Poslední experimentální reaktor nacistického Německa nebyl těsně před spuštěním, ale výrazně za hranicí potřebnou pro udržení řetězové štěpné reakce. Ukazuje to studie zveřejněná v časopise PNAS Nexus, jejíž autoři zkoumali dochované kostky přírodního uranu, válečné dokumenty, technické zprávy i korespondenci německých vědců.
Zařízení označované jako B8 vzniklo v dubnu 1945 v Haigerlochu a představovalo vyvrcholení německého jaderného programu Uranprojekt. Používalo kostky přírodního uranu zavěšené v těžké vodě. Ta v reaktoru slouží jako moderátor neutronů, tedy látka, která neutrony zpomaluje a zvyšuje pravděpodobnost, že vyvolají další štěpení. B8 však nikdy nedosáhl kritičnosti – stavu, kdy se řetězová reakce udržuje sama bez vnějšího zdroje neutronů.
Werner Heisenberg po válce tvrdil, že zařízení dělilo od kritičnosti jen relativně malé množství uranu. Nová práce tento výklad zpochybňuje. Výzkumníci vytvořili neutronový model reaktoru a ověřili jej pomocí měření, která němečtí vědci provedli přímo v roce 1945. Výsledný výpočet ukázal, že B8 měl efektivní koeficient násobení neutronů přibližně 0,94; pro samoudržitelnou reakci by musel dosáhnout hodnoty 1.
Podle studie by zařízení potřebovalo nejméně 1292 uranových kostek a 3411 litrů těžké vody v konfiguraci s minimálním množstvím paliva. V jiné variantě, která šetřila těžkou vodu, by bylo zapotřebí 1775 kostek a 2966 litrů této látky. Oproti skutečnému zařízení to znamenalo zhruba 1,9 až 2,7krát více uranu a 2,1 až 2,4krát více těžké vody. Nešlo tedy o nedostatek několika posledních dodávek, ale o množství, které přesahovalo německé válečné možnosti.
Autoři své závěry opřeli také o forenzní analýzu dvou dochovaných kostek. Jedna z nich měla po změření heliovým pyknometrem hustotu 18,53 gramu na krychlový centimetr, tedy méně než ideální kovový uran. Další analýza potvrdila, že materiál odpovídal přírodnímu uranu. Archivní údaje zároveň umožnily odhadnout vlastnosti těžké vody a příměsi v grafitu, který Němci používali při předchozích pokusech.
Studie se zabývala i otázkou, zda mohlo Německo těžkou vodu nahradit grafitem, jak to udělali američtí vědci při pokusu Chicago Pile-1 v roce 1942. Německý grafit však obsahoval přibližně 3,4 hmotnostního dílu boru na milion dílů materiálu. Bor neutrony pohlcuje, a dostupný grafit by proto podle výpočtů kritičnosti nedosáhl ani v hypotetickém reaktoru s přírodním uranem. Výsledky tak naznačují, že německý program neměl s tehdejšími zásobami reálnou cestu ani k reaktoru moderovanému těžkou vodou, ani ke srovnatelnému grafitovému zařízení.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.