Z takých kociek stavali nacisti jadrový reaktor. A mohol fungovať

V lete roku 2013 dorazil na oddelenie fyziky pevných látok univerzity v americkom Marylande balíček s veľmi nezvyklým popisom: "Z reaktora, ktorý chcel postaviť Hitler. Dar od Ninnignera." Text sprevádzal kocku z evidentne veľmi hustého kovu. S hranou dlhou len zhruba päť centimetrov vážila približne 1,5 kilogramu, uvádza Technet.cz.

Nečakaný darček sa dostal do ruky fyzikovi Timothy Koethovi, ktorý aj vďaka popisku takmer okamžite uhádol jeho pravdepodobný pôvod. Videl snímky podobných kociek na dobových fotografiách z konca druhej svetovej vojny, kedy spojeneckí odborníci rozoberali pozostatky nemeckého jadrového programu.

Táto a ďalšie kocky slúžili ako palivo v nemeckých jadrových zariadeniach. Zistiť, či nejde o falzifikát, a predovšetkým vystopovať pravdepodobnú trasu trvalo Koethovi niekoľko rokov; výsledky potom spísal v článku, ktorý tento rok vydal časopis Physics Today.

Trikrát inak
Začnime malou historickou rekapituláciou. Nemecký jadrový program nikdy nemal takú prioritu ako projekt americký, a teda ani dostatočné finančné prostriedky. Narušovali ho spojenecké diverzné akcie (konkrétne útok na výrobňu "ťažkej vody" v Nórsku), ale aj rivalita a spory medzi jednotlivými výskumníkmi a tímami. Nacisti mali v posledných rokoch vojny tri skupiny nesúce názvy podľa miest, v ktorých začínali: Berlín (B), Lipsko (L), hoci tieto dve spolupracovali, a Gottow (G).

Na konci vojny najďalej pokročila práca skupiny B, ktorá však v tom čase nepôsobila v Berlíne. Tím, ktorého najznámejším členom bol nositeľ Nobelovej ceny Werner Heisenberg, sa presunul do podzemných priestorov v juhonemeckom Haigerlochu.Tam postavil reaktor známy ako B-VIII, ktorý bol najpokročilejším jadrovým zariadením nacistického Nemecka.

Jeho jadro tvorilo 663 liatych uránových kociek zavesených na špeciálnu konštrukciu v nádobe s ťažkou vodou. Presne takých kociek, akú dostal poštou Koeth. Kocky boli liate z neobohaceného uránu v priemere cca 0,7 percenta. Obsah rádioaktívneho materiálu v kocke je teda mizivý. Nebezpečenstvo pre ľudské zdravie je v podstate zanedbateľné, ak pri sebe kocku dlhodobo nenosíte, alebo s ňou nespíte.

Koeth mohol pôvod kocky rýchlo odhadnúť vďaka tomu, že B-VIII je pomerne dobre zdokumentovaný. Nejde len o to, že samotný Heisenberg ho opísal vo svojich povojnových publikáciách, predovšetkým reaktor padol do rúk západných Spojencov.

Pravda, Nemci na jar 1945 "zametali stopy", keď jadrový materiál zakopali na poli, ťažkú ​​vodu nechali v neoznačených sudoch a dôležité doklady potom sčasti zničili, sčasti hodili do latríny. (Heisenberg sám odišiel z miesta krátko pred príchodom spojencov v noci na bicykli s niekoľkými uránovými kockami v batohu na chrbte.) Ale likvidácia nebola príliš dôkladná.

Keď sa v apríli 1945 na miesto dostali odborníci misie Alsos, ktorá mala za úlohu zhromaždiť údaje o nemeckom jadrovom výskume, prakticky všetok materiál sa im podarilo znovu nájsť, vrátane 659 zostávajúcich uránových kociek a dokladov zo spomínanej latríny.

Materiál najprv putoval do Paríža a spadal pod gesciu organizácie známej ako "Fond spoločného vývoja" (Combined Development Trust). Tá vznikla predovšetkým preto, aby zabránila Sovietom a ďalším štátom zmocniť sa nemeckých výsledkov a materiálu a rozbehnúť vlastný výskum.

Čo sa stalo potom, už je jasné menej. Koeth a spol. rozumne odhadujú, že najlepším miestom pre nemecký štiepny materiál bola Oak Ridghe Laboratory, kde prebiehalo obohacovanie uránu pre americký jadrový program. Ale doklady o presnom osude nemeckého materiálu boli buď zničené, alebo sú stále tajné.

Minimálne časť z nich skončila zrejme neoficiálne v rukách personálu, ktorý sa s nimi dostal do styku. To bol aj prípad kocky, ktorá skončila v roku 2013 na marylandskej univerzite.

Malá privatizácia
V jej prípade dokonca pravdepodobne vieme, kto presne si ju vzal. Koeth neuveriteľnou úplnou zhodou okolností narazil v antikvariáte na knihu "Suroviny pre atómovú energiu" z roku 1954, ktorej autorom bol dovtedy jemu neznámy vedec Robert Nininger.

