat (viz Chicago Pile ).

Nákup materiálu

K provozu uranového reaktoru bylo zapotřebí několik tun jak vysoce čistého uranu, tak velmi čisté těžké vody. V té době bylo obtížné oba materiály získat ve velkém množství.

uran

Uranová továrna v Katanga , Belgické Kongo, 1917

Heereswaffenamt původně požadoval dodání celých dodávek uranu společnosti Physikalisch-Technische Reichsanstalt. Esau se zdráhal vyhovět této žádosti poté, co mu byla oblast výzkumu již odebrána. Společnost Berliner Auergesellschaft byla navíc pověřena dodávkou několika tun oxidu uranu . Uran pocházel z uranových dolů v Sankt Joachimsthal , které byly využívány Auergesellschaftem po německé anexi Sudet v roce 1938. Během několika týdnů společnost založila závod v Oranienburgu s měsíční výrobní kapacitou kolem jedné tuny oxidu uranu. První dodávka do Heereswaffenamtu proběhla na začátku roku 1940.

Na konci května, během okupace Belgie, byla zajištěna velká část dodávek uranu belgické společnosti Union Minière du Haut Katanga , která dovážela uranovou rudu z belgického Konga .

Během následujících pěti let přepravila německá vojska z Belgie 3 500 tun uranových sloučenin do závodu na výrobu potaše Friedrichshall poblíž Leopoldshall . Auergesellschaft plnil své další potřeby uranu z těchto rezerv až do konce války.

Těžká voda

Chemická a vodní elektrárna Vemork od Norsk Hydro poblíž Rjukanu s výrobním závodem na těžkou vodu v přední budově, 1935

Na začátku války vyráběla významná množství těžké vody v závodě ve Vemorku poblíž Rjukanu pouze Norská vodní společnost (Norsk Hydro) . Rostlina sloužila hlavně k výrobě umělých hnojiv a těžkou vodu dodávala pouze jako vedlejší produkt . V letech 1934 až 1938 vyráběl závod jen 40 kilogramů vody, na konci roku 1939 byla měsíční produkce maximálně deset kilogramů.

Vzhledem k tomu, že nastavení vlastní výroby těžké vody v Německu se nám zdálo příliš složité, delegace IG Farben kontaktovala společnost Norsk Hydro s cílem koupit celou dodávku 185 kilogramů těžké vody. Francouzská tajná služba se však dostala před německé vyjednavače a dohodla se s vedením společnosti, že veškerou těžkou vodu přiveze do Paříže Frédéricovi Joliotovi-Curiemu , který tam prováděl vlastní experimenty na štěpení uranu.

V dubnu 1940 německá armáda obsadila Norsko a 3. května 1940 vpochodovala do Rjukanu. Jediná továrna na těžkou vodu na světě padla nepoškozená do německých rukou , ale zjistilo se, že celá zásoba těžké vody už byla vzdána. To nebylo pro armádní velení pouze zklamáním, ale především varováním, že spojenci mají také zájem o využití jaderného štěpení. V důsledku toho se těžká produkce vody ve Vemorku zvýšila na 1 500 kilogramů ročně. V důsledku toho spojenci společně s odbojáři podnikli sérii vojenských operací k zastavení výroby.

První pokus

Paul Harteck , 1948

Na začátku roku 1940 pracoval Paul Harteck kromě Wernera Heisenberga na Institutu císaře Wilhelma v Berlíně a Kurta Diebnera v Kummersdorfu také na hromadě uranu na univerzitě v Hamburku. V té době byly dodávky uranu a těžké vody v Německu stále velmi omezené a mezi institucemi začala bitva o zdroje. Když Heisenberg v dubnu 1940 požádal armádní zbraňový úřad o 500 až 1 000 kilogramů oxidu uranu, Diebner mu odepsal, že by se měl dohodnout s Harteckem, který právě sám požádal o 100 až 300 kilogramů. Harteck chtěl oxid uranu vložit do pevného oxidu uhličitého ( suchého ledu ) do testovacího reaktoru ve svém ústavním sklepě, který měl obdržet z prací Leuna společnosti IG Farben v Merseburgu . Harteck spěchal, protože blok oxidu uhličitého trval jen týden a požádal Heisenberga, aby mu nechal oxid uranu, dokud nedokončí experiment. Na konci května dorazilo do Hamburku konečně 50 kilogramů oxidu uranu, podstatně méně, než v jaký Harteck doufal. Spolu s další dodávkou od Auergesellschaftu měl k dispozici pouze 185 kilogramů oxidu uranu - příliš málo na to, aby to způsobilo řetězovou řetězovou reakci.

