二战时,纳粹德国核武器项目为何没成功?
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二战时期的德国,技术领域是领先全世界的。有关核裂变的发现,最早也是德国科学家丽泽.迈特纳发现的。希特勒上台后,德国当时的科学家沃尔纳.海森堡主持研究原子弹工程。本来德国在技术上完全领先,当时美国还没有开展曼哈顿工程。重水也有,技术也领先,结果海森堡在计算核装料临界质量的时候,犯了个低级错误:临界质量按照最大值来进行计算,得到的结果是,引爆原子弹需要几吨核装料。
原子弹的引爆,需要一定量的铀-235或者钚-238作为核装料。核装料的总质量要大于临界质量才能引发原子弹的链式反应。关键问题来了:这个临界质量到底是多少?换句话来说,引爆原子弹到底需要多少克铀-235或钚-238?要得到答案,需要大量的计算。这个数值其实是一个数值范围,只需要算出最小的下限就可以了。美国投放广岛的原子弹“小男孩”,铀-235核装料只有64千克。
海森堡计算这个问题时候,他是按照最大的上限来计算的,得到的结果是:引发原子弹爆炸,需要几吨核装料。当时铀矿石发现的主要在南非,对于德国这样的陆上强国,只能靠潜艇偷运铀矿石。况且原子弹需要大量的重水,重水工厂还被英国训练的特种部队破坏了。
当时德国已经露出败相,希特勒手上的资源非常有限,只能将新武器的研发重点放在短期有成效的项目上。对于原子弹这样,需要海军潜艇偷运几吨核装料、具有他无法理解的巨大威力的大炸弹,自然是不会感兴趣的。
至于有些人认为,是海森堡故意算错数据的说法。美国在日本投降后,将海德堡等原子物理学家监禁在一栋布满窃听装置的小房屋里,听到海森堡自己承认犯了一个低级错误,要不然原子弹之父的头衔就是他的了。爱因斯坦也回忆过,在他逃出德国前,海森堡曾经劝说过,让爱因斯坦与纳粹德国合作。看来,沃尔纳-海森堡并不像很多人想象的那么崇高。
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大约在十年之前看到这样一个纪录片,里面介绍了纳粹德国的核武器实验离成功只有一步之遥,主要问题是出在“石墨”这个环节上。当时原子弹研究基本到了最后的紧要关头,但是为研究项目提供石墨的科学家总是用“不好的石墨”来充数,导致这一环节的实验缕缕失败,而战争也再没有给纳粹充足的时间。这一环节印象比较深刻。
当年科学家用了另一种与石墨极其相似的物质来代替,导致实验持续失败。
希特勒的重水反应试验基地缕缕被英国皇家空军和特种小分队袭击,使其不能正常工作,也是导致核武器研发失败的另一重要原因。希特勒驱赶迫害了一大批犹太科学家,包括爱因斯坦,也是其不能成功的一大原因。
重水反应设施
二战结束之前德国的军工科技发展达到令人吃惊的一幕,V2导弹和喷气式战机等技术对后来美苏两国的军事竞争带来极大帮助,更有甚者曾有人一度认为希特勒在最后得到了外星文明的帮助,当然这都是无稽之谈。
纳粹德国的ME262战斗机和V2导弹发射基地。
无论如何,战争确实能激发一个国家的潜能,但是非正义的侵略必然会遭到失败!我是军武奇兵,谢谢你的关注与支持!
二战英国SAS特别空勤团
当时德国的这个核武器的开发计划可谓是一波三折,最讽刺的例子是最后促成美国曼哈顿计划的爱因斯坦被驱逐出境,下面来说一下当时德国发生了什么。
第一次启动
这个核武器的开发计划开始于1939年,仅于核裂变被发现后的几个月,因为当时德国入侵了波兰,许多科学家被编入了德国国防军,所以又在几个月后中止。
▼ 德国士兵行军穿过凯旋门
第二次启动
德国军队中管理上的调整,这个项目又在二战开始那天(1939年9月)重新启动。
项目最终发展为三个部分:核反应堆、铀和重水生产以及铀同位素分离。进行核武器开发,那就必定有机构会对其对德国当时的利弊进行分析,但评估结果是,核裂变对结束战争并不会有太大的贡献。
因此在1942年,德国国防军把项目转移到了帝国研究委员会,这个项目被九个研究技工所分摊,造成项目发展放缓。另外,一些研究应用核裂变的科学家离开这个项目,转而去研究一些战争更需要的其他项目。所以才会有了最后德国没有研发出核武器的结果。
当时社会背景
在纳粹执政期间,反犹狂潮亦同时席卷并重创德国学术界,大量犹太裔物理学家、工程师和科学家在1933年纳粹掌权时就闻风逃亡海外或被驱逐出境,没有离境的也被很快地赶出了德国的研究机构。大学的政治化加上德国军队的兵源需求几乎消灭了一整代的德国科学家。
▼1930年纳粹党新总部褐宫启用仪式
而爱因斯坦当时经历了什么?
▼1882年,3岁时的爱因斯坦
1933年1月,纳粹党攫取德国政权,希特勒成为德国总理。那时,爱因斯坦正在美国,由于纳粹党鼓吹反犹太主义,爱因斯坦知道他无法返回德国。3月,爱因斯坦与妻子爱尔莎坐船来到比利时。途中,爱因斯坦获知,纳粹借口闯入了他的暑假小屋,又没收了他的心爱小船。抵达安特卫普后,他立刻到德国大使馆缴回护照,并且宣布再度放弃德国国籍,爱因斯坦从此再也没有回到欧洲。
在1939年,一群流亡物理学者试图警告美国政府,揭露纳粹德国正在进行的原子弹研究。他们警告美国人民:德国科学家也许会赢得制造原子弹竞赛的胜利,希特勒会毫不犹豫地使用这种武器。
为了要让美国警觉到原子弹的巨大威胁,他们曾拜访爱因斯坦,告诉他杀伤力超强的原子弹可能在不久的将来被制成。爱因斯坦支持和平主义,他正在专心研究统一场理论,并不清楚核子研究的最新发展,他从未想到这项技术的进展会如此快速。
▼爱因斯坦与第二任妻子爱尔莎
爱因斯坦被说服借助其崇高声望和西拉德写信给美国总统富兰克林·罗斯福。他们还建议美国政府注重并直接介入核武器研究。这封信被认为是,美国在参与二战前夕,展开大规模核武器研究的关键激励因素。罗斯福不能冒险让希特勒抢先掌握原子弹技术。由于爱因斯坦的信件,美国加入研制原子弹竞赛,依托其巨大的材料、金融、科学资源展开曼哈顿计划,成为在二战中唯一成功研制出原子弹的国家。
对爱因斯坦而言,“战争是一种疾病……他呼吁抵抗战争”。写给罗斯福的那封信违反了爱因斯坦所支持的和平主义。在过世之前一年,爱因斯坦对老朋友莱纳斯·鲍林说:“我一生之中犯了一个巨大的错误:我签署了那封要求罗斯福总统制造核武器的信。但是犯这错误是有原因的:德国人制造核武器的危险是存在的。”
▼晚年时的爱因斯坦