科學家尋找失敗的納粹原子彈項目中的鈾塊來源

據外媒New Atlas報道，一個研究小組正在使用最先進的測定技術來解開鈾塊的來源之謎，這些鈾塊在第二次世界大戰期間被作為納粹開發核武器的一部分。盟軍的曼哈頓計劃(Manhattan Project)的故事是眾所周知的，該項目於1942年開始實施，目的是在核技術競賽中擊敗德國，但公眾不太熟悉的是，德國的努力與之相比如何。

盟軍的努力是美國、英國和加拿大的資源整合，最好的科學家和工程師被派往特製的、在軍事紀律下運作的秘密設施，並得到盟國政府的全力支持。

由於德國在1939年4月就開始了它的原子彈工作，在實驗室里展示了原子裂變后不久，盟國認為他們落後了三年，並瘋狂地工作，在德國的版本被投到倫敦或華盛頓之前，創造他們自己的武器。

事實是，德國的努力遠沒有走上將原子彈裝入V2火箭的軌道。部分原因是，納粹的反猶太人大屠殺導致世界頂尖的物理學家逃離德國的勢力範圍，前往西方，而那些被留下的物理學家要麼被徵召入伍，要麼被派去從事第一批彈道導彈等項目。

因此，德國的項目沒有重點。該項目被分成幾個小組，主要從事理論上的原子彈工作，而更願意專註於開發一個原子發動機，並從一個部門換到另一個部門。他們取得的進展如此之少，以至於當關鍵科學家維爾納·海森堡（Werner Heisenberg）在被俘后被告知原子彈將被投放到日本時，他拒絕相信。

當德國在1945年淪陷時，英國和美國的特別小組在一些研究設施繳獲了大量的鈾塊。這些設施包括位於海格洛赫的一個名為 Leipzig-IV的德國實驗反應堆，該反應堆由大約650個約兩英寸（5厘米）寬的“鈾立方”組成，這些鈾立方體被被掛在浸沒在重水中的線纜上，其中的較輕的氫原子被氘同位素的重氫原子取代。

這些鈾立方體被認為會產生裂變反應，而水則充當緩衝器，減緩中子的速度，足以增加它們與鈾原子相互作用的機會。這並不奏效，因為後來的計算表明，至少還需要1000個鈾立方體，而且反應堆在氧氣積聚時被損壞，導致了爆炸和一次核事故。

戰後，許多這些鈾立方體被送往美國和英國，但在這個過程中，許多鈾立方體失去了蹤跡，在過去的75年裡，一些鈾立方體不時地出現在最不可能的地方，沒有任何出處表明它們來自哪裡或後來去了哪裡。

這些鈾立方體中的一個最終出現在華盛頓州里奇蘭的西北太平洋國家實驗室（PNNL）。它是如何到達那裡的是一個謎–甚至不能確定它實際上是失蹤的德國反應堆鈾立方體之一，或者它是否來自其他項目。為了找到答案，Jon Schwantes領導的一個團隊應用現代法醫技術來比較立方體，並找出它們與哪些研究小組有關。

PNNL立方體被認為是海格洛赫的海森堡立方體，但證據主要是傳聞。為了將事情建立在更科學的基礎上，團隊成員Brittany Robertson使用了一種叫做放射時間測定法的技術來收集一些事實。

放射時間測定法本質上與放射性碳定年法相同，後者被用來幫助確定考古發現的日期。當一個生物體活着時，它從周圍環境中吸收碳。其中一些碳是放射性同位素碳-14，它是由宇宙射線撞擊大氣層產生的，在引入工業污染和大氣層原子武器試驗之前，一直保持着或多或少的比例。

當生物體死亡時，碳-14以已知的速度衰變。通過測量碳-14與正常碳的比例，可以計算出例如埃及木乃伊的日期，其準確性令人驚訝。

當應用於反應堆鈾立方體時，可以發現類似的見解。由於這些鈾立方體最初是由幾乎純的鈾製成的，因此確定其製造時間是一個相對簡單的問題。此外，微量元素和它們的同位素也可以看出很多關於鈾立方體及其來源的信息，包括原始礦石的開採地點。後者很重要，因為這可以幫助確定PNNL立方體是來自海森堡研究小組，還是來自在Gottow運作的Kurt Diebner研究小組。

研究人員的另一部分工作是查看鈾立方體上的塗層，該塗層是在20世紀40年代為防止氧化而使用的。海森堡的研究小組使用的是氰化物塗層，但PNNL的立方體使用的是苯乙烯塗層，這與Diebner的一些立方體相同。這意味着這個鈾立方體可能來自 Diebner小組，也可能是後來從 Diebner小組轉移到海森堡小組的那些立方體之一。

根據該小組的說法，這項調查不僅僅具有歷史價值。在反應堆立方體上使用的相同技術也可應用於追蹤非法核材料的販運，這可能包括非法獲得的核反應堆燃料、可用於製造武器的材料、恐怖活動以及簡單的醫藥和工業中使用的放射性同位素的走私。