Po wręczeniu im kapsułek samobójczych pułkownik norweskiej armii królewskiej Leif Tronstad powiedział swoim żołnierzom: „Nie mogę powiedzieć, dlaczego ta misja jest tak ważna, ale jeśli ci się powiedzie, pozostanie w pamięci Norwegii przez sto lat”.
Ci komandosi wiedzieli jednak, że wcześniejsza próba wykonania tej samej misji przez brytyjskich żołnierzy była całkowitą porażką. Dwa szybowce transportujące mężczyzn rozbiły się w drodze do celu. Ocalali zostali szybko schwytani przez niemieckich żołnierzy, torturowani i straceni. Jeśli zostaną podobnie schwytani, ci Norwegowie mogą spodziewać się takiego samego losu, jak ich brytyjscy odpowiednicy, stąd pigułki samobójcze.
28 lutego przypada 75. rocznica operacji Gunnerside i choć nie minęło jeszcze 100 lat, pamięć o tej udanej misji norweskiej pozostaje silna zarówno w Norwegii, jak i poza nią. Zimowy sabotaż fabryki chemicznej Vemork w hrabstwie Telemark w okupowanej przez nazistów Norwegii, upamiętniony w filmach, książkach i serialach telewizyjnych, był jedną z najbardziej dramatycznych i najważniejszych misji wojskowych II wojny światowej. To opóźniło niemieckich naukowców zajmujących się jądrami o wiele miesięcy i pozwoliło Stanom Zjednoczonym wyprzedzić Niemców w dążeniu do wyprodukowania pierwszej bomby atomowej.
Podczas gdy ludzie kojarzą wysiłki Stanów Zjednoczonych na bomby atomowe z Japonią i wojną na Pacyfiku, Manhattan Project - amerykański program produkcji bomby atomowej - faktycznie został podjęty w reakcji na podejrzenia alianckie, że Niemcy aktywnie ścigają broń. Jednak walki w Europie zakończyły się, zanim którakolwiek ze stron miała działającą bombę atomową. W rzeczywistości próba Trinity - pierwszej amerykańskiej detonacji testu bomby atomowej - została przeprowadzona 7 maja 1945 r., Tego samego dnia, w którym Niemcy poddały się.
Tak więc amerykańska bomba atomowa dotarła o tygodnie za późno, by użyć jej przeciwko Niemcom. Niemniej jednak, gdyby Niemcy opracowali własną bombę zaledwie kilka miesięcy wcześniej, wynik wojny w Europie mógłby być zupełnie inny. Miesiące niepowodzeń spowodowane sabotażem Norwegów w fabryce chemicznej Vemork mogły bardzo dobrze zapobiec zwycięstwu Niemiec.
Cel norweskich sabotażystów (Jac Brun, CC BY) Wysiłki hitlerowskie polegały na ciężkiej wodzie
Pułkownik Tronstad, sam przedwojenny profesor chemii, był w stanie powiedzieć swoim ludziom, że fabryka chemiczna Vemork wytwarzała „ciężką wodę”, ważny składnik badań niemieckiej broni. Poza tym żołnierze norwescy nie wiedzieli nic o bombach atomowych ani o tym, jak używana jest ciężka woda. Nawet dzisiaj, kiedy wielu ludzi ma przynajmniej podstawowe zrozumienie bomby atomowej i wie, że źródłem ich ogromnej energii jest rozszczepianie atomów, niewielu ma pojęcie, czym jest ciężka woda lub jaką rolę odgrywa w rozszczepianiu tych atomów. Jeszcze mniej wie, dlaczego niemieccy naukowcy nuklearni go potrzebowali, podczas gdy Amerykanie nie.
Pozostały normalny wodór ma tylko proton; deuter, ciężka forma wodoru, właściwie, ma proton i neutron. (Nicolae Coman, CC BY-SA) „Ciężka woda” to po prostu: woda o masie cząsteczkowej 20 zamiast normalnych 18 atomowych jednostek masy lub amu. Jest cięższy niż zwykle, ponieważ każdy z dwóch atomów wodoru w ciężkiej H2O waży dwa zamiast jednego amu. (Jeden atom tlenu w H2O waży 16 amu.) Podczas gdy jądro normalnego atomu wodoru ma pojedynczą subatomową cząsteczkę zwaną protonem, jądra atomów wodoru w ciężkiej wodzie mają zarówno proton, jak i neutron - inny rodzaj subatomowej cząsteczka, która waży tyle samo co proton. Cząsteczki wody z ciężkimi atomami wodoru są niezwykle rzadkie z natury (mniej niż jedna na miliard naturalnych cząsteczek wody jest ciężkich), więc Niemcy musieli sztucznie wytwarzać całą ciężką wodę, której potrzebowali.
Pod względem chemicznym ciężka woda i normalna woda zachowują się bardzo podobnie i nie wykryłbyś żadnych różnic we własnym gotowaniu, piciu lub kąpieli, gdyby ciężka woda nagle zaczęła wypływać z kranu. Zauważysz jednak, że kostki lodu wykonane z ciężkiej wody opadają, a nie unoszą się, gdy wkładasz je do szklanki zwykłej wody pitnej, ze względu na ich większą gęstość.
