Historien om det tredje rigs uranprojekt, som det normalt præsenteres, minder mig personligt meget om en bog med revne sider. Det hele fremstår som en historie med kontinuerlige fejl og fejl, et program med uklare mål og spild af værdifulde ressourcer. Faktisk er der opbygget en slags fortælling om det tyske atomprogram, som er ulogisk, hvor der er betydelige inkonsekvenser, men som hårdt pålægges.
Nogle oplysninger, som vi formåede at finde i publikationer, herunder forholdsvis nylige undersøgelser af historien om den tyske militærtekniske udvikling, giver os mulighed for at se på det tyske uranprojekt på en helt anden måde. Nazisterne var primært interesseret i en kompakt kraftreaktor og termonukleære våben.
Kraftreaktor
Günther Nagels omfattende og tyskklangende værk "Wissenschaft für den Krieg", mere end tusind sider baseret på rigt arkivmateriale, giver meget interessante oplysninger om, hvordan fysikere i Det Tredje Rige forestillede sig brugen af atomenergi. Bogen omhandler hovedsageligt det hemmelige arbejde i forskningsafdelingen i Department of Land Armament, hvor der også blev udført arbejde med atomfysik.
Siden 1937 har Kurt Diebner i denne afdeling forsket inden for initiering af detonation af sprængstoffer ved hjælp af stråling. Allerede inden den første kunstige fission af uran blev udført i januar 1939, forsøgte tyskerne at anvende atomfysik til militære anliggender. Departementet for landbevæbning blev straks interesseret i uranfissionsreaktionen, der lancerede det tyske uranprojekt og først og fremmest satte forskerne til opgave at bestemme anvendelsesområder for atomenergi. Ordren blev givet af Karl Becker, leder af afdelingen for landbevæbning, præsident for det kejserlige forskningsråd og general for artilleri. Instruktionen blev opfyldt af teoretisk fysiker Siegfried Flyugge, der i juli 1939 lavede en rapport om brugen af atomenergi, henledte opmærksomheden på det enorme energipotentiale i den fissionable atomkerne og endda udarbejdede en skitse af en "uranmaskine", der er en reaktor.
Konstruktionen af "uranmaskinen" dannede grundlaget for det tredje rigs uranprojekt. Uranmaskinen var en prototype af en kraftreaktor, ikke en produktionsreaktor. Normalt ignoreres denne omstændighed enten inden for rammerne af fortællingen om det tyske atomprogram, hovedsageligt skabt af amerikanerne, eller den undervurderes groft. I mellemtiden var energispørgsmålet for Tyskland det vigtigste spørgsmål på grund af den akutte mangel på olie, behovet for at producere motorbrændstof fra kul og betydelige vanskeligheder ved udvinding, transport og brug af kul. Derfor inspirerede det allerførste glimt af ideen om en ny energikilde dem meget. Gunther Nagel skriver, at det skulle bruge "uranmaskinen" som en stationær energikilde i industrien og i hæren for at installere den på store krigsskibe og ubåde. Sidstnævnte var, som det kan ses fra epikken i slaget ved Atlanterhavet, af stor betydning. Ubådsreaktoren forvandlede båden fra en dykning til en virkelig undersøisk og gjorde den meget mindre sårbar over for modstanderens ubådsstyrker. Atombåden behøvede ikke at overflade for at oplade batterierne, og dens rækkevidde var ikke begrænset af tilførslen af brændstof. Selv en enkelt atomreaktorbåd ville være meget værdifuld.
Men tyske designeres interesse for atomreaktoren var ikke begrænset til dette. Listen over maskiner, som de tænkte at installere reaktoren på, omfattede f.eks. Tanke. I juni 1942 diskuterede Hitler og rigsbevæbningsminister Albert Speer et projekt for et "stort kampvogn", der vejer omkring 1.000 tons. Tilsyneladende var reaktoren beregnet specifikt til denne slags tanke.
Også raketforskerne blev interesseret i atomreaktoren. I august 1941 anmodede Peenemünde Research Center om muligheden for at bruge "uranmaskinen" som en raketmotor. Dr. Karl Friedrich von Weizsacker svarede, at det er muligt, men står over for tekniske vanskeligheder. Reaktivt tryk kan skabes ved hjælp af henfaldsprodukter fra en atomkerne eller ved hjælp af et stof opvarmet af varmen fra en reaktor.
Så efterspørgslen efter en kraftreaktor var betydelig nok til, at forskningsinstitutter, grupper og organisationer kunne starte arbejde i denne retning. Allerede i begyndelsen af 1940 begyndte tre projekter at bygge en atomreaktor: Werner Heisenberg ved Kaiser Wilhelm Institute i Leipzig, Kurt Diebner ved Department of Land Armaments nær Berlin og Paul Harteck ved University of Hamburg. Disse projekter måtte dele de tilgængelige forsyninger af urandioxid og tungt vand indbyrdes.
