ماجرای بمب اتمی هیتلر و علت توقف تولید آن

در دهه 1930 میلادی و همزمان با ورود اروپا به سراشیبی جنگ جهانی دوم، برخی از رازهای پیشتر پنهان طبیعت بر دانشمندان سرتاسر دنیا آشکار شد. طبق یافته های پژوهشگران آن زمان، هسته های اتم از اجزای مختلفی (شامل پروتون و نوترون) تشکیل می شد که هر کدام نیز سطوح مختلفی از انرژی را در خود ذخیره کرده بودند.

آنها همچنین دریافته بودند که برخی از اتم ها به صورت طبیعی رادیواکتیو هستند و همزمان با فروپاشی و تبدیل شدن شان به عناصر پایدارتر یا هسته هلیوم را از خود آزد می کنند (واپاشی آلفا)  یا الکترون (واپاشی بتا). از طرفی مشخص گردید که می توان با وادار کردن برخی عناصر دیگر به جذب نوترون واکنش های اتمی را درون آنها انجام داد.

طبق یافته های آنها، علیرغم آنکه خورشید عناصر سبک تر را گرفته و آنها را به عنصرهای سنگین تر تبدیل و از این فرایند انرژی آزاد می کند، عناصر سنگین قادرند در جریان فرایندی به نام همجوشی هسته ای به عناصر سبک تر بدل شوند و همزمان حجم بالایی از انرژی را آزاد کنند.

وقتی نخستین عنصر شکافتنی (یعنی هلیوم 235)  کشف شد، بلافاصله مشخص گردید هر واکنشی که برای اتم های اورانیوم رخ می دهد بالغ بر 100 هزار برابر میزان انرژی آزاد شده از مقدار برابر TNT را ایجاد می کند.

اما روش ایجاد واکنش همجوشی هسته ای بسیار ساده بود: کافی بود دانشمندان ماده شکافنده را با نوتورون ها بمباران کنند. اگر تصمیم داشتند که بهره وری این واکنش را بالا ببرند هم روش های متعددی پیش پای آنها قرار داشت:

1- افزایش درصد ماده شکافنده

2- کند کردن فرایند حرکت نوتورون ها و در نتیجه آسان تر نمودن فرایند جذب شان

3- حذف هرگونه ماده جاذب نوترون که می تواند احتمال ایجاد همجوشی هسته ای توسط آنها را پایین ببرد.

4- استفاده از واکنش های خود-پایدار: این روش نوترون های آزاد بیشتری را برای هر واکنش همجوشی ایجاد می کند.

در ایالات متحده آمریکا دانشمندان پروژه منهتن به این اطلاعات پی بردند و برای اطمینان از موفقیت آمیز بودن بمب های همجوشی تولیدی شان آزمایشات متعددی را به انجام رساندند.

در ادامه نمونه های غنی شده از اورانیوم 235 و پلوتونیم 239 تولید شدند: ماده هایی شکافتنی که بعد از فعال شدن از طریق نوترون ها حجم بالایی از انرژی را آزاد می کردند و آن انرژی نیز نوترون های بیشتر را برای ادامه یافتن فرایند به صورت سلسله وار تامین می کرد.

دانشمندان همچنین پی بردند که هم آب و هم گرافیت ابزارهایی فوق العاده برای آرام کردن فرایند حرکت نوترون ها هستند زیرا برخوردی که میان نوترون ها و هسته های اتم این مواد رخ می داد می توانست سرعت حرکت آنها را پایین بیاورد.

اما آب معمولی (H2O) به هیچ وجه برای این منظور مناسب نبود زیرا پروتون های آزاد موجود در هسته هیدروژن می توانستند نوترون ها را به خود جذب نمایند و ماده ای به نام دوتریوم را بسازند. اما اگر از آب سنگین (HDO) یا D2O که از دوتریوم تشکیل شده اند برای این منظور استفاده می شد از میزان جذب نوترون ها به میزان قابل توجهی کاسته می شد و در نتیجه امکان ساخت بمب های همجوشی با اثر بالا فراهم می گردید.

در دهه 1940 میلادی، دانشمندان آمریکایی به سرپرستی جی رابرت اوپنهایمر، ادوارد تلر و دیگران به این نکته پی بردند و عاقبت توانستند در تلاش های خود برای ساخت آب سنگین به موفقیت دست پیدا کنند.

اما در عین حال، در آلمان نازی، فردی کمتر شناخته شده به نام Kurt Diebner و نظریه پرداز مطرح او به نام Weer Heisenberg به همین قواعد فیزیک پی بردند و تلاش داشتند یک بمب اتمی مختص به خود را تولید کنند.

