حاول النازيون صنع قنبلة ذرية خلال الحرب العالمية الثانية، ويكشف تحليل جديد مدى اقترابهم من ذلك

توصلت دراسة جديدة إلى أن النازيين كانوا بعيدين كل البعد عن إكمال مفاعل صالح لبرنامج القنبلة الذرية، على الرغم من ادعاءات قائد المشروع بأنه جاهز تقريبًا. وكتب الفيزيائي الألماني فيرنر هايزنبرغ في عام 1947 أن مفاعل مشروع “القنبلة النازية” – والذي بلغ ذروته في المفاعل النووي الألماني B8 – كان على وشك الانتهاء في نهاية الحرب العالمية. ادعى هايزنبرغ، الذي قاد تطوير المفاعل، أن المفاعل “غير كافٍ” لإنشاء تفاعل انشطاري ذاتي الاستدامة وأنه يفتقر فقط إلى “كمية صغيرة نسبيًا من اليورانيوم” للعمل. وكان من الممكن أيضًا أن تحفز على تطوير مفاعلات انشطارية متخصصة تستخدم لإنتاج البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة من اليورانيوم. وبدلا من ذلك، طورت الولايات المتحدة القنبلة الذرية أولا واستخدمت لإجبار اليابان على الاستسلام في أغسطس 1945. (كانت ألمانيا قد استسلمت بالفعل في مايو 1945). واستخدمت الدراسة الجديدة، التي نشرت في 29 سبتمبر في مجلة PNAS Nexus ، وثائق تاريخية وتحقيقات الطب الشرعي لاثنين من مكعبات اليورانيوم الباقية من المشروع لدحض ادعاء هايزنبرغ. ويشير البحث الجديد إلى أن المفاعل الألماني B8 كان يحتوي على أقل من نصف كمية “الماء الثقيل” وحوالي نصف كمية اليورانيوم التي كان سيحتاجها للتفاعل المتسلسل المستمر. “تشير نتائجي إلى أن هايزنبرج كان مخطئًا تقريبًا بعامل اثنين”، هذا ما قاله المؤلف الأول باتريك بارك، وهو طالب دكتوراه في جامعة برينستون والذي شارك في كتابة الدراسة أثناء وجوده في جامعة كولومبيا. وقال بارك إن خطأ هايزنبرج كان مفهومًا: كانت حساباته تقريبية فقط، وتم نقل المشروع إلى قبو صخري في بلدة هايجرلوخ بألمانيا، بعد قصف برلين. احصل على أروع الاكتشافات في العالم يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق البريد الخاص بك. باتريك بارك، طالب دكتوراه في جامعة برينستون: “كان الناس يموتون أو يتضورون جوعًا، وبالتالي لم تكن حسابات المفاعلات هذه هي أولويته الأولى”، في حين أن العديد من تفاصيل فيزياء النيوترونات لم تكن معروفة في ذلك الوقت، كما أخبر بارك موقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. “بالنظر إلى هذه الظروف، أعتقد أنه بذل قصارى جهده.” للإجابة على السؤال حول المدى الذي وصل إليه مفاعل مشروع القنبلة النازية، بدأ العلماء بتتبع السجلات الأرشيفية لمئات مكعبات اليورانيوم التي استخدمها العلماء الألمان. يتكون المفاعل B8 من خمس دوائر متحدة المركز من مكعبات اليورانيوم المعلقة على سلاسل داخل خزان الماء الثقيل. خطط العلماء الألمان لوضع مصدر نيوترون الراديوم والبريليوم في قلب المفاعل لبدء التفاعل المتسلسل بتدفق النيوترونات التي من شأنها أن تقسم نواة اليورانيوم وتطلق المزيد من النيوترونات، مما يعزز التفاعل المتسلسل. الماء الثقيل هو شكل من أشكال الماء الذي يحتوي على نظير الهيدروجين الثقيل بالنيوترونات. مثل كتل وقضبان الجرافيت المستخدمة في العديد من المفاعلات، يمكن استخدامه “لتخفيف” أو إبطاء النيوترونات السريعة الناتجة عن تفاعل الانشطار بحيث تؤدي إلى انشطار – والمزيد من النيوترونات – في ذرات اليورانيوم القريبة. استخدم الألمان أيضًا كميات صغيرة من الجرافيت في مفاعلهم، ولكن كطلاء يعكس النيوترونات مرة أخرى إلى الغرفة. ما