At dømme efter de tilgængelige data var Heisenberg i stand til at samle og lancere den første demonstrationsreaktor i slutningen af maj 1942. 750 kg uranmetalpulver sammen med 140 kg tungt vand blev placeret inde i to fastskruede aluminiumhalvkugler, det vil sige inde i en aluminiumskugle, som blev placeret i en beholder med vand. Forsøget gik godt i starten, et overskud af neutroner blev noteret. Men den 23. juni 1942 begyndte bolden at blive overophedet, vandet i beholderen begyndte at koge. Forsøget på at åbne ballonen mislykkedes, og til sidst eksploderede ballonen og spredte uranpulver i rummet, som straks brød i brand. Branden blev slukket med store vanskeligheder. I slutningen af 1944 byggede Heisenberg en endnu større reaktor i Berlin (1,25 tons uran og 1,5 tons tungt vand), og i januar-februar 1945 byggede han en lignende reaktor i kælderen ved Haigerloch. Heisenberg formåede at opnå et anstændigt neutronudbytte, men han opnåede ikke en kontrolleret kædereaktion.
Diebner eksperimenterede med både urandioxid og uranmetal og byggede fire reaktorer i træk fra 1942 til slutningen af 1944 ved Gottow (vest for Kummersdorf -teststedet, syd for Berlin). Den første reaktor, Gottow-I, indeholdt 25 tons uranoxid i 6800 terninger og 4 tons paraffin som moderator. G-II i 1943 var allerede på metallisk uran (232 kg uran og 189 liter tungt vand; uran dannede to kugler, inden i hvilke der blev placeret tungt vand, og hele enheden blev placeret i en beholder med let vand).
G-III, der blev bygget senere, blev kendetegnet ved en kompakt kernestørrelse (250 x 230 cm) og et højt neutronudbytte; modifikationen i begyndelsen af 1944 indeholdt 564 uran og 600 liter tungt vand. Diebner udarbejdede konsekvent designet af reaktoren og nærmede sig gradvist en kædereaktion. Endelig lykkedes det ham, omend med en overflod. Reaktor G-IV i november 1944 led en katastrofe: en kedel sprængte, uran delvist smeltede, og medarbejderne blev stærkt bestrålet.
Af de kendte data bliver det ganske indlysende, at tyske fysikere forsøgte at oprette en vandmodereret reaktor under tryk, hvor en aktiv zone af metallisk uran og tungt vand ville opvarme det lette vand, der omgiver det, og derefter kunne det føres til en damp generator eller direkte til en turbine.
De forsøgte straks at oprette en kompakt reaktor, der er egnet til installation på skibe og ubåde, hvorfor de valgte uranmetal og tungt vand. De byggede tilsyneladende ikke en grafitreaktor. Og slet ikke på grund af Walter Botes fejl eller fordi Tyskland ikke kunne producere grafit af høj renhed. Mest sandsynligt viste grafitreaktoren, som teknisk set ville have været lettere at oprette, at være for stor og tung til at blive brugt som skibets kraftværk. Efter min mening var det en bevidst beslutning at opgive grafitreaktoren.
Uranberigelsesaktiviteter var sandsynligvis også forbundet med forsøg på at skabe en kompakt kraftreaktor. Den første enhed til adskillelse af isotoper blev skabt i 1938 af Klaus Klusius, men hans "delende rør" var ikke egnet som industrielt design. Flere metoder til isotopseparation er blevet udviklet i Tyskland. Mindst en af dem har nået en industriel skala. I slutningen af 1941 lancerede Dr. Hans Martin den første prototype af en isotopseparationscentrifuge, og på dette grundlag begyndte der at blive bygget et uranberigelsesanlæg i Kiel. Dens historie, som præsenteret af Nagel, er ret kort. Det blev bombet, derefter blev udstyret flyttet til Freiburg, hvor et industrianlæg blev bygget i et underjordisk husly. Nagel skriver, at der ikke var nogen succes, og at anlægget ikke virkede. Mest sandsynligt er dette ikke helt rigtigt, og det er sandsynligt, at noget af det berigede uran blev produceret.
Beriget uran som atombrændstof tillod tyske fysikere at løse både problemerne med at opnå en kædereaktion og designe en kompakt og kraftfuld letvandsreaktor. Tungt vand var stadig for dyrt for Tyskland. I 1943-1944, efter ødelæggelsen af et anlæg til produktion af tungt vand i Norge, opererede et anlæg på Leunawerke-anlægget, men for at opnå et ton tungt vand krævede forbruget af 100 tusinde tons kul for at producere den nødvendige elektricitet. Tunge vandreaktoren kunne derfor bruges i begrænset omfang. Tyskerne undlod imidlertid tilsyneladende at producere beriget uran til prøver i reaktoren.
