Hitler Bombája

Érdeklődéssel olvastam a Rubicon történelmi magazin 2015/11 számában Németh István tanulmányát a második világháború alatti német atomprogramról. A szerző írását most olvasóimmal is szeretném megosztani.

„Röviddel 1938 karácsonya előtt

Otto Hahn professzor és asszisztense, Fritz Strassmann a berlini Vilmos Császár Kémiai Intézetben (KWI) szokatlan kísérletsorozatot zárt le: az urán neutronokkal történő bombázásával rádiumot akartak előállítani, ám az uránatomok két részre osztódtak. A világhírű radiokémikus Hahn nem hitt a szemének, s kikérte a már külföldre menekült egykori kutatótársa, Lise Meitner véleményét. Addig ő is meg volt győződve arról, hogy lehetetlen az atommag osztódása. Hiszen a rendkívül kompakt, masszív magot egy neutronnal széttörni azt jelentené, mint kaviccsal dobálni egy sziklatömböt, abban a reményben, hogy majd két részre szakad.

Meitner és unokaöccse

számításaik eredményeképpen arra a következtetésre jutottak, hogy az urán két darabja valamivel könnyebb, mint az eredeti atom, éspedig pontosan egy proton tömegének ötödével. Azonnal rájöttek e tömeg eltűnésének magyarázatára is: az atommag egy része energiává alakult, nagyon sok energiává. Egy atom hasadásakor hallatlan mennyiség, körülbelül 200 millió elektronvolt (MeV) szabadul fel.

A nagy energia felszabadulás szenzációs felismerése a fizikusok körében világszerte szélsebesen terjedt. Más fizikusok azt is bebizonyították , hogy a maghasadás pótlólagos neutronkeletkezéssel jár, tehát lehetséges a láncreakció. Ezt 1939 áprilisában Frédéric Joliot-Curie párizsi fizikus is megerősítette, ami élénk tudományos vitát és hivatalos reakciókat váltott ki Németországban. A birodalmi nevelésügyi minisztérium 1939 áprilisában Abraham Esaut, a jénai egyetem fizikaprofesszorát és a berlini Fizikai-Műszaki Birodalmi Intézet elnökét bízta meg titkos szakmai konferencia szervezésével, amelyen az uránreaktor építésének kérdéseit vitatták meg. Az ország legképzettebb magfizikusainak csoportját valaki Uránegyesületnek nevezte el.

Tudósok egyenruhában

A maghasadás felfedezésére természetesen felfigyelt a Hadsereg-fegyverzeti Hivatal is, amelynek kutatási osztályát Erich Schumann professzor vezette. A tudósoktól érkező hírek nyomán 1939 júniusában felállította hivatal atomfizikai referatúráját, amelynek vezetésével Kurt Diebnert (1905-1964) bízta meg. Így 1939 szeptemberében, a második világháború kitörésekor a Német Birodalomban egymással konkuráló csoport létezett: a birodalmi nevelésügyi minisztérium felügyelete alatt álló Uránegyesület (Esau vezetésével), illetve a Hadsereg-fegyverzeti Hivatal (Diebner vezetésével)

A kutatás vezetését rövidesen a hadsereg vette át. 1940.januárjában a Vilmos Császár Fizikai Intézet ügyvezetője is Diebner lett. A magfizikai kutatócsoport személyzetét a tudósoknak a

Wehrmacht történő behívásával biztosították. Az Uránegyesület tagjai közül számosan az atomkutatásban teljesítették katonai szolgálatukat; a Hadsereg-fegyverzeti Hivatalnak végzett munka azonban szigorú titoktartással járt, ami megnehezítette a tudományos véleménycserét.

Az Uránegyesület- immár a Hadsereg fegyverzeti Hivatal égisze alatt-1939 szeptemberében két megbeszélést is tartott. Utóbbin Werner Heisenberg is részt vett, s referátumában az >urángéppel< (vagyis az atomreaktorral) foglalkozott, majd decemberben benyújtotta annak építési tervét a Hadsereg-fegyverzeti Hivatalnak. Legbiztosabb módszernek az U-235 izotóp dúsítását látta. Megoldatlan maradt viszont, hogy hogyan lehet a láncreakciót lassú neutro-nokkal stabilizálni. Decemberben már úgy vélte, hogy a reaktor a hatáskeresztmetszetet csökkentésével-számításai szerint 800 Celsius fokon- magától stabilizálódik.

