Werner Heisenberg och Hitlers atombomb

2000-02-03 13:47 Kaianders Sempler  

En serie lyckliga omständigheter gjorde att Nazityskland inte blev först med att utveckla kärnvapen

Det är en av de sista dagarna i april år 1945. Den tyske fysikern Werner Heisenberg är på flykt per cykel genom ett Sydtyskland i total upplösning.

Plötsligt stiger en SS-officer fram och blockerar hans väg. "Halt! Papiere! Vart är ni på väg?" ryter officeren. Heisenberg berättar att han är på väg hem till sin familj i byn Urfeldt vid Alpernas fot söder om München. Han har just lämnat sitt laboratorium i Hechingen där hans sista försök att få igång en kedjereaktion i en uranstapel misslyckats.

"Lögn, ni är desertör", ropar SS-mannen. "Och nu ska ni få se vad vi gör med sådana!" Så börjar han knäppa upp sitt pistolhölster.

Berättelsen om atombomben börjar med Lise Meitner, en österrikisk fysiker med judiskt ursprung. Hon hade flytt från det nazistiska Tyskland till Sverige i samband med Anschluss, annekteringen av Österrike 1938. I Kungälv fick hon ett brev från från sin tidigare chef Otto Hahn. Denne berättade att han bombarderat uranatomer med neutroner. Men det var något konstigt med experimentet. Resultaten stämde inte med teorin. Lise Meitner tolkade det så att uranatomerna klyvts på mitten, samtidigt som de avgett energi.

På kort tid spreds nyheten över forskarvärlden, och fysiker världen över kunde verifiera Hahns experiment. Det visade sig att uranatomerna också sände ut ett par nya neutroner när de klövs. Fick dessa neutroner i sin tur ge upphov till nya uranklyvningar skulle resultatet bli en kedjereaktion som frigjorde stora mängder energi. I USA försökte man hemlighålla detta faktum, men det visade sig att den franske fysikern Frederic Joliot redan kommit på samma sak och publicerat det hela i tidskriften Nature.

I USA, England, Frankrike, Tyskland och Japan var man nu helt på det klara med att det var teoretiskt möjligt att konstruera en "atombomb" med en sprängverkan vida större än något konventionellt sprängmedels.

Den danske fysikern Niels Bohr som sommaren 1939 befann sig i USA visade att det bara var uranisotopen U235 som kunde klyvas. Att separera ut den knappa procenten U235 ur naturligt uran var emellertid svårt och ytterst kostsamt. Bohr gjorde en uppskattning att man för att få fram några tiotal kilo klyvbart uran inom en femårsperiod skulle behöva ta hela USAs industrikapacitet i anspråk. Därför skulle det inte gå att bygga någon atombomb, sa Bohr. Ingen skulle ha råd.

Vidare funderingar visade dock att det också fanns en annan metod. Hade man bara tillräckligt mycket naturligt uran borde man kunna få igång en kedjereaktion trots att halten av U 235 var så låg. Men för det behövdes mycket uran, tiotals ton. Experiment hade visat att om en vanlig uranatom, U 238, tog upp en neutron genomgick den beta-sönderfall och förvandlades till ett nytt grundämne med atomnumret 93, neptunium. Neptunium var emellertid instabilt, det spottade ut en elektron och övergick till ytterligare ett nytt grundämne - plutonium. Och plutonium 239 var klyvbart, precis som U235. Det borde vara förhållandevis enkelt att på kemisk väg skilja ut det bildade plutoniet från uranet och använda det för att bygga en plutoniumbomb.

För att få igång en kedjereaktion i naturligt uran var man tvungen att bromsa ner neutronernas hastighet genom att låta dem studsa mot andra atomkärnor. Problemet var att de flesta atomslag sög upp neutronerna, vilket gjorde att de försvann ur processen. Det fanns dock två ämnen som lämpade sig, nämligen tungt vatten och absolut ren grafit.

När andra världskriget bröt ut visste alla aktörer att för att bygga en atombomb behövdes stora mängder uran, tungt vatten och ren grafit.