Ten síce zomrel už v roku 2004, ale žil v Marylande. Predovšetkým potom vdova po ňom potvrdila, že v roku 1945 pracoval na projekte Manhattan v oddelení, ktoré malo na starosti sklad a logistiku materiálu v štáte New York. To znamená, že ak kocky z nemeckého programu skutočne putovali z Paríža do USA, dostali sa mu do rúk - a on pri tej príležitosti minimálne jednu "sprivatizoval". Podľa informácií od jeho rodiny a známych ju ešte za života venoval svojmu priateľovi, ktorý ju potom daroval ďalej, než sa dostala ku Koethovi. (Mená ďalších majiteľov Koeth a spol. neuvádza.)

Nie je to úplne ojedinelý prípad, pretože vedcom z Marylande sa podarilo v múzeách a u súkromných majiteľov nájsť desiatku palivových kociek z nemeckého jadrového projektu. Navyše odborníci tak trochu dúfajú, že zverejnenie príbehu "marylandskej" kocky možno povedie k objavu ďalších.

Mohlo to fungovať
Ale aj keby nie, asi to nebude veľká škoda. Kocky predstavujú v podstate pripomenutie výskumu, ktorý je už veľmi dobre popísaný. K jeho popisu prispievajú len drobnými, hoci nie celkom nezaujímavými detailmi.

Je to napríklad ďalší doklad toho, že v reaktore B-VIII sa skutočne nikdy nerozbehla reťazová reakcia. V tom prípade by sa totiž v materiáli museli vyskytovať zistiteľné stopy prvkov, ktoré vznikajú z rozpadnutého uránu, napríklad cézium 137.

Rozbor kociek tiež ukazuje, že na papieri Nemcom nič nebránilo v tom, aby sa B-VII rozbehol. Ako napísal Heisenberg vo svojej knihe z 50. rokov a potvrdili aj moderné simulácie, reaktor by mohol fungovať, keby bol o niečo väčší a obsahoval teda viac štiepneho materiálu. Dizajn teda nebol úplne zlý, Heisenberg a spol. by potreboval zhruba o polovicu viac palivových kociek. Tie v Nemecku boli, avšak vo vlastníctve výskumnej skupiny G (teda Gottow), ktorú viedol Kurt Diebner.

Heisenberg prácu Diebnerovej skupiny podľa dostupných prameňov príliš neoceňoval, niektoré časti konštrukcie B-VIII si od nich však vypožičal, vrátane spôsobu zavesenia a rozloženia paliva v reaktore. Evidentne si však nedokázal fyzicky požičať zhruba 400 kociek paliva, ktoré skupina G mala vo svojom inventári. To by bolo viac než dosť na rozbehnutie reakcie v reaktore v Haigerloch (alebo podobného zariadenia v Gottow, samozrejme).

Od reaktora je k atómovej zbrani samozrejme ešte pomerne ďaleko a na nejaký zvrat v priebehu vojny bolo neskoro, avšak aj tak rozhádanosť nemeckých vedcov bola šťastnou okolnosťou. Namiesto toho, aby spojili sily, každý pokus bežal po vlastnej koľaji - a po vojne mal tiež každý svoj vlastný osud. Gottow rozobrali sami konštruktéri a palivo z neho sa stratilo.

Predražený kontraband
Viac o ňom nevieme, a to aj preto, že spojenci zakázali nemeckým občanom vlastniť štiepny materiál. V roku 1952 boli dvaja nemeckí občania, Helmut Goltzer a Gisela Nitzkeová, odsúdení k veľmi vysokým trestom za to, že mali vo svojom vlastníctve práve palivovú kocku zrejme z Gottow.

Nikto teda nemal príliš motiváciu vlastníctva kocky nahlásiť. Na druhú stranu, zákaz a s ním spojené tresty však aj tak vzbudil minimálne u časti verejnosti dojem, že štiepny materiál má mimoriadnu hodnotu. Spojenci tak v povojnových rokoch dostávali pravidelne niekoľkokrát do roka ponuky na získanie kociek zrejme z reaktora v Gottow, ale zvyčajne za výrazne premrštené ceny v rádoch stoviek tisíc či miliónov vtedajších dolárov.

Pisatelia sa často vyhrážali tým, že v opačnom prípade materiál skončí v rukách štátov nepriateľských voči USA. Vzhľadom k tomu, že Američania mali uránu dosť, odpovedali protiponukou vo výške bežnej ceny za urán. Tá vtedy predstavovala necelých šesť dolárov za pol kilogramu (jedna kocka vážila cca 1,5 kg).

Niet teda divu, že väčšina materiálu z reaktora v Gottow podľa odhadov spojeneckých spravodajcov skončila v sovietskych rukách. Čo sa s ním dialo ďalej, či a ako bol použitý v rámci sovietskeho jadrového výskumu, to sa Koehtovi - ani nám - zistiť nepodarilo.