Paris padla v polovině června 1940 a krátce nato tam dorazil vedoucí výzkumného oddělení Úřadu armádních zbraní Erich Schumann a Kurt Diebner, aby navštívil Joliot-Curie ve své laboratoři na Collège de France. Francouzský fyzik neutekl do Londýna jako jeho kolegové a Diebner ho dokázal přesvědčit, aby pokračoval v práci na nevojenských projektech. Slíbil mu, že jeho polotovar cyklotrónu pak bude možné dokončit. V červenci začala pracovat pařížská pracovní skupina pod vedením Wolfganga Gentnera.

Současně byla v červenci 1940 v prostorách Kaiser Wilhelm Institute for Biology v Berlíně-Dahlem zřízena laboratoř, ve které měl být umístěn první německý uranový reaktor. Aby se nežádoucí návštěvníci nedostali dál, dostala budova děsivý alias „Virus House“. Stavba byla dokončena na podzim 1940 a krátce poté začali berlínští vědci stavět jaderný reaktor.

Existuje retrospektiva, pravděpodobně kolem roku 1950, napsaná Heisenbergem a Wirtzem, která shrnuje všechny testy reaktoru projektu uranu.

Cesty k atomové bombě

Manfred von Ardenne , 1933

V zásadě bylo německým fyzikům jasné, že jaderné štěpení také umožní konstrukci atomové bomby, kterou vědci nazývají „uranová bomba“, ale ne s přírodním uranem. Do jaké míry viděli, že se vážně dostali do pozice, kdy mohli skutečně sestrojit atomovou bombu, je kontroverzní.

Uran-235

Jednou z možností by bylo odpovídajícím způsobem zvýšit podíl izotopu štěpného uranu 235 U, který je přítomen pouze v přírodním uranu, na 0,7%. Práce na tom provedli Wilhelm Walcher v Kielu a skupina Josefa Mattaucha v Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry. Fyzik Heinz Ewald z Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry předložil v roce 1942 návrh na účinné obohacování uranu . Navrhl „atomový konverzní systém“, typ hmotnostního spektrometru, ve kterém jsou atomy ionizovaného uranu urychlovány v elektrickém poli a poté separovány v prstencovém magnetickém poli na základě rozdílů v atomové hmotnosti (viz obr. 97 v), tj. stejným způsobem jako u amerických calutronů .

Manfred von Ardenne , který vedl výzkumnou laboratoř pro elektronovou fyziku v Berlíně-Lichterfelde , se této myšlenky chopil a postavil prototyp. V tomto projektu ho podpořil vedoucí říšského ministerstva pošty Wilhelm Ohnesorge . Tento separační systém je podobný cyklotronu, který byl nakonec dokončen v roce 1943 poblíž Miersdorfu s prostředky z Reichspostu . Na místě letecké základny poblíž Bad Saarow byl nalezen prstencový bunkr, který odpovídá cyklotronové hale v Miersdorfu. Lze pouze hádat, zda tento systém obsahoval rozsáhlou verzi separátoru izotopů. V Německu však nikdy nedocházelo k rozsáhlé separaci izotopů uranu, jako v USA se stovkami calutronů v rámci projektu Manhattan .

Plutonium-239

Také z Výzkumného ústavu Arden přišel fyzik Fritz Houtermans s návrhem v uranovém reaktoru z mnohem běžnějšího izotopu uranu 238 U je také snadno štěpný izotop plutonia 239 na Pu erbrüten . Své teorie shrnul do tajné výzkumné zprávy „K otázce zahájení jaderných řetězových reakcí“. Ačkoli byla tato zpráva přístupná vládním agenturám a některým fyzikům organizovaným v Uraniové asociaci, byla ignorována. Carl Friedrich von Weizsäcker informoval Heereswaffenamt o možnosti, že 239 Pu lze použít „pro stavbu velmi malých strojů“, „jako výbušniny“ a „pro přeměnu dalších prvků“. Weizsäckerův návrh patentu je znám z jara 1941. Kromě tvrzení o jaderných reaktorech obsahuje „metodu pro výbušnou generaci energie a neutronů“, která „se přivede na místo v takovém množství, např. B. v bombě “. Tento návrh však neexistoval a byl zrevidován a rozšířen v rámci pracovní skupiny uranové asociace v Kaiser Wilhelm Institute . Rozšířený seznam patentových nároků na „uranový stroj“ ze srpna 1941 již neposkytuje žádné náznaky bomby.

