Trešā reiha urāna projekta vēsture, kā tas parasti tiek pasniegts, personīgi man ļoti atgādina grāmatu ar saplēstām lapām. Tas viss parādās kā nepārtrauktu neveiksmju un neveiksmju vēsture, programma ar neskaidriem mērķiem un vērtīgu resursu izšķiešana. Patiesībā par Vācijas atomu programmu ir uzbūvēts sava veida stāstījums, kas ir neloģisks, kurā ir būtiskas pretrunas, bet kas tiek uzspiests.
Tomēr zināma informācija, ko izdevās atrast publikācijās, tostarp salīdzinoši nesenie pētījumi par Vācijas militāri tehnisko notikumu vēsturi, ļauj mums paskatīties uz Vācijas urāna projektu pavisam citādi. Nacistus galvenokārt interesēja kompakts jaudas reaktors un kodolieroči.
Jaudas reaktors
Gintera Nagela plašais un vāciski skanīgais darbs "Wissenschaft für den Krieg", vairāk nekā tūkstotis lappušu, kas balstīts uz bagātīgu arhīva materiālu, sniedz ļoti interesantu informāciju par to, kā Trešā reiha fiziķi paredzēja atomenerģijas izmantošanu. Grāmatā galvenokārt aplūkots Zemes bruņojuma departamenta pētniecības nodaļas slepenais darbs, kurā tika veikts darbs arī pie kodolfizikas.
Kopš 1937. gada šajā nodaļā Kurts Dībners veica pētījumus sprāgstvielu detonācijas ierosināšanas jomā ar starojuma palīdzību. Vēl pirms pirmās mākslīgās urāna skaldīšanas 1939. gada janvārī vācieši mēģināja pielietot kodolfiziku militārajās lietās. Sauszemes bruņojuma departaments nekavējoties sāka interesēties par urāna skaldīšanas reakciju, kas aizsāka Vācijas urāna projektu un, pirmkārt, izvirzīja zinātniekiem uzdevumu noteikt atomenerģijas pielietojuma jomas. Pavēli deva Kārlis Bekers, Zemes bruņojuma departamenta vadītājs, Imperiālās pētniecības padomes prezidents un artilērijas ģenerālis. Instrukciju izpildīja teorētiskais fiziķis Zigfrīds Fljugžs, kurš 1939. gada jūlijā sniedza ziņojumu par atomenerģijas izmantošanu, pievērsa uzmanību skaldāmā atomu kodola milzīgajam enerģijas potenciālam un pat sastādīja "urāna mašīnas" skici, ka ir reaktors.
"Urāna mašīnas" konstrukcija veidoja pamatu Trešā reiha urāna projektam. Urāna mašīna bija jaudas reaktora prototips, nevis ražošanas reaktors. Parasti šis apstāklis tiek vai nu ignorēts stāstījuma ietvaros par Vācijas kodolprogrammu, ko galvenokārt izveidojuši amerikāņi, vai arī tas tiek rupji novērtēts par zemu. Tikmēr enerģētikas jautājums Vācijai bija vissvarīgākais jautājums, jo bija akūts naftas trūkums, vajadzība ražot motordegvielu no oglēm un būtiskas grūtības ogļu ieguvē, transportēšanā un izmantošanā. Tāpēc jau pirmais ieskats jaunā enerģijas avota idejā viņus ļoti iedvesmoja. Ginters Nagels raksta, ka tai vajadzēja izmantot "urāna mašīnu" kā stacionāru enerģijas avotu rūpniecībā un armijā, lai to uzstādītu uz lieliem karakuģiem un zemūdenēm. Pēdējam, kā redzams no Atlantijas kaujas eposa, bija liela nozīme. Zemūdens reaktors laivu no niršanas pārvērta patiesi zemūdens laivā un padarīja to daudz mazāk neaizsargātu pret pretzemūdeņu pretinieku spēkiem. Lai uzlādētu akumulatorus, kodollaivai nebija nepieciešama virsma, un tās darbības spektru neierobežoja degvielas piegāde. Pat viena kodolreaktora laiva būtu ļoti vērtīga.
