科学家寻找失败的纳粹原子弹项目中的铀块来源

发表于 3年以前 | 总阅读数：860 次

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盟军的努力是美国、英国和加拿大的资源整合，最好的科学家和工程师被派往特制的、在军事纪律下运作的秘密设施，并得到盟国政府的全力支持。

由于德国在1939年4月就开始了它的原子弹工作，在实验室里展示了原子裂变后不久，盟国认为他们落后了三年，并疯狂地工作，在德国的版本被投到伦敦或华盛顿之前，创造他们自己的武器。

事实是，德国的努力远没有走上将原子弹装入V2火箭的轨道。部分原因是，纳粹的反犹太人大屠杀导致世界顶尖的物理学家逃离德国的势力范围，前往西方，而那些被留下的物理学家要么被征召入伍，要么被派去从事第一批弹道导弹等项目。

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因此，德国的项目没有重点。该项目被分成几个小组，主要从事理论上的原子弹工作，而更愿意专注于开发一个原子发动机，并从一个部门换到另一个部门。他们取得的进展如此之少，以至于当关键科学家维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）在被俘后被告知原子弹将被投放到日本时，他拒绝相信。

当德国在1945年沦陷时，英国和美国的特别小组在一些研究设施缴获了大量的铀块。这些设施包括位于海格洛赫的一个名为 Leipzig-IV的德国实验反应堆，该反应堆由大约650个约两英寸（5厘米）宽的“铀立方”组成，这些铀立方体被被挂在浸没在重水中的线缆上，其中的较轻的氢原子被氘同位素的重氢原子取代。

这些铀立方体被认为会产生裂变反应，而水则充当缓冲器，减缓中子的速度，足以增加它们与铀原子相互作用的机会。这并不奏效，因为后来的计算表明，至少还需要1000个铀立方体，而且反应堆在氧气积聚时被损坏，导致了爆炸和一次核事故。

战后，许多这些铀立方体被送往美国和英国，但在这个过程中，许多铀立方体失去了踪迹，在过去的75年里，一些铀立方体不时地出现在最不可能的地方，没有任何出处表明它们来自哪里或后来去了哪里。

这些铀立方体中的一个最终出现在华盛顿州里奇兰的西北太平洋国家实验室（PNNL）。它是如何到达那里的是一个谜--甚至不能确定它实际上是失踪的德国反应堆铀立方体之一，或者它是否来自其他项目。为了找到答案，Jon Schwantes领导的一个团队应用现代法医技术来比较立方体，并找出它们与哪些研究小组有关。

PNNL立方体被认为是海格洛赫的海森堡立方体，但证据主要是传闻。为了将事情建立在更科学的基础上，团队成员Brittany Robertson使用了一种叫做放射时间测定法的技术来收集一些事实。

放射时间测定法本质上与放射性碳定年法相同，后者被用来帮助确定考古发现的日期。当一个生物体活着时，它从周围环境中吸收碳。其中一些碳是放射性同位素碳-14，它是由宇宙射线撞击大气层产生的，在引入工业污染和大气层原子武器试验之前，一直保持着或多或少的比例。

当生物体死亡时，碳-14以已知的速度衰变。通过测量碳-14与正常碳的比例，可以计算出例如埃及木乃伊的日期，其准确性令人惊讶。

当应用于反应堆铀立方体时，可以发现类似的见解。由于这些铀立方体最初是由几乎纯的铀制成的，因此确定其制造时间是一个相对简单的问题。此外，微量元素和它们的同位素也可以看出很多关于铀立方体及其来源的信息，包括原始矿石的开采地点。后者很重要，因为这可以帮助确定PNNL立方体是来自海森堡研究小组，还是来自在Gottow运作的Kurt Diebner研究小组。

研究人员的另一部分工作是查看铀立方体上的涂层，该涂层是在20世纪40年代为防止氧化而使用的。海森堡的研究小组使用的是氰化物涂层，但PNNL的立方体使用的是苯乙烯涂层，这与Diebner的一些立方体相同。这意味着这个铀立方体可能来自 Diebner小组，也可能是后来从 Diebner小组转移到海森堡小组的那些立方体之一。

根据该小组的说法，这项调查不仅仅具有历史价值。在反应堆立方体上使用的相同技术也可应用于追踪非法核材料的贩运，这可能包括非法获得的核反应堆燃料、可用于制造武器的材料、恐怖活动以及简单的医药和工业中使用的放射性同位素的走私。