1940.február végén Heisenberg kutatási beszámolója már jóval visszafogottabnak tűnt. Nem v olt benne szó többé bombaanyag előállításáról. A kutatók tisztában voltak azzal,hogy hiá-nyoznak a reaktorépítéshez szükséges anyagok. Nehézvíz említésre méltó mennyiségben csak Norvégiában állt rendelkezésre. Urán volt ugyan elegendő mennyiségben, de először magas tisztaságú anyaggá kellett feldolgozni. Ezzel a második jelentésével Heisenberg kitűzte az urán-oxidból és nehézvízből álló atomreaktor építését. Ez után a további munkálatokat átengedte asszisztenseinek és az Uránegyesület több tagjának.

A Vilmos Császár Fizikai Intézet fából készült laborépületébe 1940 októberében költözhettek be, s itt, Berlin közepén tervezték a reaktorkísérleteket is. A szomszédos Vilmos Császár Kémiai Intézet hagyományosan együttműködött a Hadsereg-fegyverzeti Hivatallal, s Otto Hahn vezetésével intenzív kutatás folyt az Uránegyesület részére. Az intézet ugyan nem vett részt közvetlenül a kísérleti reaktorok építésében, de az irányított láncreakció fenntartásá-nak előzetes munkálatait Hahn munkatársai végezték. Az uránprojekthez hozzájárult a Fizikai Műszaki Birodalmi Intézet (PTR) munkája is. Nyolc laboratóriumában alapkutatással, a mérő-eszközök tervezésével és szerelésével, valamint a neutronforrások fejlesztésével foglalkoztak A főváros több tudományos intézete csak kiegészítő munkákat végzett.

1942 végéig a lipcsei egyetem központi szerepet játszott az uránkutatásokban. Az egyes kutató helyek közötti koordináció hiányát jelezte,hogy egyedül Lipcsében három intézet dolgozott egymástól függetlenül az Uránegyesület részére. Heisenberg a Döpel házaspárral több reaktorkísérletet készített elő. Ettől teljesen függetlenül Karl Friedrich Bonhoeffer fiziko kémikus a nehézvíz problematikájával foglalkozott, a kísérleti fizikus Gerhard Hoffmann pedig részecskegyorsító (ciklotron) építésén fáradozott.

Miközben Bothe és Heisenberg a közös reaktor kísérletek előkészítésén dolgozott, egy kis hamburgi kutatócsoportot az izotóp-elválasztással és a nehézvíztermelés új eljárásainak kidolgozásával bíztak meg. A csoport vezetője Paul Hartech, az Uránegyesület legbrilliánsabb személyisége volt. Az Uránegyesület nem rendelkezett politikai támogatással, mert azt senki sem követelte határozottan. A rakétaszakemberekkel- Walther Dornberger és Wernher von Braun- ellentétben Erich Schumann kihasználatlanul hagyta a kedvező lehetőséget, hogy az uránprojektnek megszerezze a magas politikai körök támogatását.

További kutatóhelyek

Rövidesen más szervezetek is elindították atomkutatásaikat. Schumann és Diebner a kum-mersdorfi nagy tüzérségi lőtér szélén, Gottow helység mellett megkezdte a hadsereg kutató-csoportjának felállítását, hogy katonai elöljáróik szemében az atomfizika támogatóiként je-lenjenek meg , illetve a katonai titoktartás miatt is saját kutatóhelyet létesítsenek, s a fontos kísérleteket ne engedjék át polgári intézeteknek. De a feladat komplexitása miatt teljesen önálló munkát mégsem tudtak végezni, ezért a kutatások kiértékelésébe bevonták Heisen-berget és Weizsackert.