Forsøg på at skabe termonukleære våben
Spørgsmålet om, hvorfor tyskerne ikke skabte og brugte atomvåben, er stadig stærkt diskuteret, men efter min mening forstærkede disse debatter indflydelsen fra fortællingen om fiaskoer i det tyske uranprojekt mere end besvaret dette spørgsmål.
At dømme efter de tilgængelige data var nazisterne meget ringe interesseret i en uran- eller plutonium -atombombe, og gjorde især ikke nogen forsøg på at oprette en produktionsreaktor til produktion af plutonium. Men hvorfor?
For det første efterlod den tyske militærlære lidt plads til atomvåben. Tyskerne søgte ikke at ødelægge, men at beslaglægge territorier, byer, militære og industrielle faciliteter. For det andet, i anden halvdel af 1941 og i 1942, da atomprojekter trådte ind på stadiet af aktiv implementering, troede tyskerne på, at de snart ville vinde krigen i Sovjetunionen og sikre dominans på kontinentet. På dette tidspunkt blev der endda oprettet adskillige projekter, der skulle implementeres efter krigens slutning. Med sådanne følelser havde de ikke brug for en atombombe, eller mere præcist troede de ikke, at det var nødvendigt; men en båd eller skibsreaktor var nødvendig for fremtidige kampe i havet. For det tredje, da krigen begyndte at læne sig mod Tysklands nederlag, og atomvåben blev nødvendige, tog Tyskland en særlig vej.
Erich Schumann, leder af forskningsafdelingen i Department of Land Armament, fremsatte ideen om, at det er muligt at prøve at bruge lette elementer, såsom lithium, til en termonuklear reaktion og antænde det uden at bruge en atomladning. I oktober 1943 lancerede Schumann aktiv forskning i denne retning, og fysikerne, der var underordnet ham, forsøgte at skabe betingelser for en termonuklear eksplosion i en kanontype, hvor to formede ladninger blev affyret mod hinanden i tønden og kolliderede og skabte høj temperatur og tryk. Ifølge Nagel var resultaterne imponerende, men ikke nok til at starte en termonuklear reaktion. En implosionsordning blev også diskuteret for at opnå de ønskede resultater. Arbejdet i denne retning blev standset i begyndelsen af 1945.
Det kan virke som en ret mærkelig løsning, men det havde en vis logik. Tyskland kunne teknisk berige uran til våbenkvalitet. Imidlertid krævede en uranbombe derefter for meget uran - for at få 60 kg stærkt beriget uran til en atombombe krævede man 10,6 til 13,1 tons naturligt uran.
I mellemtiden blev uran aktivt absorberet af eksperimenter med reaktorer, som blev anset for prioriterede og vigtigere end atomvåben. Derudover tilsyneladende blev uranmetal i Tyskland brugt som en erstatning for wolfram i kernerne af rustningsgennembrudende skaller. I de offentliggjorte referater af møderne mellem Hitler og rigets rustnings- og ammunitionsminister Albert Speer er der en indikation på, at Hitler i begyndelsen af august 1943 beordrede straks at intensivere forarbejdningen af uran til produktion af kerner. Samtidig blev der udført undersøgelser af muligheden for at erstatte wolfram med metallisk uran, som sluttede i marts 1944. I den samme protokol nævnes der, at der i 1942 var 5600 kg uran i Tyskland, naturligvis betyder det uranmetal eller i form af metal. Om det var sandt eller ej, forblev uklart. Men hvis der i det mindste delvist blev panserbrydende skaller produceret med urankerner, så måtte sådan produktion også forbruge tons og tonsvis af uranmetal.
Denne ansøgning angives også af den mærkelige kendsgerning, at produktionen af uran blev lanceret af Degussa AG i begyndelsen af krigen, før implementeringen af eksperimenter med reaktorer. Uranoxid blev produceret på et anlæg i Oranienbaum (det blev bombet i slutningen af krigen, og nu er det en radioaktiv forureningszone), og uranmetal blev produceret på et anlæg i Frankfurt am Main. I alt producerede firmaet 14 tons uranmetal i pulver, plader og terninger. Hvis der blev frigivet meget mere, end der blev brugt i eksperimentelle reaktorer, hvilket giver os mulighed for at sige, at uranmetal også havde andre militære anvendelser.
Så i lyset af disse omstændigheder er Schumanns ønske om at opnå en ikke-nuklear antændelse af en termonuklear reaktion ganske forståelig. For det første ville det tilgængelige uran ikke være nok til en uranbombe. For det andet havde reaktorerne også brug for uran til andre militære behov.
Hvorfor undlod tyskerne at have et uranprojekt? Fordi de knap nok havde nået atomets fission, satte sig selv det ekstremt ambitiøse mål at skabe en kompakt kraftreaktor, der er egnet som et mobilt kraftværk. På så kort tid og under militære forhold var denne opgave næppe teknisk løselig for dem.