Krize svědomí

Werner Heisenberg (vlevo) v rozhovoru s Nielsem Bohrem

Diskuse o návrzích na vývoj uranové bomby byla pomalá. Někteří přední němečtí vědci nyní předváděli skrupule ohledně toho, do jaké míry by se vůbec měli zapojit do projektu uranu. V týdnu od 15. do 21. září 1941 navštívil Werner Heisenberg svého bývalého mentora Nielse Bohra v Kodani na návrh a zprostředkování Carla Friedricha von Weizsäcker . Existují různá prohlášení o záměru cesty a průběhu konverzace. Každopádně se rozhovor ukázal být nepříjemný pro obě strany. Podle verze publikované Spiegelem v roce 1967 se Heisenberg Bohr zeptal, zda má fyzik morální právo pracovat na atomové bombě v dobách války. Bohr odpověděl protiotázkou, zda je podle Heisenberga vůbec možné vojenské využití jaderného štěpení. Heisenberg odpověděl, že tuto možnost uznává. Navrhl, aby se všichni vědci na světě dohodli, že se zdrží práce na atomové bombě. Ke Heisenbergovu zděšení Bohr odpověděl, že vojenský výzkum fyziků je nevyhnutelný a správný. Bohr se zjevně obával, že Německo stojí na prahu stavby atomové bomby, a měl podezření, že Heisenbergův návrh měl pouze zpomalit náskok Ameriky v jaderné fyzice. Heisenberg se naopak cítil Bohrem opuštěn a musel se vrátit do Německa, aniž by něčeho dosáhl.

Hra Kodaň od Michaela Frayna obsahuje toto setkání.

Další zkoušky reaktoru

Na konci roku 1941 se německé válečné hospodářství dostalo do tlaku po nyní velmi stresující ruské kampani . Projekt uranu nesliboval v dohledné době žádnou aplikaci. Heereswaffenamt se proto rozhodl projekt osvobodit z kontroly armády a přenechat jej říšské radě pro výzkum pod dohledem říšského ministerstva školství. Říšská rada pro výzkum postoupila výzkumný projekt svému fyzickému oddělení, a tak uranový projekt skončil na přelomu roku 1941/42 opět u Abrahama Esaua , z něhož byl stažen na začátku války. O rok později byl Esau dokonce jmenován „agentem pro jadernou fyziku“ a od té doby byl schopen ovládat všechny skupiny fyzického výzkumu. Do té doby však německý výzkum stavby jaderného reaktoru udělal malý pokrok. Úzkým místem projektu nadále byl nedostatek těžké vody a vysoce obohaceného uranu, z něhož bylo možné těžit jen malé množství.

Vzhledem k tomu, že dosud vyrobené materiály byly nedostatečné a závody v zahraničí byly náchylné k útokům, byly učiněny pokusy o zvýšení jejich výroby i v Německu. Stavba systému těžké vody v Merseburgu byla dohodnuta s Leunawerke . Na oplátku by měla být Leuna informována o aktuálním stavu výzkumu výroby energie z uranu. Degussa ve Frankfurtu nad Mohanem bylo napříště Procedura kov uranu. První dodávky uranu směřovaly na fyzické univerzitní ústavy v Lipsku, aby tam konečně mohla být spuštěna první uranová spalovačka na světě. Byl navržen teoretikem Wernerem Heisenbergem a realizován společně s experimentálním fyzikem Robertem Döpelem.

V létě 1942 se Robertu Döpelovi podařilo prokázat množení neutronů v uspořádání sférické vrstvy uranového prášku a těžké vody (experiment L IV), a to ještě před týmem Enrica Fermiho v Chicagu. Demonstrace množení neutronů v USA dosáhl na konci července 1942 Enrico Fermi, který se svým týmem jaderných reaktorů brzy předjel Němce. Fermi, který měl „ jedinečný dvojí talent pro teoretickou a experimentální práci “, na problému pracoval od jara 1939. Při své poslední návštěvě USA před blížící se válkou hovořil s Heisenbergem o nebezpečích, kterých si oba byli vědomi.

