Sejarah proyek uranium Third Reich, seperti yang biasanya disajikan, secara pribadi sangat mengingatkan saya pada sebuah buku dengan halaman robek. Semua itu muncul sebagai sejarah kegagalan dan kegagalan yang berkelanjutan, program dengan tujuan yang tidak jelas dan pemborosan sumber daya yang berharga. Bahkan, semacam narasi tentang program atom Jerman telah dibangun, yang tidak logis, di mana ada inkonsistensi yang signifikan, tetapi dipaksakan dengan keras.
Namun, beberapa informasi yang berhasil kami temukan dalam publikasi, termasuk studi yang relatif baru tentang sejarah perkembangan teknis militer Jerman, memungkinkan kami untuk melihat proyek uranium Jerman dengan cara yang sama sekali berbeda. Nazi terutama tertarik pada reaktor daya kompak dan senjata termonuklir.
Reaktor daya
Karya Günther Nagel yang luas dan terdengar Jerman "Wissenschaft für den Krieg", lebih dari seribu halaman berdasarkan bahan arsip yang kaya, memberikan informasi yang sangat menarik tentang bagaimana fisikawan Third Reich membayangkan penggunaan energi atom. Buku ini terutama membahas pekerjaan rahasia departemen penelitian Departemen Persenjataan Darat, di mana pekerjaan juga dilakukan pada fisika nuklir.
Sejak tahun 1937, di departemen ini, Kurt Diebner melakukan penelitian di bidang inisiasi peledakan bahan peledak dengan cara radiasi. Bahkan sebelum fisi buatan uranium pertama dilakukan pada Januari 1939, Jerman mencoba menerapkan fisika nuklir untuk urusan militer. Departemen Persenjataan Darat segera menjadi tertarik pada reaksi fisi uranium, yang meluncurkan proyek uranium Jerman dan, pertama-tama, menetapkan tugas bagi para ilmuwan untuk menentukan area penerapan energi atom. Perintah itu diberikan oleh Karl Becker, kepala Departemen Persenjataan Darat, Presiden Dewan Riset Kekaisaran dan Jenderal Artileri. Instruksi tersebut dipenuhi oleh fisikawan teoretis Siegfried Flyugge, yang pada Juli 1939 membuat laporan tentang penggunaan energi atom, menarik perhatian pada potensi energi yang sangat besar dari inti atom yang dapat terbelah dan bahkan membuat sketsa "mesin uranium", yang adalah, reaktor.
Konstruksi "mesin uranium" menjadi dasar dari proyek uranium Third Reich. Mesin Uranium adalah prototipe reaktor daya, bukan reaktor produksi. Biasanya keadaan ini diabaikan dalam kerangka narasi tentang program nuklir Jerman, yang dibuat terutama oleh Amerika, atau terlalu diremehkan. Sementara itu, masalah energi bagi Jerman adalah masalah yang paling penting karena kelangkaan minyak yang akut, kebutuhan untuk memproduksi bahan bakar motor dari batu bara, dan kesulitan yang signifikan dalam ekstraksi, transportasi dan penggunaan batu bara. Oleh karena itu, pandangan pertama tentang ide sumber energi baru sangat menginspirasi mereka. Gunther Nagel menulis bahwa seharusnya menggunakan "mesin uranium" sebagai sumber energi stasioner dalam industri dan tentara, untuk memasangnya di kapal perang besar dan kapal selam. Yang terakhir, seperti dapat dilihat dari epik Pertempuran Atlantik, sangat penting. Reaktor kapal selam mengubah kapal dari menyelam menjadi benar-benar bawah air, dan membuatnya jauh lebih rentan terhadap kekuatan anti-kapal selam lawan. Kapal nuklir tidak perlu muncul ke permukaan untuk mengisi baterai, dan jangkauan operasinya tidak dibatasi oleh pasokan bahan bakar. Bahkan satu kapal reaktor nuklir akan sangat berharga.
