1945年,美军在欧洲战场推进到纳粹德国最后一座实验核反应堆——B8堆时,看到的是一台从未实现过核链式反应的机器。他们把它拆了,但一个问题留了下来:德国人当年离成功到底有多近?
这个问题之所以一直有人追问,是因为项目科学负责人维尔纳·海森堡后来把B8堆描述为"差一点就成功"。几十年后,两块幸存的铀方块和一批战时文件,让研究人员终于有机会检验这句话。
两块铀方块,牵出一段旧账
蒂莫西·科思和同事沿着这些线索追下去,得出的结论和海森堡的说法不太一样:挡在德国人面前的障碍,比那份回忆里描述的要大得多。
他们发现,这座反应堆需要的铀大约是它实际拥有量的两倍;需要的重水,大约是挪威供应商在整个战争期间产量的两倍。换句话说,就算当年没人轰炸、没人破坏供应链,材料账本身也对不上。
要理解这个差距意味着什么,得先搞清楚B8堆到底想干什么。
铀负责裂变,重水负责"刹车"
B8堆的设计里,天然铀是燃料,重水是中子慢化剂。这两样东西在尝试维持核裂变时扮演的角色完全不同。
当一个铀原子分裂时,会释放出中子,这些中子又能让其他铀原子分裂。当足够多的中子持续引发新的裂变、链式反应不至于中途熄灭时,反应堆就达到了"临界"状态。
问题在于,裂变释放出的中子跑得太快,在德国这套设计里没法高效地维持这个过程。慢化剂的作用就是把它们减速,让它们更容易引发新的裂变。
德国科学家选的是重水——它含有氘,也就是氢的一种更重的同位素。所以光有铀不够,反应堆还需要足够多的慢化剂来支撑链式反应。
差的不只是"一点"
把这两条线合起来看,海森堡口中"差一点"的画面就变得具体了:不是某个零件没到位,不是某次实验运气不好,而是铀和重水这两样核心材料,双双只有所需量的一半左右。
而重水这一项尤其棘手。它的供应来自挪威,整个战争期间的总产量,也只有B8堆所需量的约一半。这意味着即便生产、运输全程顺利,材料缺口依然存在。
这也解释了为什么B8堆始终没能实现自持链式反应——不是设计图纸上差一笔,而是支撑反应持续进行的物质基础本身就不够。
至于海森堡当年的描述是记忆偏差,还是别的什么原因,研究者并没有给出定论。两块铀方块和那些战时文件能回答的,是材料层面的问题;而一个人为什么那样回忆,是另一个层面的问题。
可以确定的是:在1945年那间被拆解的实验室里,德国人距离一座能运转的反应堆,隔着的不是一层窗户纸,而是一道用铀和重水堆起来的、实实在在的墙。
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