Вручив им капсулы-самоубийцы, полковник норвежской королевской армии Лейф Тронстад сообщил своим солдатам: «Я не могу сказать вам, почему эта миссия так важна, но если вы добьетесь успеха, она будет жить в памяти Норвегии в течение ста лет».
Тем не менее, эти коммандос знали, что более ранняя попытка британской армии выполнить ту же миссию полностью провалилась. Два планера, перевозившие мужчин, оба разбились, когда направлялись к своей цели. Оставшиеся в живых были быстро захвачены немецкими солдатами, подвергнуты пыткам и казнены. Если их поймают подобным образом, эти норвежцы могут ожидать той же участи, что и их британские коллеги, отсюда и таблетки для самоубийств.
28 февраля исполняется 75 лет со дня проведения операции Gunnerside, и, хотя прошло еще не 100 лет, память об этой успешной норвежской миссии остается сильной как в Норвегии, так и за ее пределами. Зимний саботаж химического завода в Веморке в округе Телемарк оккупированной нацистами Норвегии, увековеченный в фильмах, книгах и телевизионных мини-сериалах, был одной из самых драматических и важных военных миссий Второй мировой войны. Это поставило немецких ученых-ядерщиков на месяцы позади и позволило Соединенным Штатам обогнать немцев в стремлении создать первую атомную бомбу.
В то время как люди склонны связывать усилия США по атомной бомбе с войной в Тихом океане, Манхэттенский проект - американская программа по производству атомной бомбы - был фактически предпринят в ответ на подозрения союзников в том, что немцы активно преследуют такую оружие. И все же боевые действия в Европе закончились до того, как у любой из сторон была работающая атомная бомба. Фактически, репетиция «Троицы» - первого в Америке детонационного испытания атомной бомбы - была проведена 7 мая 1945 года, в тот самый день, когда капитулировала Германия.
Таким образом, атомная бомба США прибыла на несколько недель позже, чтобы ее можно было использовать против Германии. Тем не менее, если бы немцы разработали собственную бомбу всего несколькими месяцами ранее, исход войны в Европе мог бы быть совершенно иным. Месяцы неудач, вызванных саботажем норвежцами Веморского химического завода, вполне могли помешать победе Германии.
Цель норвежских диверсантов (Жак Брун, CC BY) Нацистская бомба опиралась на тяжелую воду
То, что полковник Тронстад, сам довоенный профессор химии, смог сказать своим людям, это то, что Веморский химический завод производил «тяжелую воду», важный ингредиент для исследования оружия немцами. Кроме того, норвежские войска ничего не знали об атомных бомбах или о том, как использовалась тяжелая вода. Даже сегодня, когда многие люди имеют хотя бы элементарное понимание атомных бомб и знают, что источником их огромной энергии является расщепление атомов, мало кто имеет представление о том, что такое тяжелая вода или ее роль в расщеплении этих атомов. Еще меньше знают, зачем это нужно немецким атомщикам, а американцам - нет.
Нормальный водород, слева, имеет только протон; дейтерий, тяжелая форма водорода, справа, имеет протон и нейтрон. (Николай Коман, CC BY-SA) «Тяжелая вода» - это просто вода с молекулярной массой 20, а не с нормальными 18 атомными единицами массы, или аму. Это тяжелее, чем обычно, потому что каждый из двух атомов водорода в тяжелой H2O весит два, а не один amu. (Один атом кислорода в H2O весит 16 amu.) В то время как ядро нормального атома водорода имеет одну субатомную частицу, называемую протоном, в ядрах атомов водорода в тяжелой воде есть как протон, так и нейтрон - другой тип субатомных частиц. частица, которая весит столько же, сколько протон. Молекулы воды с тяжелыми атомами водорода крайне редки по своей природе (менее чем одна из миллиарда природных молекул воды является тяжелой), поэтому немцам пришлось искусственно производить всю тяжелую воду, в которой они нуждались.
С точки зрения их химии, тяжелая вода и обычная вода ведут себя очень схожим образом, и вы не обнаружите никаких различий в вашей собственной кухне, питье или купание, если бы тяжелая вода внезапно начала выходить из вашего крана. Но вы заметили бы, что кубики льда, сделанные из тяжелой воды, тонут, а не плавают, когда вы помещаете их в стакан с обычной питьевой водой из-за их повышенной плотности.