Bet vācu dizaineru interese par kodolreaktoru neaprobežojās tikai ar to. To mašīnu sarakstā, kurās viņi domāja uzstādīt reaktoru, bija, piemēram, tvertnes. 1942. gada jūnijā Hitlers un Reiha bruņojuma ministrs Alberts Špērs apsprieda projektu par "lielu kaujas transportlīdzekli", kas sver aptuveni 1000 tonnas. Acīmredzot reaktors bija paredzēts tieši šāda veida tvertnēm.
Arī raķešu zinātnieki sāka interesēties par kodolreaktoru. 1941. gada augustā Peenemindes pētniecības centrs pieprasīja iespēju izmantot "urāna mašīnu" kā raķešu dzinēju. Dr Karl Friedrich von Weizsacker atbildēja, ka tas ir iespējams, taču saskaras ar tehniskām grūtībām. Reaktīvo vilci var radīt, izmantojot atomu kodola sabrukšanas produktus vai izmantojot kādu vielu, kas tiek uzkarsēta ar reaktora siltumu.
Tātad pieprasījums pēc kodolreaktora bija pietiekami nozīmīgs, lai pētniecības institūti, grupas un organizācijas varētu sākt darbu šajā virzienā. Jau 1940. gada sākumā tika uzsākti trīs projekti, lai izveidotu kodolreaktoru: Verners Heizenbergs Ķeizara Vilhelma institūtā Leipcigā, Kurts Dībners Zemes bruņojuma departamentā netālu no Berlīnes un Pols Hārteks Hamburgas universitātē. Šiem projektiem bija jāsadala pieejamie urāna dioksīda un smagā ūdens krājumi.
Spriežot pēc pieejamajiem datiem, Heisenbergs 1942. gada maija beigās varēja samontēt un palaist pirmo demonstrācijas reaktoru. 750 kg urāna metāla pulvera kopā ar 140 kg smaga ūdens tika ievietoti divās stingri pieskrūvētās alumīnija puslodēs, tas ir, alumīnija lodītē, kas tika ievietota traukā ar ūdeni. Sākumā eksperiments noritēja labi, tika konstatēts neitronu pārpalikums. Bet 1942. gada 23. jūnijā bumba sāka pārkarst, ūdens traukā sāka vārīties. Mēģinājums atvērt balonu bija neveiksmīgs, un galu galā balons uzsprāga, izkaisot telpā urāna pulveri, kas uzreiz aizdegās. Ugunsgrēks tika likvidēts ar lielām grūtībām. 1944. gada beigās Heizenbergs Berlīnē uzbūvēja vēl lielāku reaktoru (1,25 tonnas urāna un 1,5 tonnas smagā ūdens), un 1945. gada janvārī-februārī viņš uzbūvēja līdzīgu reaktoru pagrabā pie Haigerlohas. Heisenbergam izdevās iegūt pienācīgu neitronu ražu, taču viņš nesasniedza kontrolētu ķēdes reakciju.
Dībners eksperimentēja gan ar urāna dioksīdu, gan ar urāna metālu, no 1942. gada līdz 1944. gada beigām Gottow (uz rietumiem no Kummersdorfas testa vietas, uz dienvidiem no Berlīnes) uzbūvējot četrus reaktorus. Pirmajā reaktorā Gottow-I bija 25 tonnas urāna oksīda 6800 kubiņos un 4 tonnas parafīna kā moderators. G-II 1943. gadā jau bija uz metāliskā urāna (232 kg urāna un 189 litri smagā ūdens; urāns veidoja divas sfēras, kuru iekšpusē tika ievietots smags ūdens, un visa ierīce tika ievietota traukā ar vieglu ūdeni).
Vēlāk uzbūvētais G-III izcēlās ar kompaktu serdes izmēru (250 x 230 cm) un augstu neitronu ražu; tā modifikācija 1944. gada sākumā saturēja 564 urānu un 600 litrus smagā ūdens. Dībners konsekventi izstrādāja reaktora konstrukciju, pakāpeniski tuvojoties ķēdes reakcijai. Visbeidzot, viņam tas izdevās, kaut arī ar pārpilnību. Reaktors G-IV 1944. gada novembrī piedzīvoja katastrofu: katls pārsprāga, urāns daļēji izkusa un darbinieki tika ļoti apstaroti.
No zināmajiem datiem kļūst pilnīgi skaidrs, ka vācu fiziķi mēģināja izveidot spiediena ūdens moderētu jaudas reaktoru, kurā aktīvā metāla urāna un smagā ūdens zona sildītu apkārtējo vieglo ūdeni, un pēc tam to varētu padot tvaikam ģenerators vai tieši uz turbīnu.