يجب قراءته بعد ذلك مكعب من اليورانيوم الطبيعي من مشروع القنبلة الذرية الألماني. (مصدر الصورة: جون ت. كونسولي، جامعة ميريلاند كوليدج بارك، ماريلاند) من خلال الجمع بين سجلات المكعبات والماء الثقيل والجرافيت التي استخدمها العلماء الألمان مع قياسات المكعبين الباقيين، أنشأ مؤلفو الدراسة نموذجًا رياضيًا للمفاعل يتوافق بشكل وثيق مع القياسات التاريخية. وقد مكنهم ذلك من إثبات أن مفاعل الماء الثقيل كان بعيدًا عن تحقيق تفاعل مستقر. ساعدتهم النتائج أيضًا في فحص الاقتراح القائل بأنه كان ينبغي على الألمان بدلاً من ذلك بناء مفاعل قائم على الجرافيت مثل الكومة النووية التي تم تطويرها في جامعة شيكاغو لبناء القنبلة الأمريكية. لكن مؤلفي الدراسة قرروا أن المفاعل الذي يعمل بالجرافيت لم يكن ممكنًا في ألمانيا في زمن الحرب لأن الإمدادات المحلية من الفحم المتاح لإنشاء الجرافيت تحتوي على مستويات عالية من البورون الذي يمتص النيوترونات، مما يجعله عديم الفائدة. وبدلاً من ذلك، تم إنتاج الماء الثقيل المستخدم في مفاعل B8 في مصنع واحد في عام 1999. النرويج، التي احتلتها ألمانيا من أبريل 1940 حتى مايو 1945. ومع ذلك، قرر الباحثون أن المفاعل يحتوي على حوالي 370 جالونًا فقط (1400 لترًا) من الماء الثقيل، بدلاً من أكثر من 780 جالونًا (حوالي 3000 لترًا) التي كان يحتاجها. ويشكل الماء الثقيل جزءًا صغيرًا من نسبة المياه العادية، واستغرق استخراجه عن طريق التحليل الكهربائي في المصنع النرويجي جهدًا استثنائيًا. وكتب الباحثون أن المصنع كان ينتج أكبر قدر ممكن من الماء الثقيل، لكن مفاعل B8 كان سيحتاج إلى أكثر من ضعف الكمية التي أنتجها خلال الحرب بأكملها. والنتيجة الأخرى هي أن مفاعل B8 كان يحتوي على حوالي نصف كمية اليورانيوم التي كان سيحتاجها للحفاظ على التفاعل المتسلسل الانشطاري. يحتوي المفاعل على إجمالي 664 مكعبًا، يزن كل منها حوالي 5.11 رطل (2.32 كجم)، بإجمالي 3390 رطلاً (1540 كجم) من اليورانيوم. تم توزيع مكعبات مماثلة على مجموعات تجريبية أخرى، مما أعطى مخزونًا إجماليًا في ألمانيا في زمن الحرب يبلغ حوالي 1100 مكعب من اليورانيوم. لكن الباحثين قرروا أن مفاعل B8 كان يحتاج إلى 1200 مكعب على الأقل للعمل. لذلك، لم تكن ألمانيا على وشك تطوير مفاعل للقنبلة الذرية في عام 1945. وعلى عكس ادعاءات هايزنبرغ، لم يكن مفاعل الماء الثقيل جاهزًا تقريبًا، وكان مفاعل الجرافيت العامل مستحيلًا. وكتب الباحثون: “نخلص إلى أن ألمانيا لم يكن بإمكانها بناء مفاعلات الماء الثقيل أو الجرافيت خلال الحرب العالمية الثانية“. قرار تطوير مفاعل الماء الثقيل، نظرًا لأن مفاعل الجرافيت لم يكن ممكنًا ولم يكونوا يعرفون في ذلك الوقت مقدار الماء الثقيل الذي ستكون هناك حاجة إليه. ووكر هو مؤلف كتاب “قنبلة هتلر الذرية: التاريخ والأسطورة والإرث التوأم لأوشفيتز وهيروشيما” (مطبعة جامعة كامبريدج، 2024) وخبير مشهور في جهود ألمانيا النووية في زمن الحرب. ووافق على أن ألمانيا لم يكن بإمكانها صنع مفاعل جرافيت خلال الحرب العالمية الثانية. “على الرغم من أن هذا تاريخ مخالف للواقع، إلا أنه تحليل هندسي مثير للاهتمام.” بارك، بي جيه، روبرتسون، بي.، هيبرت، إم إي، تشاو، جيه، سيفلز، سي بي، وكوث، تي دبليو (2026). يعيد علم الآثار النووية تقييم تجربة مفاعل هايزنبرغ الأخيرة. PNAS نيكزس، 5(9). https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgag282