Urangan kubklar nima uchun germaniya yadrofizikasi loyihasining muvaffaqiyatsizligini ochib berdi? Yangi tadqiqot natijalari

II dunyo urushi oqibatlarida Manhattan loyihasi fiziklari germaniya yadrofizikasi dasturining o'zlaridan oldin yadro bombasini yaratishi haqida juda tashvishlanib edi. Tarix bu senariy ni tasdiqlamadi, lekin germanlar oxirgi reaktor urinishlari — B8 yig'indisi — da kritik massaga qanchalik yaqin kelganligi sohalararo muhokama mavzusi bo'lib qolgan edi. Verner Hayzenberg o'zlari faqat biroz urangan yetmasligidan muvaffaqiyatsiz bo'lganini aytdi. Ammo PNAS Nexus jurnali nashr etgan yangi tadqiqot bu hikoyaning haqiqatdan uzoq ekanligini ko'rsatdi: german loyihasi reaktorlari uchun zarur urangan va og'ir suv zaxirasiga ega emas edi.

Tasodifiy sovg'a katta kashfga aylangan

Bu tadqiqotning boshlanishi 2013 yilda Maryland universiteti fizikasi Timoti Koetga do'stidan kelgan qiyin metall kubi bilan bog'liq. Koet darhol uni german yadrofiziklari reaktor yaratish urinishlarida ishlatgan urangan kublaridan biri ekanligini aniqladi. Bugungi kunda bunday kublar faqat 14 ta mavjudligi ma'lum.

2019 yilda Koet va uning hamkori, o'sha paytda magistrant bo'lgan Miryam "Mimi" Xaybert bu kublarning kelib chiqishini kuzatib borishni boshlagan edi. Ular AQShda yuzaga kelgan 10 ta kubni topib oldilar. Masalan, Smitsonian institutida bir kub saqlanib turgan edi, uchinchisi Xarvard universitetida topildi — bu yerda u boshlang'ich fizika darslarida talabalar o'rtasida qiziqish ob'ekti sifatida o'tkazib yurilardi.

Isotop tahlili: hayzenberg versiyasini rad etish

Yangi ishda Koet va Xaybert (hozirgi kunda Vashington universiteti dosenti) kublarning kimyoviy va isotop tarkibini chuqur tahlil qildilar. Natijalar german yadro reaktori loyihalashtirishidagi asosiy kamchilikni ochib berdi: B8 yig'indisi uchun kritik reaksiyani ta'minlashga yetarli miqdorda ²³⁵U izotopi bo'lmagan edi. Shuningdek, neytronlarni sekinlantirish uchun kerak bo'lgan og'ir suv (D₂O) zaxirasi ham yetarli emas edi.

Hayzenberg "biroz urangan yetmasligi" deb aytdi, lekin sonlar boshqacha aytdi: ularning dizayni bo'yicha reaktor ishga tushishi uchun kamida 50% ko'proq urangan va og'ir suv kerak edi. Bu degani, germanlar reaktor fizikasini tushunishlari bilan emas, material resurslari yetishmasligi bilan cheklangan edi.

Nima uchun germaniya materiallarga yetolmadi?

Tadqiqot mualliflari bu yetishmaslikning sabablarini ham tahlil qildi. Urushi davrida germaniya urangan rudalariga (asosan Yoximrud va Chexiya rudalariga) ega edi, lekin ularni tozalash va og'ir suv ishlab chiqarish texnologiyasi juda murakkab va qimmat edi. Noreys og'ir suv zavodi ittifoqchilarning bombardirovkasi va saboteurlar harakatlari natijasida to'liq ishlamay qoldi. Shuningdek, german yadro dasturi Manhattan loyihasiga nisbatan ancha kichik miqdordagi moliya va kadrlarga ega edi.

Manhattan loyihasi AQSh hokumati to'liq himoyasi, katta budjet va Oak Ridge, Hanford kabi katta promyshlik komplekslar yordamida uranganni gazlashtirish va plutoniy ishlab chiqarish yo'llarini parallel ravishda rivojlantirib borgan edi. Germanlar esa faqat bitta yo'l — og'ir suv moderatorli urangan reaktori — ustida ishlayotgan, bu ularning xatoliklar uchun marjini deyarli yo'q qilib qo'ygan edi.

Tarixiy yozuvlarga yangi ilmiy dalil

Bu kashf tarixshunoslar uchun muhim: u Hayzenberg va uning jamoi "bomba yaratishni xohlamagan" yoki "maqsadan maqsadga yetkazish uchun juda yaqin edilar" degan spekulyatsiyalarga nuqta qo'ydi. Haqiqat oddiyroq va qattiqroq: german yadro dasturi resurslar va logistika jihatidan bombani yoki ishlaydigan reaktorni yaratish imkoniyatiga ega emas edi.

Koet va Xaybert ishlari ham yana bir nuqtani ta'kidlaydi: yadrofizika tarixini qayta yozish uchun arxiv hujjatlari emas, obyektiv fizika ma'lumotlari — isotop nisbati, material tarkibi — yetarli bo'lishi mumkin. Bugun 14 ta kubning har biri bu tarixiq voqeaning kimyoviy "parchasi" sifatida xizmat qilmoqda.

Kelajakdagi tadqiqot yo'nalishlari

Hozirgi paytda Koet jamoasi qolgan kublarni topish va ularning to'liq yo'lini (rudadan reaktorga) rekonstruksiya qilish ustida ishlayapti. Har bir yangi topilgan kub german yadro dasturining tarkibiy tuzilishi, tozalash darajasi va logistik marshrutlari haqida yangi ma'lumot berishi mumkin. Bu o'z navbatida, yadro texnologiyalarining rivojlanish tarixini faqat siyosiy hikoyalardan emas, qat'iy fizika qonunlari asosida tushunish imkonini beradi.

Nihoyat, bu ish yadro fizikasining o'zida ham dars beradi: eng chiroyli nazariy model ham, agar unga yetarli material va energiya resursi ta'minlanmasa, haqiqiy qurilmaga aylanmaydi. German yadro dasturi tarixi bu qoidaning eng aniq namunasidir.