Khối urani hình hộp, mỗi cạnh dài gần 5cm. Ảnh: Physics Today
Khối urani hình hộp được gửi tới Giáo sư Koeth kèm theo lời nhắn: “Được lấy từ Đức, từ lò phản ứng hạt nhân mà Hitler tìm cách xây dựng. Món quà của Ninninger”. Giáo sư vô cùng ngạc nhiên và thích thú.
“Tôi lập tức hiểu ra thứ đó là gì”, Giáo sư Koeth, vốn là một nhà sưu tập các hiện vật hạt nhân, nói về khối vật chất bí ẩn sẫm màu. Nhưng trước hết, ông cần xác thực nguồn gốc của khối urani để xem nó có thực sự lấy từ dự án lò phản ứng hạt nhân bất thành của Hitler năm xưa hay không.
Giáo sư Koeth lập nhóm nghiên cứu cùng với sinh viên bảo vệ luận án tiến sĩ Miriam Hiebert nhằm kiểm chứng nguồn gốc khối vật chất lạ. Trong nghiên cứu của mình, Giáo sư và Hieber đã phát hiện ra những kết luận kinh ngạc rằng nước Đức có thể đã thực sự tạo ra được một lò phản ứng hạt nhân trong Chiến tranh thế giới thứ hai cho dù việc hoàn tất nhiệm vụ của các đội nghiên cứu riêng rẽ đã ảnh hưởng tới thành công của chương trình. Những phát hiện này đã được ông và cộng sự trình bày trên ấn phẩm tháng 5/2019 của tạp chí Physics Today.
Theo nghiên cứu của Giáo sư Koeth, trong giai đoạn cuối của Thế chiến thứ II, các nhà khoa học Đức Quốc xã đã tìm cách xây dựng một lò phản ứng hạt nhân mang mật danh B-VIII ở Berlin, sau đó được chuyển tới thị trấn nhỏ Haigerloch để tiếp tục hoàn tất.
Phòng thí nghiệm của Đức Quốc xã khá nhỏ bé, nằm bên dưới một nhà thờ ở thị trấn Haigerloch, vốn là một hầm bia và khoai tây được cải tạo. Ngày nay, di tích của cơ sở dưới lòng đất này được gọi là Bảo tàng Atomkeller, hằng ngày mở cửa đón khách tham quan.
Hàng trăm khối urani được kết thành chùm. Ảnh: Physics Today
Có tới 664 khối urani hình hộp, mỗi khối có cạnh dài 5cm, giống như khối được gửi cho Giáo sư Koeth, và tất cả được treo lại với nhau như chiếc đèn chùm. Những khối urani này được đặt ở lõi của lò phản ứng B-VIII, bên ngoài là lớp vỏ than chì bọc kim loại. Lớp vỏ này về sau được xác định là nằm bên trong một bể nước lớn bằng bê tông.
Ở trung tâm của mạng lưới khối urani hình hộp là một nguồn phóng xạ neutron. Khi hạt neutron bắn phá các nguyên tử urani-235 trong khối hộp, các nguyên tử sẽ phân tách, phóng ra năng lượng khổng lồ và lượng neutron nhiều gấp ba lần.
Lượng neutron mới sản sinh ra rất lớn này sau đó sẽ phân tách và tiếp tục bắn phá thêm nhiều nguyên tử urani, cứ thế tạo ra một phản ứng dây chuyền. Phản ứng hạt nhân này tạo ra năng lượng lớn gấp nhiều triệu lần bất cứ phản ứng hoá học nào khác. Năng lượng từ chuỗi phản ứng hạt nhân có thể được sử dụng để biến nước thành hơi, làm chạy turbin và sản xuất ra điện.
“Thí nghiệm này là nỗ lực cuối cùng của Đức Quốc xã nhằm chế tạo một lò phản ứng hạt nhân. Nhưng không có đủ urani ở lõi để họ đạt được mục tiêu đó”, Giáo sư Koeth cho biết, “Để đạt được mức độ tập trung urani cần thiết cho một lò phản ứng hạt nhân, Đức cần thêm khoảng một nửa số khối urani như thế”.