Tetapi minat para perancang Jerman pada reaktor nuklir tidak terbatas pada ini. Daftar mesin yang mereka pikir untuk memasang reaktor termasuk, misalnya, tangki. Pada bulan Juni 1942, Hitler dan Menteri Persenjataan Reich Albert Speer membahas sebuah proyek untuk "kendaraan tempur besar" dengan berat sekitar 1.000 ton. Rupanya, reaktor itu memang ditujukan khusus untuk tangki jenis ini.
Juga, para ilmuwan roket menjadi tertarik pada reaktor nuklir. Pada bulan Agustus 1941, Pusat Penelitian Peenemünde meminta kemungkinan menggunakan "mesin uranium" sebagai mesin roket. Dr. Karl Friedrich von Weizsacker menjawab bahwa itu mungkin, tetapi menghadapi kesulitan teknis. Daya dorong reaktif dapat dibuat dengan menggunakan produk peluruhan inti atom atau menggunakan beberapa zat yang dipanaskan oleh panas reaktor.
Jadi permintaan untuk reaktor nuklir daya cukup signifikan bagi lembaga penelitian, kelompok dan organisasi untuk meluncurkan pekerjaan ke arah ini. Sudah pada awal 1940, tiga proyek mulai membangun reaktor nuklir: Werner Heisenberg di Institut Kaiser Wilhelm di Leipzig, Kurt Diebner di Departemen Persenjataan Darat dekat Berlin dan Paul Harteck di Universitas Hamburg. Proyek-proyek ini harus membagi pasokan uranium dioksida dan air berat yang tersedia di antara mereka sendiri.
Dilihat dari data yang tersedia, Heisenberg mampu merakit dan meluncurkan reaktor demonstrasi pertama pada akhir Mei 1942. 750 kg bubuk logam uranium bersama dengan 140 kg air berat ditempatkan di dalam dua belahan aluminium yang disekrup dengan kuat, yaitu, di dalam bola aluminium, yang ditempatkan dalam wadah berisi air. Percobaan berjalan dengan baik pada awalnya, kelebihan neutron dicatat. Namun pada 23 Juni 1942, bola mulai kepanasan, air dalam wadah mulai mendidih. Upaya untuk membuka balon tidak berhasil, dan pada akhirnya balon meledak, menyebarkan bubuk uranium ke dalam ruangan, yang segera terbakar. Api dipadamkan dengan susah payah. Pada akhir 1944, Heisenberg membangun reaktor yang lebih besar di Berlin (1,25 ton uranium dan 1,5 ton air berat), dan pada Januari-Februari 1945 ia membangun reaktor serupa di ruang bawah tanah di Haigerloch. Heisenberg berhasil mendapatkan hasil neutron yang layak, tetapi dia tidak mencapai reaksi berantai yang terkendali.
Diebner bereksperimen dengan uranium dioksida dan logam uranium, membangun empat reaktor berturut-turut dari tahun 1942 hingga akhir tahun 1944 di Gottow (barat dari lokasi uji Kummersdorf, selatan Berlin). Reaktor pertama, Gottow-I, berisi 25 ton uranium oksida dalam 6800 kubus dan 4 ton parafin sebagai moderator. G-II pada tahun 1943 sudah pada uranium logam (232 kg uranium dan 189 liter air berat; uranium membentuk dua bola, di dalamnya ditempatkan air berat, dan seluruh perangkat ditempatkan dalam wadah dengan air ringan).
G-III, yang dibangun kemudian, dibedakan oleh ukuran inti yang kompak (250 x 230 cm) dan hasil neutron yang tinggi; modifikasinya pada awal 1944 mengandung 564 uranium dan 600 liter air berat. Diebner secara konsisten mengerjakan desain reaktor, secara bertahap mendekati reaksi berantai. Akhirnya, ia berhasil, meskipun dengan meluap-luap. Reaktor G-IV pada November 1944 mengalami bencana: boiler meledak, sebagian uranium meleleh, dan karyawan terkena radiasi tinggi.
Dari data yang diketahui, menjadi sangat jelas bahwa fisikawan Jerman mencoba membuat reaktor daya bertekanan air moderat di mana zona aktif uranium logam dan air berat akan memanaskan air ringan di sekitarnya, dan kemudian dapat diumpankan ke uap. generator atau langsung ke turbin.