Viņi nekavējoties mēģināja izveidot kompaktu reaktoru, kas piemērots uzstādīšanai uz kuģiem un zemūdenēm, tāpēc izvēlējās urāna metālu un smago ūdeni. Acīmredzot viņi neuzbūvēja grafīta reaktoru. Un nebūt ne Valtera Bote kļūdas dēļ vai tāpēc, ka Vācija nevarētu ražot augstas tīrības pakāpes grafītu. Visticamāk, grafīta reaktors, kuru tehniski būtu bijis vieglāk izveidot, izrādījās pārāk liels un smags, lai to varētu izmantot kā kuģa spēkstaciju. Manuprāt, atteikšanās no grafīta reaktora bija apzināts lēmums.
Arī urāna bagātināšanas darbības, visticamāk, bija saistītas ar mēģinājumiem izveidot kompaktu jaudas reaktoru. Pirmo ierīci izotopu atdalīšanai 1938. gadā izveidoja Klauss Klusius, taču viņa "dalāmā caurule" nebija piemērota kā rūpniecisks dizains. Vācijā ir izstrādātas vairākas izotopu atdalīšanas metodes. Vismaz viens no tiem ir sasniedzis rūpniecisku mērogu. 1941. gada beigās doktors Hanss Martins laida klajā pirmo izotopu atdalīšanas centrifūgas prototipu, un, pamatojoties uz to, Ķīlē sāka būvēt urāna bagātināšanas rūpnīcu. Tās vēsture, kā to prezentēja Nagels, ir diezgan īsa. Tas tika bombardēts, pēc tam aprīkojums tika pārvietots uz Freiburgu, kur pazemes patversmē tika uzcelta rūpnīca. Nagels raksta, ka panākumu nav bijis un iekārta nestrādāja. Visticamāk, tas nav pilnīgi taisnība, un ir iespējams, ka daļa bagātinātā urāna tika ražota.
Bagātināts urāns kā kodoldegviela ļāva vācu fiziķiem atrisināt gan ķēdes reakcijas panākšanas problēmas, gan kompakta un jaudīga vieglā ūdens reaktora izstrādi. Smagais ūdens Vācijai joprojām bija pārāk dārgs. 1943.-1944. Gadā pēc smagā ūdens ražošanas rūpnīcas iznīcināšanas Norvēģijā rūpnīca strādāja Leunawerke rūpnīcā, taču, lai iegūtu tonnu smagā ūdens, vajadzēja patērēt 100 tūkstošus tonnu ogļu, lai saražotu nepieciešamo elektroenerģiju.. Tāpēc smagā ūdens reaktoru varētu izmantot ierobežotā apjomā. Tomēr vāciešiem acīmredzot neizdevās ražot bagātinātu urānu paraugiem reaktorā.
Mēģinājumi izveidot kodolieročus
Jautājums par to, kāpēc vācieši neradīja un neizmantoja kodolieročus, joprojām tiek karsti apspriests, taču, manuprāt, šīs debates vairāk pastiprināja stāstījuma par Vācijas urāna projekta neveiksmēm ietekmi nekā atbildēja uz šo jautājumu.
Spriežot pēc pieejamajiem datiem, nacistus ļoti maz interesēja urāna vai plutonija kodolbumba, un jo īpaši viņi nemēģināja izveidot ražošanas reaktoru plutonija ražošanai. Bet kāpēc?
Pirmkārt, Vācijas militārā doktrīna atstāja maz vietas kodolieročiem. Vācieši centās nevis iznīcināt, bet sagrābt teritorijas, pilsētas, militāros un rūpnieciskos objektus. Otrkārt, 1941. gada otrajā pusē un 1942. gadā, kad atomu projekti nonāca aktīvas īstenošanas stadijā, vācieši uzskatīja, ka drīzumā uzvarēs karā PSRS un nodrošinās dominējošo stāvokli kontinentā. Šajā laikā tika izveidoti pat daudzi projekti, kurus vajadzēja īstenot pēc kara beigām. Ar šādām noskaņām viņiem nebija vajadzīga atombumba, vai, precīzāk, viņi neuzskatīja, ka tas ir nepieciešams; bet laivu vai kuģu reaktors bija vajadzīgs turpmākajām cīņām okeānā. Treškārt, kad karš sāka virzīties uz Vācijas sakāvi un kļuva nepieciešami kodolieroči, Vācija izvēlējās īpašu ceļu.