4. června 1942 byli Heisenberg a přední vědci projektu uranu svoláni na tajnou schůzku do Berlína, aby se podělili o Alberta Speera , nového říšského ministra pro vyzbrojování a munici, a poskytli mu základ pro rozhodování o budoucnost německého výzkumu uranu. Na otázku, jak velká bude uranová bomba, jejíž účinek by byl dostatečný na zničení velkého města, Heisenberg odpověděl: „Velký jako ananas“ a pravděpodobně odkazoval pouze na skutečnou výbušnou nálož. Velení armády bylo ohromeno, ale také mělo pochybnosti. Heisenberg zdůraznil, že taková bomba nemůže být vyvinuta během několika měsíců a že je v současné době ekonomicky nemožné ji vyrobit. Stavba jaderného reaktoru by naopak měla velký ekonomický a vojenský význam, zejména pro období po válce. V důsledku toho nebyl projekt uranu ukončen, ale nebyla mu poskytnuta žádná další podpora. Speer alespoň schválil stavbu bunkru v prostorách Kaiser Wilhelmova fyzikálního ústavu v Berlíně, ve kterém měla být postavena první velká německá hromada uranu.

O tři týdny později došlo v lipském výzkumném reaktoru k vážné nehodě. Pro „uranový stroj“ bylo 750 kilogramů uranového prášku a 140 kilogramů vody naplněno do dvou hliníkových polokoulí, které byly pevně přišroubovány a zapuštěny do vodní nádrže. Experiment se zdál být úspěšný, protože bylo vyrobeno více neutronů, než bylo použito, což bylo přesvědčivě potvrzeno předchozími experimenty. Míč takto visel měsíce ve vodní nádobě, dokud z něj 23. června 1942 náhle neunikly vodíkové bubliny. V důsledku toho se míč zahřál, byl vyjmut z nádoby, ale po neúspěšném pokusu o otevření byl rychle zapuštěn zpět do nádoby s vodou. Míč se stále zahříval, až se voda začala vařit k večeru. O něco později kulka explodovala a zapálila místnost hořícím uranem, aniž by poškodila přítomné lidi (včetně Heisenberga a manželů Döpelových). První pokusy Döpela uhasit požár byly do značné míry neúspěšné. Hasičským záchranným sborům se nakonec pod jeho vedením podařilo požár uhasit, ale z štěpného materiálu zbylo jen hodně kalu oxidu uranu. Žádná jaderná řetězová reakce neproběhla; místo toho do uranové vrstvy prosákla voda a vytvořil se vodík a spolu s atmosférickým kyslíkem plynný plynný kyslík , který se s uranem odpařil . - Tato nehoda byla první z dlouhé série incidentů v jaderných zařízeních, při nichž se vytvářely výbušné plyny (kyslíkovodík nebo vodní plyn ) a zapalovaly se vzduchem z vodní páry a přehřátého kovu (zde uranový prášek) nebo grafitu (jako v Černobylu ) .

Aby se vyloučily podobné incidenty v projektu uranu, bylo rozhodnuto použít v budoucích experimentech pouze uran v pevné formě litého uranu. Heisenberg vypočítal, že k uskutečnění první kritické řetězové reakce bude potřeba asi deset tun litého uranu a asi pět tun těžké vody . Zatímco Heisenberg experimentoval s uranovými deskami v Berlíně-Dahlemu, Diebner v Kummersdorfu spoléhal na kostky uranu. Obě pracovní skupiny však nespolupracovaly, ale pracovaly proti sobě. Když Diebner dosáhl neočekávaně dobrých výsledků s kostkami uranu ve zmrzlé těžké vodě, Heisenberg mu odmítl uznat a nadále trval na používání uranových desek v kapalné těžké vodě, což je pro výpočty příznivější.

Útoky spojenců na zásoby

Trajekt „Hydro“, 1925

Do té doby měli spojenci podezření, že němečtí vědci intenzivně pracují na uranové bombě. V noci z 27. na 28. února 1943 se v rámci norské sabotáže těžké vody během operace Gunnerside podařilo osmi norským odbojářům proniknout do těžkých vodních děl Norsk Hydro a 18 elektrolýzních článků, pomocí kterých byla těžká voda oddělena . , které mají být zničeny pomocí výbušných zařízení. Navíc bylo zničeno půl tuny těžké vody, která již byla vyrobena. V dubnu 1943 byly škody způsobené Němci do určité míry opraveny, ale uranový projekt byl zasažen silnou ranou.