Różnice te są subtelne, ale coś, co robi ciężka woda, czego nie może normalna woda. Kiedy szybkie neutrony uwalniane przez rozszczepianie atomów (to znaczy rozszczepienie jądrowe) przechodzą przez ciężką wodę, interakcje z cząsteczkami ciężkiej wody powodują spowolnienie lub umiarkowanie tych neutronów. Jest to ważne, ponieważ wolno poruszające się neutrony są bardziej skuteczne w rozszczepianiu atomów uranu niż szybko poruszające się neutrony. Ponieważ neutrony przemieszczające się przez ciężkie wody rozszczepiają atomy bardziej wydajnie, do uzyskania masy krytycznej powinno być potrzebne mniej uranu; to minimalna ilość uranu wymagana do rozpoczęcia spontanicznej reakcji łańcuchowej atomów rozpadających się szybko po sobie. To właśnie ta reakcja łańcuchowa w obrębie masy krytycznej uwalnia wybuchową energię bomby. Właśnie dlatego Niemcy potrzebowali ciężkiej wody; od tego zależała ich strategia wywołania wybuchu atomowego.
Natomiast amerykańscy naukowcy wybrali inne podejście do osiągnięcia masy krytycznej. Jak wyjaśniam w mojej książce „Strange Glow: The Story of Radiation”, wysiłek amerykańskiej bomby atomowej wykorzystał wzbogacony uran - uran o podwyższonym stężeniu łatwo rozszczepialnego uranu-235 - podczas gdy Niemcy używali nie wzbogaconego uranu. Amerykanie postanowili spowolnić neutrony emitowane ze wzbogaconego uranu za pomocą łatwiej dostępnego grafitu niż ciężkiej wody. Każde podejście miało swoje kompromisy technologiczne, ale podejście amerykańskie nie polegało na konieczności syntezy niezwykle rzadkiej ciężkiej wody. Jego rzadkość sprawiła, że ciężka woda stała się piętą achillesową niemieckiego programu bomb nuklearnych.
Podstępne podejście Norwegów
Zamiast powtarzać brytyjską strategię wysyłania dziesiątek ludzi w szybowcach, latających z ciężką bronią i sprzętem (w tym rowerami!), Aby przemierzać zaśnieżone drogi, i dokonując bezpośredniego ataku na bramy fabryki, Norwegowie polegaliby na alternatywna strategia. Zeskoczyli ze spadochronem małą grupę doświadczonych narciarzy w pustynię otaczającą roślinę. Słabo uzbrojeni narciarze szybko jeździli na nartach do fabryki i zamiast ukrywania się zmuszali się wejść do pomieszczenia produkcji ciężkiej wody w celu zniszczenia jej materiałami wybuchowymi.
Przybyło sześciu norweskich żołnierzy, aby spotkać się z czterema innymi już na miejscu. (Czwórka wcześniej spadła na spadochronie kilka tygodni wcześniej, aby ustawić oświetlony pas startowy na jeziorze dla brytyjskich szybowców, które nigdy nie dotarły.) Na ziemi dołączył do nich norweski szpieg. Grupa 11-osobowa początkowo została spowolniona z powodu trudnych warunków pogodowych, ale gdy pogoda wreszcie się poprawiła, mężczyźni posuwali się szybko w kierunku celu przez zaśnieżoną okolicę.
Przejdź do strony Vemork (martin_vmorris, CC BY-SA) Roślina Vemork przylgnęła do stromego zbocza. Po przybyciu do wąwozu, który służył jako rodzaj fosy ochronnej, żołnierze zauważyli, że próba przekroczenia mocno strzeżonego mostu byłaby daremna. Więc pod osłoną ciemności zeszli na dno wąwozu, przekroczyli zamarznięty strumień i wspięli się po stromych skałach do rośliny, całkowicie omijając most. Niemcy myśleli, że wąwóz jest nieprzejezdny, więc nie bronili się przed takim podejściem.
Norwegowie mogli następnie przemknąć obok wartowników i znaleźć drogę do pomieszczenia produkcji ciężkiej wody, opierając się na mapach zakładu dostarczonych przez norweskich robotników oporu. Po wejściu do ciężkiego pokoju z wodą szybko ustawili materiały wybuchowe na czas i wyszli. Uciekli ze sceny w chaotycznym następstwie eksplozji. Żadne życie nie zostało stracone, a żadna ze stron nie oddała ani jednego strzału.
Poza rośliną mężczyźni wycofali się przez wąwóz, a następnie podzielili na małe grupy, które niezależnie biegły na wschód w kierunku bezpieczeństwa neutralnej Szwecji. W końcu każdy wrócił do norweskiej jednostki stacjonującej w Wielkiej Brytanii.
Niemcy mogli później odbudować swoją roślinę i wznowić produkcję ciężkiej wody. Kolejne naloty bombowców na alianckie zakłady nie były w stanie zatrzymać produkcji ze względu na ciężkie ściany zakładu. Ale szkody już zostały wyrządzone. Wysiłek niemieckiej bomby atomowej został spowolniony do tego stopnia, że nigdy nie zostanie ukończony na czas, aby wpłynąć na wynik wojny.
Dzisiaj niewiele słyszymy o ciężkiej wodzie. Nowoczesna technologia bomb nuklearnych obrała inne drogi. Ale kiedyś była to jedna z najrzadszych i najbardziej niebezpiecznych substancji na świecie, a odważni żołnierze - zarówno brytyjscy, jak i norwescy - odważnie walczyli o zaprzestanie produkcji.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Timothy J. Jorgensen, dyrektor programu dla absolwentów fizyki zdrowia i ochrony przed promieniowaniem oraz profesor nadzwyczajny medycyny radiacyjnej na Uniwersytecie Georgetown