Mereka segera mencoba membuat reaktor kompak yang cocok untuk dipasang di kapal dan kapal selam, itulah sebabnya mereka memilih logam uranium dan air berat. Mereka rupanya tidak membangun reaktor grafit. Dan sama sekali bukan karena kesalahan Walter Bothe atau karena Jerman tidak dapat menghasilkan grafit dengan kemurnian tinggi. Kemungkinan besar, reaktor grafit, yang secara teknis lebih mudah dibuat, ternyata terlalu besar dan berat untuk digunakan sebagai pembangkit listrik kapal. Menurut pendapat saya, meninggalkan reaktor grafit adalah keputusan yang disengaja.
Kegiatan pengayaan uranium juga kemungkinan besar terkait dengan upaya untuk membuat reaktor daya kompak. Perangkat pertama untuk pemisahan isotop dibuat pada tahun 1938 oleh Klaus Klusius, tetapi "tabung pemisah" miliknya tidak cocok sebagai desain industri. Beberapa metode pemisahan isotop telah dikembangkan di Jerman. Setidaknya satu di antaranya telah mencapai skala industri. Pada akhir tahun 1941, Dr. Hans Martin meluncurkan prototipe pertama dari sentrifus pemisahan isotop, dan atas dasar ini, pabrik pengayaan uranium mulai dibangun di Kiel. Sejarahnya, seperti yang disampaikan Nagel, cukup singkat. Itu dibom, kemudian peralatan dipindahkan ke Freiburg, di mana pabrik industri dibangun di tempat penampungan bawah tanah. Nagel menulis bahwa tidak ada keberhasilan dan pabrik tidak berfungsi. Kemungkinan besar, ini tidak sepenuhnya benar, dan kemungkinan beberapa uranium yang diperkaya telah diproduksi.
Uranium yang diperkaya sebagai bahan bakar nuklir memungkinkan fisikawan Jerman untuk memecahkan masalah mencapai reaksi berantai dan merancang reaktor air ringan yang kompak dan kuat. Air berat masih terlalu mahal untuk Jerman. Pada tahun 1943-1944, setelah penghancuran pabrik untuk produksi air berat di Norwegia, sebuah pabrik beroperasi di pabrik Leunawerke, tetapi untuk mendapatkan satu ton air berat membutuhkan konsumsi 100 ribu ton batu bara untuk menghasilkan listrik yang diperlukan.. Oleh karena itu, reaktor air berat dapat digunakan dalam skala terbatas. Namun, Jerman tampaknya gagal memproduksi uranium yang diperkaya untuk sampel di reaktor.
Upaya untuk membuat senjata termonuklir
Pertanyaan mengapa Jerman tidak membuat dan menggunakan senjata nuklir masih menjadi perdebatan hangat, tetapi menurut saya, perdebatan ini memperkuat pengaruh narasi tentang kegagalan proyek uranium Jerman lebih dari menjawab pertanyaan ini.
Dilihat dari data yang tersedia, Nazi sangat sedikit tertarik pada bom nuklir uranium atau plutonium, dan khususnya, tidak melakukan upaya apa pun untuk membuat reaktor produksi untuk memproduksi plutonium. Tapi kenapa?
Pertama, doktrin militer Jerman hanya menyisakan sedikit ruang untuk senjata nuklir. Jerman berusaha untuk tidak menghancurkan, tetapi untuk merebut wilayah, kota, fasilitas militer dan industri. Kedua, pada paruh kedua tahun 1941 dan pada tahun 1942, ketika proyek atom memasuki tahap implementasi aktif, Jerman percaya bahwa mereka akan segera memenangkan perang di Uni Soviet dan mengamankan dominasi di benua itu. Pada saat ini, bahkan banyak proyek diciptakan yang seharusnya dilaksanakan setelah berakhirnya perang. Dengan sentimen seperti itu, mereka tidak membutuhkan bom nuklir, atau lebih tepatnya, mereka tidak berpikir itu perlu; tetapi kapal atau reaktor kapal diperlukan untuk pertempuran di masa depan di lautan. Ketiga, ketika perang mulai condong ke arah kekalahan Jerman, dan senjata nuklir menjadi kebutuhan, Jerman mengambil jalan khusus.