16. listopadu 1943 byla továrna na těžkou vodu Norsk Hydro nakonec zničena britskými bombardovacími silami. Systém těžké koncentrace vody v suterénu zůstal neporušený, ale elektrárna byla zasažena, což znamenalo, že celá továrna již nemohla fungovat. Němci se proto pokusili přepravit zbylou, částečně koncentrovanou, těžkou vodu vlakem k dalšímu zpracování v mezitím téměř dokončeném zařízení Leunawerke v Německu. Chcete -li opustit Rjukan, měl transport s železničním trajektovým jezerem „Hydro“ kříž Tinnsjå . Spojenci se o plánech Němců dozvěděli a trajekt byl potopen norskými odbojáři 20. února 1944. Některé z jediných částečně naplněných těžkých sudů s vodou zachránili Němci, ale většina z nich se potopila na dno jezera.

O něco později britský nálet na Frankfurt nad Mohanem zničil továrny Degussa a jejich zařízení na výrobu uranu. V srpnu 1944 byly zasaženy také Leunawerke a IG Farben následně neprojevil žádný další zájem o výrobu těžké vody. V létě 1944 se tedy celá německá produkce uranu a těžké vody zastavila. Celkově ke konci války neměli němečtí fyzici k dispozici více než 2,5 tuny vody a bylo otázkou, zda toto množství bude dostatečné pro provoz uranové pece.

Přesun výzkumu do jižního Německa

23. října 1943 byl Walther Gerlach jmenován vedoucím katedry fyziky v říšské radě pro výzkum a tím vedoucím projektu uranu. Na přelomu roku převzal Gerlach od Esaua také místo zmocněného zástupce pro jadernou fyziku, který se stal nepopulárním ve vedení společnosti Kaiser Wilhelm a Alberta Speera. V následujícím období Gerlach odmítl prostředky, které měl k dispozici na výzkumné projekty s vojenskými aplikačními oblastmi, jako je projekt uranu nebo urychlovače částic, které byly nyní k dispozici, a místo toho je používal především pro projekty základního výzkumu. Na druhou stranu zabránil tomu, aby byli němečtí fyzici odvedeni do vojenské služby.

Když koncem podzimu 1943 zahájilo britské vojenské letectvo útoky na Berlín, byly části Kaiser Wilhelmova fyzikálního ústavu přemístěny do Hechingenu na jihozápadě Německa. O něco později se Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry pod vedením Otto Hahna přestěhoval poblíž do Tailfingenu . Ostatní pracovní skupiny projektu uranu se také přesunuly do jiných částí Německa. Diebner přesunul svou testovací laboratoř do Stadtilmu v Durynsku, Harteck a Groth přesunuli svoji novou ultracentrifugu nejprve do Freiburgu , poté do Celle .

Poslední pokusy

Demontáž výzkumného reaktoru Haigerloch v roce 1945
Takzvaný atomový sklep ve Stadtilmu

Někteří fyzici, včetně Heisenberga, Bothe a Wirtze, však původně zůstali v Berlíně a připravovali stavbu velkého uranového reaktoru v téměř dokončeném bunkru. Ke konci roku 1944 byl Wirtz schopen vybavit hromadu uranu 1,25 tuny uranu a 1,5 tuny těžké vody. Tento experiment ukázal významný nárůst neutronů dodávaných ze zdroje radioaktivních neutronů . Wirtz připravoval větší experiment. Poté, co Rudá armáda překročila Odru poblíž Kienitzu 30. ledna 1945 , bezprostředně poté postavila předmostí a jejich postup na Berlín byl předvídatelný, Gerlach vydal rozkaz k opuštění Berlína. Uran a těžká voda byly odeslány do Diebneru ve Stadtilmu a fyzici uprchli do Hechingenu.

Poslední z dlouhé série experimentů měl být proveden ve skalním sklepě v Haigerloch u Hechingenu (Hohenzollern). Materiály pak byly přepraveny ze Stadtilmu do Haigerloch kamionem. Koncem února 1945 mohl být výzkumný reaktor Haigerloch uveden do provozu s 1,5 tuny uranu a stejným množstvím těžké vody. Materiály však nestačily na to, aby byl reaktor kritický. Heisenberg se pokusil získat poslední zásoby uranu a těžké vody ze Stadtilmu, ale dodávka už nedorazila.

USA se dlouho obávaly, že Němci pracují na uranové bombě a v roce 1943 založily vojenskou misi Alsos . Jejich cílem bylo prozkoumat stav německého uranového projektu, zastavit výzkum a zmocnit se fyzika. 23. dubna 1945 se mise Alsos konečně dostala do Haigerloch. Reaktor byl zničen a veškerý materiál a zprávy o výzkumu byly zabaveny a převezeny do USA k analýze. Němečtí vědci zapojení do projektu uranu byli zatčeni. Bagge, von Weizsäcker a Wirtz byli chyceni v Hechingenu, Heisenberg v rodném Urfeldu, Gerlach a Diebner v Mnichově a Harteck v Hamburku. Kromě toho byli v Tailfingenu vyzvednuti Otto Hahn, Horst Korsching a Max von Laue.