Эти различия тонкие, но есть что-то, что делает тяжелая вода, чего не может нормальная вода. Когда быстрые нейтроны, выделяющиеся при расщеплении атомов (то есть при делении ядер), проходят через тяжелую воду, взаимодействия с молекулами тяжелой воды вызывают замедление или замедление этих нейтронов. Это важно, потому что медленно движущиеся нейтроны более эффективны при расщеплении атомов урана, чем быстро движущиеся нейтроны. Поскольку нейтроны, проходящие через атомы тяжелой воды более эффективно, для достижения критической массы необходимо меньше урана; это минимальное количество урана, необходимое для начала спонтанной цепной реакции расщепления атомов в быстрой последовательности. Именно эта цепная реакция внутри критической массы высвобождает взрывную энергию бомбы. Вот почему немцам нужна тяжелая вода; их стратегия производства атомного взрыва зависела от этого.
Американские ученые, напротив, выбрали другой подход для достижения критической массы. Как я объясняю в своей книге «Странное свечение: история радиации», в работе по атомной бомбе в США использовался обогащенный уран - уран с повышенной концентрацией легко расщепляющегося урана-235, в то время как немцы использовали необогащенный уран. И американцы решили замедлить нейтроны, испускаемые из обогащенного урана, с помощью более легкодоступного графита, чем тяжелой воды. У каждого подхода были свои технологические компромиссы, но подход США не основывался на необходимости синтезировать крайне дефицитную тяжелую воду. Его редкость сделала тяжелую воду ахиллесовой пятой немецкой программы ядерных бомб.
Скрытный подход норвежцев
Вместо того, чтобы повторять британскую стратегию посылать десятки людей на планерах, летать с тяжелым оружием и техникой (включая велосипеды!), Чтобы пересечь заснеженные дороги, и совершать прямой штурм у передних ворот завода, норвежцы будут полагаться на альтернативная стратегия. Они спрыгнули с парашютом небольшой группы опытных лыжников в пустыню, которая окружала завод. Слегка вооруженные лыжники тогда быстро доберутся до станции и будут использовать хитрость, а не силу, чтобы проникнуть в помещение для производства тяжелой воды, чтобы уничтожить его взрывчаткой.
Шесть норвежских солдат были приглашены, чтобы встретиться с четырьмя другими, уже находящимися на месте. (Эти четыре человека прыгнули с парашютом несколькими неделями ранее, чтобы установить освещенную взлетно-посадочную полосу на озере для британских планеров, которые так и не прибыли.) На земле к ним присоединился норвежский шпион. Группа из 11 человек первоначально была замедлена из-за суровых погодных условий, но как только погода наконец прояснилась, люди быстро продвинулись к цели через заснеженную сельскую местность.
Мост в Веморк (martin_vmorris, CC BY-SA) Веморский завод цеплялся за крутой склон холма. Прибыв в ущелье, которое служило своеобразным защитным рвом, солдаты увидели, что попытка пересечь сильно охраняемый мост будет бесполезной. Таким образом, под покровом темноты они спустились на дно ущелья, пересекли замерзший ручей и взобрались на крутые скалы к растению, полностью минуя мост. Немцы считали ущелье непроходимым, поэтому не защитились от такого подхода.
Затем норвежцы смогли прокрасться мимо часовых и добраться до помещения по производству тяжелой воды, опираясь на карты завода, предоставленные норвежскими рабочими сопротивления. Войдя в комнату с тяжелой водой, они быстро установили свои взрывчатые вещества и ушли. Они скрылись с места происшествия во время хаотических последствий взрыва. Ни одна жизнь не была потеряна, и ни одна из сторон не сделала ни одного выстрела.
За пределами завода мужчины отступили через овраг, а затем разделились на небольшие группы, которые независимо катались на восток к безопасности нейтральной Швеции. В конце концов, каждый вернулся в свое норвежское подразделение, расположенное в Великобритании.
Позже немцы смогли восстановить свой завод и возобновить производство тяжелой воды. Последующие налеты бомбардировщиков союзников на заводе не были эффективными в остановке производства из-за тяжелых стен завода. Но ущерб уже был нанесен. Усилия немецкой атомной бомбы были замедлены до такой степени, что она никогда не будет закончена вовремя, чтобы повлиять на исход войны.
Сегодня мы мало слышим о тяжелой воде. Современная технология ядерной бомбы пошла другими путями. Но когда-то это было одно из самых редких и опасных веществ в мире, и отважные солдаты - как британские, так и норвежские - мужественно сражались, чтобы остановить его производство.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Тимоти Дж. Йоргенсен, директор программы по физике и радиационной защите здоровья и доцент радиационной медицины, Джорджтаунский университет