A Berlintől délre fekvő birtokon már az 1930-as években 15 jól felszerelt kísérleti egységet építettek ki különböző fegyverrendszerek vizsgálatára. Az épületekben 1943 nyarától a Had-sereg fegyverzeti Hivatal öt kutató részlegét (fizika,kémia, távirányítás, elméleti ballisztika/ matematika és szervezés ) helyezték el. Diebner kísérleti állomása az épületektől néhány száz méterre, az erdőben kapott helyet; 1942-1945 között itt folytak a reaktorkísérletek. Diebner kísérleti intézetének maradványait a reaktortartállyal együtt 1945 május 8-án leszerelték és a moszkvai Kurcsatov-intézetbe szállították.

Az >urángép< építése a haditengerészet főparancsnokságát (OKM) is elbűvölte, mert azt vizionálták, hogy egy nap talán ez hajtaná a hadihajókat és a tengeralattjárókat. Karl Witzell vezértengernagy, a haditengerészet fegyverzeti hivatalának (MWA) vezetője végig követte az atomtechnológia fejlődését, s 1941-ben megállapodott a a Hadsereg-fegyverzeti Hivatal főnökével, Leeb tábornokkal a haditengerészet részvételéről az atomkutatásban. 1941 végén Wilhelm Rhein ellentengernagy vezetésével a haditengerészet kutatási és találmányi részlege tíz fős fizikuscsoportot foglalkoztatott Berlin/Wannsee-ben, ahol magfizikai alapkutatások folytak. A csoportot Helmut Hasse matematikus vezette. Kieltől északra a haditengerészet robbanóanyag-fizikusai is bekapcsolódtak az atomfegyver fejlesztésébe az egyik legnagyobb kutatási intézményük, a Kémiai,Fizikai és Atomfizikai Kísérleti Állomás ( CPAV) keretében. A kis atomreaktor építésének tervei azonban lassan haladtak előre.

Wilhelm Ohnesorge birodalmi postaügyi miniszter, tanult fizikus, a náci pár >régi harcosa< s aranyjelvényének tulajdonosa is magfizikai kutatásokat ambicionált. A birodalmi posta már 1939 előtt is részt vett egy sor hadifontosságú projektben, például a radarkészülékek fejlesztésében. A fegyverzeti kutatásokkal Ohnesorge saját politikai súlyát igyekezett növelni.

A Siemens-konszern szintén bekapcsolódott a kutatásba, s egy részecskegyorsító építéséhez megszerezte magának a Nobel-díjas Gustav Hertz professzort a berlini műszaki főiskoláról. A második német ipari konszern, az I.G.Farbenindustrie AG. nemcsak gázformájú uránvegyüle-tek és nehézvíz szállítását vállalta, hanem párhuzamos atomfizikai fejlesztést tervezett. A légiközlekedési ipar vállalkozásai is érdeklődtek a magfizikai kutatások iránt. A Hensche Fluzeug-Werke Ag.mérnökei atommeghajtású tengeralattjárókban és repülőgépekben gondolkodtak. Összességében a Német Birodalomban számos helyen foglalkoztak magfizikai kutatásokkal, amelynek kulcsfigurája kétségtelenül Werner Heisenberg volt.

Kezdeti nehézségek, nyersanyaghiány

A német atomprogramban a külföldi nyersanyagforrások is fontos szerepet játszottak. A Szudéta-vidék 1938. szeptemberi annexiójával a Német Birodalom ellenőrzése alá kerültek a joachimsthali uránbányák. Belgium és Franciaország 1940.júniusi elfoglalása után pedig a belga-kongói Union Miniere du Haut-Katangát, a világ egyik legnagyobb urántermelőjét is bevonták a német uránprogramba. A német kutatók legnagyobb problémája a Norvégiából származó nehézvíz beszerzése körül alakult ki. 1931-ben Urey amerikai fizikus felfedezte, hogy a technikai elektrolízis során visszamaradó víz sokkal több nehéz hidrogénizotópot (deutérium) tartalmaz, mint a szokványos víz……

A bomba anyagának előállítása

Az Uránegyesület megalakulása után megindultak a munkálatok a bomba anyagának előállí-tására, vagyis az urán-235 kinyerésére. Az izotópok elválasztása és az U-235 dúsítása techni-kailag rendkívül nehéz vállalkozás, s ekkor még nem létezett olyan eljárás, amellyel az izotó-pok nagyobb elkülönítését sikeresen alkalmazták volna.