Zemes bruņojuma departamenta pētniecības nodaļas vadītājs Ērihs Šūmans izvirzīja ideju, ka ir iespējams mēģināt izmantot kodolreakcijai vieglus elementus, piemēram, litiju, un to aizdedzināt, neizmantojot kodola lādiņu. 1943. gada oktobrī Šūmans uzsāka aktīvus pētījumus šajā virzienā, un viņam pakļautie fiziķi mēģināja radīt apstākļus termo kodolieroču sprādzienam lielgabala tipa ierīcē, kurā stobrā viens pret otru tika raidīti divi formas lādiņi, saduroties, radot augsta temperatūra un spiediens. Pēc Nagela teiktā, rezultāti bija iespaidīgi, bet nepietiekami, lai sāktu kodolreakciju. Lai sasniegtu vēlamos rezultātus, tika apspriesta arī sabrukšanas shēma. Darbs šajā virzienā tika pārtraukts 1945. gada sākumā.
Tas var šķist diezgan dīvains risinājums, taču tam bija zināma loģika. Vācija varētu tehniski bagātināt urānu līdz ieroču kvalitātes kvalitātei. Tomēr urāna bumbai tad bija vajadzīgs pārāk daudz urāna - lai iegūtu 60 kg augsti bagātināta urāna atombumbai, bija nepieciešamas 10,6 līdz 13,1 tonnas dabīgā urāna.
Tikmēr urānu aktīvi absorbēja eksperimenti ar reaktoriem, kas tika uzskatīti par prioritāriem un svarīgākiem par kodolieročiem. Turklāt acīmredzot urāna metāls Vācijā tika izmantots kā volframa aizstājējs bruņu caurduršanas apvalku serdeņos. Publicētajā Hitlera un Reiha bruņojuma ministra un munīcijas Alberta Špīra sanāksmju protokolā ir norāde, ka 1943. gada augusta sākumā Hitlers pavēlēja nekavējoties pastiprināt urāna apstrādi serdeņu ražošanai. Tajā pašā laikā tika veikti pētījumi par iespēju volframu aizstāt ar metālisku urānu, kas beidzās 1944. gada martā. Tajā pašā protokolā ir minēts, ka 1942. gadā Vācijā bija 5600 kg urāna, acīmredzot tas nozīmē metālu vai metālu. Vai tā bija taisnība vai nē, palika neskaidrs. Bet, ja vismaz daļēji bruņas caururbjošas čaulas tika ražotas ar urāna serdeņiem, tad šādai ražošanai bija jātērē arī tonnas un tonnas urāna metāla.
Uz šo pielietojumu norāda arī kuriozs fakts, ka urāna ražošanu Degussa AG uzsāka kara sākumā, pirms eksperimentu ar reaktoriem izvietošanas. Urāna oksīds tika ražots rūpnīcā Oranienbaumā (kara beigās tas tika bombardēts, un tagad tā ir radioaktīvā piesārņojuma zona), bet metāls urāns tika ražots rūpnīcā Frankfurtē pie Mainas. Kopumā uzņēmums saražoja 14 tonnas urāna metāla pulverī, plāksnēs un kubiņos. Ja tika izlaists daudz vairāk, nekā tika izmantots eksperimentālajos reaktoros, kas ļauj teikt, ka urāna metālam bija arī citi militāri pielietojumi.
Tātad, ņemot vērā šos apstākļus, Šūmaņa vēlme panākt kodolreakcijas aizdegšanos, kas nav kodolenerģija, ir diezgan saprotama. Pirmkārt, urāna bumbai nepietiktu ar pieejamo urānu. Otrkārt, reaktoriem bija vajadzīgs arī urāns citām militārām vajadzībām.
Kāpēc vāciešiem neizdevās izveidot urāna projektu? Jo, tikko sasniedzot atoma šķelšanos, viņi izvirzīja ārkārtīgi ambiciozu mērķi izveidot kompaktu jaudas reaktoru, kas piemērots kā pārvietojama spēkstacija. Tik īsā laikā un militāros apstākļos viņiem šis uzdevums bija tehniski gandrīz neatrisināms.
