terug in 2013, Timoteüs Koet, een universitair hoofddocent onderzoek aan de Universiteit van Maryland, kreeg een nogal bijzonder verjaardagscadeau:een klein stoffen lunchzakje met daarin een klein voorwerp gewikkeld in bruine papieren handdoeken. Terwijl Koeth de lagen afpelde, zijn ogen werden groot van verbazing. Hij vroeg meteen "Waar heb je dat gehaald?"

Binnen vond hij een zware metalen kubus en een verfrommeld bericht, een provocerende noot gewikkeld rond een steen die door het raam van de geschiedenis naar beneden kwam vallen. Het leest, "Genomen uit Duitsland, van de kernreactor die Hitler probeerde te bouwen. Geschenk van Ninninger."

Koeths vriend grijnsde, raapte het blok uraniummetaal van 5 pond op en gaf het aan hem. Hoewel bescheiden van formaat, de kubus was zwaar, dicht en doordrenkt van verloren geschiedenis. Koeth accepteerde de kubus en het briefje als een uitnodiging voor het avontuur van je leven.

In het mei 2019 nummer van Natuurkunde vandaag , Koeth en Miriam Hiebert, een promovendus die met hem aan dit project werkt aan de A. James Clark School of Engineering van de UMD, beschrijven wat ze hebben ontdekt tijdens het verkennen van de Duitse zoektocht en het falen om een ​​werkende kernreactor te bouwen tijdens de Tweede Wereldoorlog.

Uranium is zwak radioactief, en deze specifieke kubus meet ongeveer 2 inch aan elke kant. "Het is verrassend zwaar, gezien zijn grootte, en het is altijd leuk om de reactie van mensen te zien als ze het voor het eerst oppakken, ' zei Hiebert.

Een kroonluchter van nucleaire elementen

Deze kubus vertegenwoordigt een van de 664 uraniummetaalcomponenten die aan elkaar waren geregen in een vorm die doet denken aan een kroonluchter om de kern te vormen van een kernreactorexperiment dat een team van Duitse wetenschappers probeerde te bouwen tegen het einde van de Tweede Wereldoorlog. waaronder Werner Heisenberg - een theoretisch fysicus en een van de belangrijkste visionairs van de kwantummechanica. De kroonluchter werd ondergedompeld in zwaar water om de snelheid van splijting te regelen.

Het experimentele laboratorium van de Duitsers was klein en bevond zich ondergronds in de stad Haigerloch - het is nu het Atomkeller Museum, die het publiek kan bezoeken. "Dit experiment was hun laatste en meest nabije poging om een ​​zelfvoorzienende kernreactor te creëren, maar er was niet genoeg uranium aanwezig in de kern om dit doel te bereiken, ' zei Koet.

Een van de meest verrassende dingen die Koeth en Hiebert tot nu toe hebben ontdekt, is dat hoewel de 664 uraniumkubussen in Haigerloch niet genoeg waren om een ​​zelfvoorzienende reactor te bouwen, op dat moment bevonden zich in Duitsland nog eens 400 kubussen.

"Als de Duitsers hun middelen hadden gebundeld, in plaats van ze gescheiden te houden, rivaliserende experimenten, ze hebben misschien een werkende kernreactor kunnen bouwen, " zei Hiebert. "Dit benadrukt misschien wel het grootste verschil tussen de Duitse en Amerikaanse nucleaire onderzoeksprogramma's. Het Duitse programma was verdeeld en competitief; terwijl, onder leiding van generaal Leslie Groves, het Amerikaanse Manhattan Project was gecentraliseerd en collaboratief."

Hoe dichtbij kwamen de Duitsers?

Hoe dicht kwamen de Duitsers bij een werkende kernreactor? Dit is moeilijk te beantwoorden, maar "er is berekend dat het reactorexperiment in Haigerloch ongeveer 50% meer uranium nodig zou hebben om te draaien, " zei Koeth. "Zelfs als de 400 extra kubussen naar Haigerloch waren gebracht om in dat reactorexperiment te gebruiken, de Duitse wetenschappers zouden nog meer zwaar water nodig hebben gehad om de reactor te laten werken. Ondanks dat het de bakermat is van de kernfysica en bijna twee jaar voorsprong heeft op Amerikaanse inspanningen, er was geen onmiddellijke dreiging van een nucleair Duitsland tegen het einde van de oorlog."

Een ander belangrijk aspect van het werk van Koeth en Hiebert is een poging om de kubussen op te sporen die zijn teruggevonden in Haigerloch en die uiteindelijk naar de VS zijn verscheept. Hiebert legde uit. "We weten niet hoeveel er zijn uitgedeeld of wat er met de rest is gebeurd, maar er zijn waarschijnlijk meer kubussen verstopt in kelders en kantoren in het hele land, en we willen ze graag vinden!"

Veel vragen blijven onbeantwoord, en de belangrijkste daarvan zijn:Hoeveel van deze kubussen bestaan ​​er nog, en wat is er met hen gebeurd?

"We hopen zoveel mogelijk mensen te spreken die contact hebben gehad met deze kubussen, "zei Hiebert. "Hoeveel we ook hebben geleerd over onze kubus en anderen die het leuk vinden, we hebben nog steeds geen antwoord over hoe het precies in Maryland is beland, 70 jaar nadat het door geallieerde troepen in Zuid-Duitsland was gevangengenomen."

Koeth en Hiebert proberen ook meer te weten te komen over het lot van de andere 400 kubussen die na de oorlog op de zwarte markt in Europa zijn beland.

Veel vragen blijven onbeantwoord, en de belangrijkste daarvan zijn:Hoeveel van deze kubussen bestaan ​​er nog, en wat is er met hen gebeurd? Natuurkunde vandaag hielp een paar op te sporen; lees meer op https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.4.20190501a/full/.

Het artikel, "De reis van een uraniumkubus volgen, " door Timothy Koeth en Miriam Hiebert, verschijnt in de uitgave van mei 2019 van Natuurkunde vandaag .