Internace ve Farm Hall

Venkovský statek Farm Hall v Anglii

Elita německého atomového výzkumu byla v rámci operace Epsilon přivezena do britského venkovského statku Farm Hall poblíž Cambridge. V idylické cihlové budově a okolních zahradách trávili čas fistbalem, kulečníkem, můstkem a diskusemi. Rozhovory vědců byly odloženy a zaznamenány britskou armádou.

6. srpna 1945 dostal důstojník ve službě v internačním táboře major TH Rittner z Londýna rozkaz, aby jeho vězni v 18 hodin poslouchali rádio. Rittner měl sledovat reakce mužů na zprávy. Hahn, Heisenberg a Wirtz se ten večer v Rittnerově kanceláři dozvěděli od BBC zprávu, že američtí vědci vyrobili atomovou bombu a už ji shodili na japonské město .

Reakce těchto tří Němců byly různé. Wirtz řekl, že je rád, že bombu sami neměli. Heisenberg si myslel, že zpráva je „bluf“, a zpočátku pochyboval, že jde o fyzický efekt. Otto Hahn byl hluboce otřesen a cítil se zodpovědný za smrt stovek tisíc Japonců. Zprávy ve 21:00 odhalily, že nad Hirošimou explodovala uranová atomová bomba s výbušnou silou 20 000 tun ekvivalentu TNT . V diskusi, která následovala, von Weizsäcker řekl, že je hrozné, že to Američané udělali a že si myslí, že tato akce byla šílená. Heisenberg odpověděl, že to byl pravděpodobně nejrychlejší způsob ukončení války. Hahn viděl sám sebe potvrzeného ve všech svých obavách, které ho trápily od jeho objevu v prosinci 1938. Nakonec byl jen rád, že to Němci nestihli.

18. listopadu 1945 se Hahn během internace dozvěděl, že za svůj objev v roce 1938 získal Nobelovu cenu za chemii z roku 1944. 3. ledna 1946 bylo deset vědců zapojených do projektu uranu nakonec propuštěno a vráceno do Německa.

Sovětský projekt atomové bomby

Stejně jako v USA bylo po druhé světové válce do Sovětského svazu přivezeno asi 300 německých jaderných specialistů se svými rodinami . Systémy německého uranového projektu v Kaiser Wilhelm Institute for Physics and Chemistry, v elektrických laboratořích společnosti Siemens a ve Physical Institute of Reich Postal Ministry byly demontovány a transportovány do SSSR. Jednalo se o tři ze čtyř německých cyklotronů, silné magnety, elektronové mikroskopy, osciloskopy, transformátory a přesné měřicí přístroje. Příspěvek německých vědců k rozvoji jaderné technologie pro projekt sovětské atomové bomby byl v zásadě omezen na produkci uranu a separaci izotopů. Účastnili jste se ale také prvního sovětského testu atomové bomby.

recepce

Viz také

literatura

  • Vera Keizer (Ed.): Radiochemie, píle a intuice. Nový výzkum Otto Hahna. Berlín 2018, ISBN 978-3-86225-113-1 .
  • Christian Kleint, Gerald Wiemers (ed.): Werner Heisenberg in Leipzig 1927–1942 (= traktáty Saské akademie věd v Lipsku, třída matematiky a přírodovědy. Svazek 58, č. 2). Akademie, Berlin 1993, ISBN 3-05-501585-1 , část I: „Příspěvky k vývoji jaderných reaktorů pod vedením W. Heisenberga a R. Döpela ve fyzickém institutu Univerzity v Lipsku (1939–1942)-Na téma 50. výročí prvního důkazu o množení neutronů v uranovém stroji “, s. 11–84.
  • Günter Nagel: Tajný německý uranový projekt - kořist spojenců. Jung, Zella-Mehlis 2016, ISBN 978-3-943552-10-2 .
  • Günter Nagel: Věda pro válku. Franz Steiner, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-515-10173-8 .
  • Michael Schaaf: Heisenberg, Hitler a bomba. Rozhovory se současnými svědky. GNT-Verlag, Diepholz 2018, ISBN 978-3-86225-115-5 .
  • Mark Walker : Zbrojnice? Výzkum jaderných zbraní a reaktorů na Kaiser Wilhelm Institute for Physics. Předtisky z výzkumného programu „Historie společnosti Kaisera Wilhelma za nacionálního socialismu“. Č. 26. Institut Maxe Plancka pro dějiny vědy, Berlín 2005 (PDF; 402 kB) .
  • Mark Walker: Stroj na uran. Mýtus a realita německé atomové bomby. Siedler, Berlín 1992, ISBN 3-442-12835-8 .
    • Původní vydání: German National Socialsm and the Quest for Nuclear Power 1939–1945 , Cambridge University Press 1989
  • Mark Walker: nacistická věda - mýtus, pravda a německá atomová bomba , Plenum Press 1995, Perseus 2001
  • David C. Cassidy : Farm Hall a německý projekt atomové bomby z druhé světové války. Dramatická historie , Springer 2017