Erich Schumann, kepala departemen penelitian Departemen Persenjataan Darat, mengemukakan gagasan bahwa adalah mungkin untuk mencoba menggunakan elemen ringan, seperti litium, untuk reaksi termonuklir, dan menyalakannya tanpa menggunakan muatan nuklir. Pada Oktober 1943, Schumann meluncurkan penelitian aktif ke arah ini, dan fisikawan yang berada di bawahnya mencoba menciptakan kondisi untuk ledakan termonuklir dalam perangkat tipe meriam, di mana dua muatan berbentuk ditembakkan satu sama lain dalam laras, bertabrakan, menciptakan suhu dan tekanan tinggi. Menurut Nagel, hasilnya mengesankan, tetapi tidak cukup untuk memulai reaksi termonuklir. Skema ledakan juga dibahas untuk mencapai hasil yang diinginkan. Pekerjaan ke arah ini dihentikan pada awal 1945.
Ini mungkin tampak seperti solusi yang agak aneh, tetapi memiliki logika tertentu. Jerman secara teknis dapat memperkaya uranium dengan kualitas tingkat senjata. Namun, sebuah bom uranium kemudian membutuhkan terlalu banyak uranium - untuk mendapatkan 60 kg uranium yang sangat diperkaya untuk sebuah bom atom, diperlukan 10,6 hingga 13,1 ton uranium alami.
Sementara itu, uranium secara aktif diserap oleh eksperimen dengan reaktor, yang dianggap prioritas dan lebih penting daripada senjata nuklir. Selain itu, tampaknya, logam uranium di Jerman digunakan sebagai pengganti tungsten di inti cangkang penusuk lapis baja. Dalam risalah pertemuan yang diterbitkan antara Hitler dan Menteri Persenjataan dan Amunisi Reich Albert Speer, ada indikasi bahwa pada awal Agustus 1943 Hitler memerintahkan untuk segera mengintensifkan pemrosesan uranium untuk produksi inti. Pada saat yang sama, studi dilakukan tentang kemungkinan penggantian tungsten dengan uranium logam, yang berakhir pada Maret 1944. Dalam protokol yang sama disebutkan bahwa pada tahun 1942 ada 5.600 kg uranium di Jerman, jelas ini berarti logam uranium atau dalam istilah logam. Apakah itu benar atau tidak masih belum jelas. Tetapi jika setidaknya sebagian cangkang penusuk lapis baja diproduksi dengan inti uranium, maka produksi tersebut juga harus mengkonsumsi berton-ton logam uranium.
Aplikasi ini juga ditunjukkan oleh fakta aneh bahwa produksi uranium diluncurkan oleh Degussa AG pada awal perang, sebelum penyebaran eksperimen dengan reaktor. Uranium oksida diproduksi di sebuah pabrik di Oranienbaum (dibom pada akhir perang, dan sekarang menjadi zona kontaminasi radioaktif), dan logam uranium diproduksi di sebuah pabrik di Frankfurt am Main. Secara total, perusahaan memproduksi 14 ton logam uranium dalam bentuk bubuk, pelat, dan kubus. Jika lebih banyak dilepaskan daripada yang digunakan dalam reaktor eksperimental, yang memungkinkan kita untuk mengatakan bahwa logam uranium juga memiliki aplikasi militer lainnya.
Jadi dalam keadaan ini, keinginan Schumann untuk mencapai penyalaan non-nuklir dari reaksi termonuklir cukup dapat dimengerti. Pertama, uranium yang tersedia tidak akan cukup untuk membuat bom uranium. Kedua, reaktor juga membutuhkan uranium untuk kebutuhan militer lainnya.
Mengapa Jerman gagal memiliki proyek uranium? Karena, setelah hampir tidak mencapai pembelahan atom, mereka menetapkan sendiri tujuan yang sangat ambisius untuk menciptakan reaktor daya kompak yang cocok sebagai pembangkit listrik bergerak. Dalam waktu yang begitu singkat dan di bawah kondisi militer, tugas ini hampir tidak dapat diselesaikan secara teknis bagi mereka.