1939 végén Kurt Diebner tíz tömegspektrométer építésére adott megbízást Wilhelm Walc-her fizikusnak. Az akkor még szeparátoroknak nevezett készülékek az elektromágnes elvén nyugodtak: a különböző tömegű, elektromos töltésű részecskéket a mágneses tér különböző mértékben téríti el, ezért azok eltérő görbületű pályákon haladva elkülönülnek egymástól. A szeparátor a legkisebb mennyiségű ezüstizotópot is szétválasztotta, elméletileg tehát a ké-szüléknek az uránnal is működnie kellett. Sikeresnek és olcsónak ígérkezett a termodiffuziós eljáráson alapuló Clusius-Dickel –bontócső is, amely kezdetben csak egy üvegcsőből és a cső egyik oldalára feltekercselt elektromos fűtőspirálból állt….

Egyenes út a bombához

1940 júliusában Friedich von Weizsacker szenzációs kutatási eredménnyel jelentkezett: új elemet fedezett fel, amikor a természetes uránt (U-238) neutronokkal bombázta. A 94.elem a plutónium volt. A felfedezéstől három alkalmazási lehetőséget remélt: a nukleáris rakéta-hajtómű anyagát, igaz csak a távoli jövőben, a plutónium radioaktív bomlása során fejlődő hő hasznosítását, valamint a robbanóanyagot, vagyis a plutóniumbomba megépítését. Az első német reaktorkísérletek 1940-ben Berlinben a >vírusháznak<nevezett intézetben kezdődtek az urán és a nehézvíz váltakozó alkalmazásával A kísérleteket Wirtz vezette. Ekkor ugyan még nem sikerült neutronszaporodást elérniük, de a tudósok optimisták voltak. Ugyanakkor komoly gondot jelentett számukra a nehézvíz előállítása .Weizsacker számításai szerint öt tonnára lett volna szükségük. Mivel a Norsk Hydro 1941-ben egy tonnánál is kevesebb nehézvizet állított elő, a termelés növelése nélkül az Uránegyesületnek még éveket kellett volna várnia,hogy a szükséges mennyiség a rendelkezésre álljon.

A nehézvíz alternatívája a grafit volt,amelynek alkalmazhatóságát az ország egyik legjobb fizikusa Walter Bothe vizsgálta Heidelbergben. Az első méréseknél még nem állt rendelkezé-sére elegendő magas tisztaságú anyag. Abból indult ki,hogy jobb anyaggal, jobb eredményre juthatna. Miközben Heisenberg pontos elméleti meghatározást sürgetett, Bothénak elég volt a jól megalapozott hipotézis,hogy megkezdje a kísérletet. Azonnal >gép építését sürgette 38-as preparátumból és szénből, vagyis uránból és grafitból . A két anyaggal folyó kísérletek igazolták ezen út járhatóságát, de Heisenberg az elmélet fizika >királya< elutasította ezt a megoldást. Bothe pedig nem vállalta a nyílt konfrontációt….

A nehézvíz-előállítás problémái

Miközben Berlinben az Uránegyesület jövőjéről vitatkoztak a norvégiai nehézvízgyártás modernizálása nehezen haladt előre, s csak 1942 őszén zárult le. Ezért az I.G Farben és a Leuna-művek bekapcsolásával a birodalomban előkészítették a saját nehézvízgyártást. Elhatározásuk jogosultságát igazolta , hogy a norvégiai berendezések a brit kommandó-vállalkozások látókörébe kerültek, s 1943 februárjában sikeres robbantásokat hajtottak végre rajtuk. Helyreállításuk hat hetet vett igénybe, ezután növelték kapacitásukat. 1944 novemberében Gottowban reaktorbaleset történt, s az egyik munkást súlyos sugárzás érte.Az elhallgatott baleset után Gerlach leállította a gottowi és berlini munkálatokat. 1945.február végén több teherautón uránkockát, nehézvizet, tíz tonna grafitblokkot, s némi kadmiumfémet szállíttatott Haigerlochba. A Tübingen egyetemi várostól 40 km-re fekvő kis baden-würtenbergi városka a második világháború végén, 1944 végétől 1945 áprilisáig a maghasadás utolsó kísérleteinek színhelye volt….”

Forrás: Rubicon történelmi magazin 2015/11 szám

2016.április