webové odkazy

Poznámky a individuální reference

  1. ↑ Ve vzorcích půdy nejsou žádné stopy „Hitlerovy bomby“. Physikalisch-Technische Bundesanstalt , 15. února, 2006, archivovány od originálu dne 21. prosince 2015 ; Získaný 8. prosince 2015 . Tento požadavek byl vyroben Rainer Karlsch ve své knize Hitlerova bomby , která byla zveřejněna v roce 2005, a to trvale poškodit jeho pověst.
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t David Irving : Velký jako ananas ... In: Der Spiegel . Ne. 23 , 1967, s. 65 ( online ).
  3. ↑ Michael Schaaf: Fyzikální chemik Paul Harteck (1902–1985) , Stuttgart 1999.
  4. ↑ Dotisk dopisu v: Michael Schaaf: Heisenberg, Hitler a bomba. Rozhovory se současnými svědky. Gütersloh 2018, ISBN 978-3-86225-115-5 .
  5. ↑ W. Bothe, P. Jensen: Absorpce tepelných neutronů v elektrografitu. Výzkumná zpráva 1941. In: Zeitschrift für Physik. Svazek 122 (1944) s. 749.
  6. ^ Per F. Dahl: Těžká voda a válečný závod o jadernou energii , IOP Publishing Ltd 1999, ISBN 0-7503-0633-5 , s. 139-140
  7. ↑ Michael Schaaf: Jaderné štěpení v srdci temnoty. Afrika a počátky jaderného věku v: Vera Keizer (Ed.): Radiochemie, Diligence and Intuition. Nový výzkum Otto Hahn Berlin 2018. ISBN 978-3-86225-113-1 .
  8. ↑ viz Michael Schaaf: Jaderné štěpení v srdci temnoty. Afrika a počátky jaderného věku
  9. ↑ Před 70 lety: Američané osvobozují Staßfurt. In: volksstimme.de. Citováno 19. dubna 2020 .
  10. ↑ a b c d e f g h i j k David Irving: Velký jako ananas ... In: Der Spiegel . Ne. 24 , 1967, s. 80 ( online - 1. pokračování).
  11. ↑ W. Heisenberg, K. Wirtz: Rozsáhlé experimenty s přípravou stavby uranové hořáky. In: Výzkum přírody a medicína v Německu 1939–1946. Edice FIAT Review of German Science určená pro Německo . Svazek 14, část II (Ed. W. Bothe a S. Flügge): Dieterich, Wiesbaden. Vytištěno také v: Stadt Haigerloch (Hrsg.): Atommuseum Haigerloch. Eigenverlag, 1982, s. 43-65.
  12. ↑ To je důvod, proč Hitler neměl atomovou bombu , článek v čase o Manfred Popp ze dne 4. ledna 2017, poslední přístup 23. prosince 2020.
  13. ↑ Heinz Ewald: Nová metoda separace magnetických izotopů. In: Zprávy o práci Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry. G-139, 3. května 1942.
  14. ↑ H. Ewald, H. Hintenberger: Metody a aplikace hmotnostní spektrometrie. Verlag Chemie, Weinheim / Bergstrasse 1953.
  15. ↑ M. Walker: Německý národní socialismus a hledání jaderné energie: 1939-1949. Cambridge University Press, 1989.
  16. ^ Heiko Petermann: Manfred Baron von Ardenne a Reichspost. ( Memento z 8. září 2012 ve webovém archivu archiv. Dnes ) www.petermann-heiko.de. Získaný 9. července 2011.
  17. ^ Carl Friedrich von Weizsäcker: Možnost výroby energie z uranu 238. 17. července 1940; Online archiv Deutsches Museum, přístupný 8. června 2012.
