摧毁纳粹核武计划:美媒刊文纪念二战冈赛塞德行动75周年

2018-02-27 16:24 科技日报

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图为德军在其占领的挪威Vemork化工厂生产重水,该工厂临峭壁而建,易守难攻。(拖拽图片可查看大图)

■二战冈赛塞德行动75周年纪念日来临之际,美国科普杂志《科学美国人(Scientific American)》发文——《重水设施被炸毁了纳粹核计划》

(科技日报北京2月26日电) 挪威皇家陆军上校雷夫·特隆斯塔德把自杀胶囊交给6名士兵:“我不能告诉你们,为什么这项任务如此重要,但如果你们成功了,它将在挪威的记忆中长存100年。”2月28日,是冈赛塞德(Operation Gunnerside)行动75周年纪念日。挪威乃至世界对这一成功的使命记忆犹新。

电影、书籍和电视节目中,对纳粹占领的挪威泰勒马克县Vemork化工厂实施的冬季摧毁行动,是二战中最富戏剧性和最具重要意义的军事任务之一。它让德国的核科学家落后了几个月,这给了美国制造出第一颗原子弹的机会,并最终扭转了战争局面。如果德国人早几个月发明原子弹,欧洲战争的结果或许会完全不同。但可能正是Vemork化工厂被毁造成的数月挫折,阻止了德国预想的胜利。

■稀缺的重水:纳粹原子弹的软肋

特隆斯塔德上校二战前本身就是化学教授。他当时告诉士兵,Vemork化工厂制造了“重水”,这是德国人研究武器的重要组成部分。除此之外,他们对原子弹或重水如何使用一无所知。

今天,许多人对原子弹有了基本的了解——其巨大能量源自原子分裂,但很少有人知道,重水是什么或者它在分裂这些原子中的作用,更少人知道为什么德国科学家需要它,而美国科学家却不用。

重水(Deuterium oxide)是由氘和氧组成的化合物,分子式D2O。相对分子质量20.0275,比水(H2O)的相对分子质量18.0153高出约11%,因此叫做重水。正常氢原子的原子核有一个称为质子的亚原子粒子,但重水中氢原子的原子核既有质子又有中子,中子的重量与质子相同。含有重氢原子的水分子在自然界中极为罕见,因此德国人不得不人为生产出所需的重水。

重水和普通水的行为非常相似,如果重水突然从水龙头中冒出来,我们不会在烹饪、饮用或淋浴时发现任何差异;但当把其放入普通饮用水中,重水会沉积下去,因为其密度比普通水大。这些差异是微妙的,但重水能干的事,有些是普通水无法做到的。

比如,当原子分裂释放的快中子通过重水时,与重水分子的相互作用导致这些中子速度变慢,这一点很重要,因为缓慢移动的中子在分裂浓缩铀原子过程中,比快中子更有效率,因此,需要较少的铀就能达到临界质量,也就是说,借助重水,用临界质量的少量铀,就可以开启快速、连续地分裂原子的自发连锁反应,由此释放了炸弹的爆炸能量。德国人需要重水,是因为他们制造原子弹的战略中,绝对少不了它。

责任编辑:鲁路(QM0002)  作者:房琳琳

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