در اوایل دهه 1940 میلادی، تلاش های صورت گرفته از سوی آلمانی ها به مراتب جلوتر از اعضای ائتلاف بود و توانسته بودند به تمامی مواد لازم برای ساخت بمب دست پیدا کنند و تنها یک چیز کم بود: آب سنگین که تنها در یک تاسیسات خاص آن هم در کشور نروژ و منطقه ای به نام Vemork وجود داشت.

همین مساله شاید به اصلی ترین انگیزه آلمان نازی برای حمله به نروژ بدل شد تا دانشمندان شرکتی به نام Norsk Hydro را تحت فشار قرار دهد و از آنها بخواهد تولید ماده [از نظر آنها] مرموز یاد شده را برایشان انجام دهند. در آن زمان از نظر بسیاری از دانشمندان آب سنگین تنها یک مزیت داشت و آن یخ زدن بود (چون این ماده به جای صفر درجه سانتی گراد دردمای 4 درجه یخ می زند)؛ تا سال 1942 میلادی، بالغ بر یک تن از این ماده به آلمان صادر شد.

اما براساس محاسبات صورت گرفته توسط Heisenberg  و دیگران سه تا شش تن از این ماده برای ساخت بمب های همجوشی مورد نیاز بود.

با این حال، به خاطر مقاومت نروژی ها و البته کمک مدیریت عملیات های ویژه بریتانیا برای خرابکاری در فرایند تولید آب سنگین در تاسیسات Vemork تلاش نازی ها بی نتیجه باقی ماند.

دانشمند نروژی به نام Leif Tronstad در ادامه به نقشه های شوم نازی ها پی برد و برای باخبر نمودن نیروهای ائتلاف کشور اشغال شده خود را ترک کرد. او در این مسیر هر کاری که از دستش بر می آمد را برای بر هم زدن نقشه نازی ها انجام داد و از آلوده کردن آب سنگین تولید شده با روغن کبد ماهی کاد گرفته تا جابجایی بیش از 200 کیلوگرم تجهیزات در برف و سرمای شدید نروژ را بر عهده گرفت.

در اواخر سال 1942 میلادی یک اقدام هوشمندانه از سوی نیروهای ائتلاف صورت گرفت تا این تاسیسات را نابود نمایند و به این طریق مانع از دستیابی نازی ها به آن شوند اما در ادامه گلایدری که عمدا به سمت این نیروگاه هدایت شده بود تا آن را منفجر نماید در میانه های راه متوقف شد و عاملانش توسط پلیس مخفی آلمان نازی به نام گشتاپو در نروژ که تحت اشغال آلمان بود اعدام شدند.

با این حال در فوریه سال 1943 میلادی، تلاش دوباره ای برای این منظور انجام شد که به عملیات Gunnerside شهرت دارد و در جریان آن تیمی آموزش دیده از کماندوهای نروژ به طرف این نیروگاه فرستاده شدند و در نهایت توانستند که آن را نابود نمایند. این اتفاق که با شکست نیروهای نازی در Stalingrad مصادف شده بود نقطه عطفی در تاریخ جنگ بود.

در هر حال تخریب نیروگاه Vemork با عنوان موفق ترین خرابکاری در طول تاریخ جنگ جهانی دوم به ثبت رسید. اما داستان به اینجا ختم نشد؛ در سال 1944 میلادی، نازی تلاش کرد تا از خطوط ریلی SF Hydro نروژ که به قطارهای بخار آن مربوط می شد برای ارسال باقی مانده آب سنگین نیروگاه تخریب شده به آلمان استفاده نماید و از این طریق آب سنگین مورد نیاز برای ساخت بمب خود را تامین نماید.

اما این تلاش هم ناکام ماند و قطار حامل محموله در دریاچه ای به عمق 400 متر سقوط کرد. این اتفاق شاید کلیدی ترین پیروزی نیروهای ائتلاف برای جلوگیری از پیشرفت نازی ها در ساخت بمب اتمی بود. شاید اگر مقاومت نروژی ها، تلاش و فداکاری Leif Tronstad و مدیریت عملیات های ویژه بریتانیا نبود جنگ جهانی دوم و نتایج آن به گونه ای دیگر رقم می خورد و حالا دنیا شرایط دیگری داشت.

امروزه نبرد بر سر بزرگ ترین نیروگاه تامین آب سنگین دنیا یکی از مهم ترین موضوعات مربوط به جنگ جهانی دوم است که شاید کمتر از هر چیز دیگری در گوشه و کنار به آن پرداخته شده است.

چهار ماه بعد از این اتفاق یعنی غرق شدن واگن حاوی آب سنگین در رودخانه، حمله D-Day اتفاق افتاد و یازده ماه بعد نیز نیروهای نازی شکست خود را پذیرفته و تسلیم شدند.