  18. ↑ a b C. F. v. Weizsäcker, návrh patentu, jaro 1941; částečně přetištěno a analyzováno v Reinhard Brandt, Rainer Karlsch: Kurt Starke a Element 93: Zdrželo se hledání transuranových prvků? In: Rainer Karlsch, Heiko Petermann (Hrsg.): Klady a zápory Hitlerovy bomby - studie o atomovém výzkumu v Německu. (= Cottbusské studie o historii technologie, práce a životního prostředí. Svazek 29). Waxmann, Münster 2007, s. 293–326.
  19. ↑ a b Helmut Rechenberg: Kodaň 1941 a podstata německého uranového projektu. In: Christian Kleint, Helmut Rechenberg, Gerald Wiemers (eds.): Werner Heisenberg 1901–1976. Festschrift k jeho 100. narozeninám. (= Pojednání Saxon Akad. Der Wiss. Zu Leipzig, Math.-Naturw. Class. Ročník 62). 2005, s. 160-191.
  20. ↑ a b V původních testovacích protokolech R. Döpela je pod „Testem L4“ zaznamenáno 30 sérií měření mezi 21. dubnem a 18. červnem 1942; reprodukováno Dietmarem Lehmannem a Christianem Kleintem: Rekonstrukce tehdy tajné lipské uranové stroje z testovacích protokolů. In: Christian Kleint, Gerald Wiemers (eds.): Werner Heisenberg in Leipzig 1927–1942 . (= Pojednání Saxon Akad. Der Wiss. Zu Leipzig, Math.-Naturw. Class. Ročník 58). H. 2, 1993, s. 53-61.
  21. ^ Wilhelm Hanle, Helmut Rechenberg: 1982: Výroční rok výzkumu jaderného štěpení. In: Fyzické listy. 38, č. 12, 1982, s. 365-367.
  22. ↑ Robert Döpel, zpráva o dvou nehodách při manipulaci s kovovým uranem. (II. Zapalování uranu při otevírání uranové nádoby.) In: Christian Kleint, Gerald Wiemers (Ed.): Werner Heisenberg in Leipzig 1927–1942. Pojednání d. Saský. Akad. D. Sciences zu Leipzig 58 (1993 č. 2) a Wiley-VCH Weinheim 1993, s. 62-67. Online: Zpráva o nehodě 1942 z faxového dokumentu 2 z 10.
  23. ↑ Mark Walker, Die Uranmaschine, Goldmann 1992, s. 106
  24. ↑ Reinhard Steffler: První požární služba na uranovém stroji. Labe-Dnjepr-Verlag, Lipsko-Mockrehna 2010.
  25. ↑ Reinhard Steffler: Nehody reaktorů a akce hasičů: Lipsko, Černobyl a Fukušima - úvodní analýza. Labe-Dnjepr-Verlag, Lipsko-Mockrehna 2011.
  26. ↑ Christian Kleint: Z historie lipských uranových testů - K 90. narozeninám Roberta Döpela. In: jaderná energie. Svazek 29, H. 7, 1986, s. 245-251. - V dnešních jaderných elektrárnách je tlaková nádoba reaktoru uzavřena kontejnmentem kvůli riziku radioaktivní kontaminace životního prostředí , v jejímž rámci je možné a nutné zabránit tvorbě vodíku nebo ji zvrátit příslušnými bezpečnostními opatřeními , jako je například takzvaná hrnčířská svíčka .
  27. ↑ David Irving: Velký jako ananas ... In: Der Spiegel . Ne. 25 , 1967, s. 70 ( online - 2. pokračování).
  28. ↑ a b c David Irving: Velký jako ananas ... In: Der Spiegel . Ne. 26 , 1967, s. 87 ( online - 3. pokračování).
  29. ^ Michael Schaaf: Atomový výzkum v Celle. in: Celle. Městská kniha. Editoval Reinhard WLE Möller, Bernd Polster, Bonn 2003.
  30. ↑ a b c d David Irving: Velký jako ananas ... In: Der Spiegel . Ne. 27 , 1967, s. 80 ( online - 4. pokračování).
  31. ↑ Tajné zprávy z let 1939 až 1945 o německém jaderném výzkumu v městském archivu Haigerloch . Directory ( Memento ze dne 13. května 2009 v internetovém archivu )