Cơ sở hạt nhân của Đức Quốc xã ở Haigerloch nay biến thành Bảo tàng. Ảnh: Wikimedia Commons
Mặc dù có tới 664 khối urani đã được tập trung tại Haigerloch, các nhà nghiên cứu rất ngạc nhiên khi phát hiện khoảng 400 khối urani hình hộp khác vào thời điểm đó cũng được đưa tới Đức và thuộc sở hữu của tổ chức nghiên cứu Gottow. Họ cho rằng nếu được tập kết và quản lý bởi cùng một nơi, các nhà khoa học Đức có thể đã có đủ urani để khiến lò phản ứng ở Haigerloch hoạt động.
“Nếu người Đức tập hợp được nguồn lực của mình, thay vì chúng được chia giữ bởi các đối thủ nghiên cứu khác nhau, họ có thể đã chế tạo được một lò phản ứng hạt nhân hoạt động rồi”, cô Hiebert nói.
“Chương trình hạt nhân của Đức bị chia rẽ và cạnh tranh mặc dù đều dưới quyền Tướng Leslie Groves, trong khi Dự án Manhattan của người Mỹ có sự tập trung và hợp tác”, cô Hiebert nói. Tuy vậy, vẫn còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng tới thành công của chương trình. “Ngay cả nếu 400 khối urani kia được đưa tới Haigerloch để sử dụng trong thí nghiệm phản ứng hạt nhân, các nhà khoa học Đức vẫn cần thêm nước nặng để khiến lò phản ứng hoạt động”, Giáo sư Koeth cho hay.
Quân Đồng minh đã cho nổ tung cơ sở sản xuất nước nặng của Đức Quốc xã bên trong Nhà máy thuỷ điện Vemork ở Telemark, Na Uy vào năm 1943. Tiếp đó, các lực lượng kháng chiến Na Uy đã đánh đắm con tàu chở toàn bộ nước nặng dự trữ còn lại khi đang được đưa về Đức.
Nhà khoa học làm việc trong dự án hạt nhân của Hitler, Werner Heisenberg. Ảnh: Getty Images
“Là nơi khai sinh ra các nhà vật lý hạt nhân và có gần 2 năm khởi động trước người Mỹ, nguy cơ về một nước Đức hạt nhân vào cuối chiến tranh khi đó đã sắp thành hiện thực”, Giáo sư Koethe nói.
Trong số các nhà khoa học Đức từng làm việc trong dự án hạt nhân của Hitler có Werner Heisenberg, một nhà vật lý lý thuyết từng nổi tiếng với phát triển trường cơ học điện tử. Lực lượng Đồng minh đã bắt sống được Heisenberg vào năm 1945, trong khi lò phản ứng bị quân đội Mỹ dỡ bỏ. 664 khối urani được vận chuyển tới một địa điểm bí mật tại Mỹ. Về số phận của 400 khối urani ở Đức, chúng được cho là bị tẩu tán ra chợ đen sau chiến tranh và đa số đã mất tích.
Cái tên Nininger ghi trong mẩu giấy kèm theo khối urani gửi Giáo sư Koeth là chỉ Robert Nininger, một chuyên gia làm việc cho Dự án Manhattan nhằm phát triển quả bom nguyên tử đầu tiên cho nước Mỹ. Theo vợ goá của ông Nininger, nhà khoa học quá cố đã từng sở hữu một mẩu urani trước khi trao lại cho một người bạn. “Mặc những gì đã biết về khối urani, chúng tôi vẫn không có câu trả lời làm thế nào nó đã đến được Maryland 70 năm sau khi bị quân Đồng minh lấy đi từ miền nam nước Đức”, cô Miriam Hiebert nói.
Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã xác định được vị trí của 10 khối urani khác, một trong số đó hoá ra đang được Đại học Harvard lưu giữ, trong khi một khối khác đặt tại Viện Smithsonia ở Washington, D.C.
Khối urani của Đức Quốc xã được lưu giữ tại trường Đại học Harvard. Ảnh: Physics Today
Giáo sư Koeth đã lên kế hoạch cho một viện bảo tàng mượn khối urani của ông để trưng bày, trong khi ông và đối tác nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm số urani thất lạc. “Chúng tôi hy vọng nói cho càng nhiều người biết càng tốt, để nếu ai đó có biết về những khối urani này, thì hãy liên lạc với các nhà nghiên cứu”, ông kêu gọi.
