by 1940.gadu sākumā, līdz ar kodolfizikas attīstību, Vācija uzsāka slepenu programmu, ko dēvēja par Uranverein jeb “Urāna apvienību”. Projekta mērķis bija pētīt, vai urāna kodolu dalīšana varētu kalpot par jaunu enerģijas avotu vai pat radīt “briesmīgo ieroci” — kodolbumbu. Viena no nozīmīgākajām šīs programmas paliekām ir Haigerlohas urāna kubi, kas simbolizē gan vācu zinātnes potenciālu, gan tās liktenīgo ierobežojumu Otrā pasaules kara beigās.
Projekta sākums un mērķis
Vācijas kodolprojekts tika oficiāli uzsākts 1939. gadā, neilgi pēc tam, kad tika atklāts urāna kodolu šķelšanās process. Sadarbībā ar Vācijas Armijas Ieroču biroju (Heereswaffenamt) zinātnieki centās noteikt, kā panākt pašuzturošu ķēdes reakciju — procesu, kas kļuva par kodolenerģijas pamatprincipu.
Vadošie pētnieki bija:
- Verneris Heizenbergs (Werner Heisenberg) – Nobela prēmijas laureāts un kvantu mehānikas pamatlicējs,
- Kurtis Diebners (Kurt Diebner) – eksperimentālās fizikas praktiķis,
- Karl-Heinz Höcker un Horsts Korschings – reaktora konstrukcijas speciālisti.
Viņu mērķis bija izveidot “Uranmaschine” — kodolreaktoru, kas izmanto urānu kā kurināmo un smago ūdeni (D₂O) kā neitronu palēninātāju.
Haigerlohas eksperiments
- gadā, kad kara gaita kļuva Vācijai nelabvēlīga, pētnieki pārvietoja eksperimentālo reaktoru uz Haigerlohu, nelielu pilsētu pie Tībingenes. Tur, baznīcas pagrabā, tika izveidota slepena laboratorija.
Eksperimenta centrā bija:
- aptuveni 664 urāna kubi, katrs ar masu ~2 kg un malas garumu 5 cm;
- smagā ūdens tvertne, kas kalpoja kā moderators;
- un biezas svina un grafīta sienas, kas nodrošināja starojuma aizsardzību.
Kubus piekāra uz metāla stieplēm ap tvertni, veidojot kristāliski simetrisku režģi, lai optimizētu neitronu atstarošanos. Šī konfigurācija bija iecerēta kā reaktora “serdes” modelis.
Zinātniskie aprēķini un kļūdas
Haigerlohas komanda bija tuvu kodolreakcijas slieksnim, taču nepietiekamais smagā ūdens daudzums un nepareiza ģeometriskā struktūra neļāva sasniegt kritisko stāvokli.
Tajā pašā laikā amerikāņu “Manhattan Project” zinātnieki ASV jau būvēja pilnībā funkcionējošu reaktoru, izmantojot grafītu kā efektīvāku moderatoru un bagātinātu urānu.
Analīze liecina, ka vācu zinātniekiem trūka precīzu datu par neitronu absorbcijas koeficientiem, un viņi nepilnīgi izprata smagā ūdens lomu. Rezultātā eksperiments bija zinātniski solis pareizā virzienā, bet tehnoloģiski nepietiekams.
Alsos misija un atradumi
1945.gada martā sabiedroto vienības īstenoja “Alsos Mission” — slepenu operāciju, kuras mērķis bija atrast un neitralizēt vācu kodolprogrammu.
Kad karavīri sasniedza Haigerlohu, viņi atklāja:
- baznīcas pagrabu, kurā bija reaktora metāla rāmis un smagā ūdens tvertne;
- vairāk nekā 600 urāna kubu;
- detalizētus aprēķinus un Heizenberga laboratorijas piezīmes.
Visi materiāli tika konfiscēti un nosūtīti uz ASV. Šodien daļa no šiem kubiem tiek glabāti Oak Ridge National Laboratory un Smithsonian Institution kolekcijās.
Mūsdienu pētījumi
Pēdējos gados Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) un Los Alamos National Laboratory zinātnieki ir atkārtoti analizējuši dažus saglabājušos kubus, izmantojot uranium-series datēšanas un gamma-spektroskopijas metodes.
Rezultāti parādīja:
- urāna sastāvs bija dabisks (nebagātināts), tātad enerģētiski nepietiekams sprādzienam;
- alumīnija pārklājums aizsargāja metālu no oksidēšanās;
- daļa kubu, iespējams, nāca no divām dažādām rūpnīcām — Heigerlohas un Diebnera grupas reaktora Vācijā.
Interesanti, ka zinātnieki joprojām cenšas izsekot pazudušajiem kubiem — apmēram 100 vienības līdz šai dienai nav atrastas. Daži varētu būt nokļuvuši Padomju Savienībā vai privātās kolekcijās.
Zinātniskā nozīme
Haigerlohas urāna kubi ir nozīmīgs kodolpētniecības vēstures artefakts. Tie parāda:
- Cik tuvu nacistu zinātnieki bija teorētiskajai atombumbas radīšanai,
- Cik svarīga bija eksperimentālā ģeometrija un materiālu izvēle,
- Kā politiskie un resursu ierobežojumi apturēja projektu.
No mūsdienu skatpunkta Haigerlohas eksperiments ir neizdevies, bet fundamentāli vērtīgs piemērs tam, kā zinātnes un kara robeža var kļūt bīstami plāna.
Haigerlohas urāna kubi simbolizē cilvēces ceļa pavērsienu — brīdi, kad zinātnes spēks tika pakļauts militāram mērķim. Lai arī nacistu programma izgāzās, tā parādīja, cik ātri teorētiska fizika var kļūt par stratēģisku ieroci. Šodien šie kubi ir vēsturisks brīdinājums par to, ka katra jauna zinātniska atklāsme prasa arī morālu atbildību.