I Tyskland hade man betraktat kärnfysik som undermålig judisk fysik, men nu började man ångra bokbålen 1933. De flesta kärnfysiker hade under nazismens framväxt flytt till England eller USA. Kvar i Tyskland fanns egentligen bara en enda kärnfysiker av rang - Werner Heisenberg, mannen som tillsammans med Niels Bohr och Erwin Schrödinger hade byggt upp kvantfysiken och som formulerat den berömda osäkerhetsrelationen.

Heisenberg var tysk, men inte nazist. Tvärt om. Han hade några år tidigare hotats av arrestering av nazisterna, men räddats av sin professor på Kaiser Willhelm-intitutet i Berlin. Nu utsågs han till chef för det tyska atomprogrammet.

I september 1941 besökte Heisenberg sin gamle vän och lärare Niels Bohr i Köpenhamn. Exakt vad de talade om har aldrig blivit riktigt klarlagt. Heisenberg har i efterhand påstått att han kom till Bohr i syfte att försöka få till stånd ett avtal. Att man skulle stoppa all kärnforskning, åtminstone till kriget var över. En sorts internationell forskarstrejk i fredens namn, alltså. Bohr å sin sida hävdade att Heisenberg sagt att tyskarna hade för avsikt att bygga en atombomb, och att han ville ha Bohrs hjälp. Bohr blev upprörd och vägrade fortsätta samtalet. Så skildes de.

Detta mystiska möte är utgångspunkt för den engelske dramatikern Michael Frayns utmärkta pjäs "Copenhagen" som under det senaste året gjort succé världen över och som nyligen visades på Göteborgs Stadsteater.

Till lycka för eftervärlden gjorde nazisterna i sin ideologiska nit en rad misstag. Eftersom man inte litade på civila forskare satte man även upp en militär forskningsavdelning under en man vid namn Diebner. Därigenom splittrades de tyska resurserna. Trots att tyskarna 1940 lyckades konfiskera ett stort lager uranmalm i Belgien hade man inte tillräckligt mycket material för två projekt.

Tungt vatten fick man från Norge. Det var en biprodukt vid konstgödseltillverkningen i Hydros fabrik i Rjukan. De allierade var emellertid fullkomligt på det klara med det tunga vattnets betydelse, och i februari 1943 sprängdes fabriken av ett norskt-brittiskt sabotageteam, en spektakulär aktion som filmatiserats under titeln "Hjältarna från Telemarken" och med Kirk Douglas i huvudrollen.

Rent uran påminner kemiskt om kalium och natrium, det reagerar våldsamt med både syre och vatten, så det måste kapslas effektivt. Vid ett försök hade emellertid kapslingen runt en del uranbitar korroderat, och ren uranmetall kom i kontakt med det tunga vattnet med vätgasutveckling som följd. Reaktorn exploderade och förstördes fullkomligt.

Vintern 1944 stod Nazityskland inför totalt sammanbrott. Militärernas kärnforskning avvecklades, och Heisenberg fick äntligen förfoga över rikets samlade resurser av uran och tungt vatten. Hela rasket kördes ner till en vinkällare insprängd i ett berg i Thüringen, vilken omgående gjordes om till kärnkraftslaboratorium. Här byggde nu Heisenberg sin sista uranreaktor. Men inte heller nu fick han igång någon kedjereaktion. Det fattades fortfarande både uran och tungt vatten. Efter ett sista försök i april 1945 övergav Heisenberg sitt laboratorium och flydde per cykel.

Om detta och mycket annat kan man läsa i "Damokles svärd", del två i Bo Lindells historik över strålningens och strålskyddets historia.
Atlantis förlag. 560 sidor. Cirkapris 300 kronor.

_____________________________________________________
PS: Heisenberg tillfångatogs senare av de allierade. Han berättade att han överlevde mötet med SS-officeren genom att erbjuda denne ett paket amerikanska cigarretter av märket Lucky Strike. Så kan det gå.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt