歷史長河奔騰不息,春秋轉逝日夜相繼。
希特勒從未感到過如此自豪,哪怕的德意志軍隊高唱着軍歌穿過法國凱旋門都並未讓他如此豪邁過,而就在今天,他感覺自己的人生彷彿又踏上了一條嶄新的旅程。
1944年11月初,在德國軍需和戰爭部長艾伯特,斯皮爾與德國衛戍司令奧貝斯特,伊里奇,費羅姆兩人的推動下,希特勒最終同意了大規模投入核物理研究計劃,以達到實現製造原子彈的宏偉目標的龐大科研計劃隨後不久便正式啓動,擔負總負責人的是德國空軍元帥戈林,在他的號召下德國陸軍和海軍也給予了相當程度的重視,從那時候起,德國的核物理研究工作,便不再僅僅是科學家們按照科研興趣而從事的事情,已經上升到了法西斯德國最高的核心機密。
如此以來,便不難得知一個明確而又清晰的事實,那就是在德軍三軍以及最高領袖都意識到原子彈厲害之處並將核物理研究列爲最高機密之前,德國國內和西方其他國家一樣,也是有許多科學家在從事零零散散卻毫不集中的核研究工作的,因而可以將他們在希特勒正式批准德意志核物理研究計劃委員會成立之前的研究,看成是先期研究,而從事這些先期研究的科學家,都屬於一個無政府背景的組織“鈉俱樂部”。
早在1938年的聖誕節前夕,在位於德國柏林達勒姆的威廉皇帝化學研究所,奧托,哈恩教授以及他的助手斯特拉斯曼成功用中子轟擊了第92號元素鈉,原本希望在產物中得到他們想要的放射性元素鏡,但令他們吃驚的是他們竟然發現鈉核在大批中子轟擊碰撞過程中碎裂了,他們將這種一分爲二的現象稱之爲“裂變”。
哈恩迫不及待的將這一新發現寫信告知了一向堅定相信原子核穩定,且是世界上最出色放射化學家之一的邁特納,難以相信的邁特納與他的外甥奧托,弗裡施在討論中引用了尼爾斯,玻爾的液滴模型進行解釋,他們認爲一個作爲“液滴”的鈉核穩定性不高,在被中子轟擊之時一旦成功俘獲一箇中子便能一分爲二,並且釋放出能量和粒子。
經過深入的討論,兩人從理論上認爲分裂後的原子會較之前輕一些,在分裂過程中還將有一部分能量生成而這個轉化量將會是極爲可觀的,比任何火藥的迅猛爆炸都還要釋放得兇猛異常破壞力驚人。
於是乎,奧托,哈恩教授以及他的助手斯特拉斯曼的研究成果很快傳遍了整個世界,頓時就引起了物理界的震動,再有後來著名的《自然》雜誌刊登了居里的核裂變現象研究報告充當佐證全世界都頓時相信這種現象是存在而且可以利用的核物理科學家們夢寐以求的核能量應用似乎已經指日可待,因而西方各國的物理學家大多都向本國政府進言,希望得到政府和軍方的支助以便發現核裂變在軍事上的潛在利用價值,而這其中,尤其是德國的物理學家們最爲積極,他們屢屢向第三帝國教育部進言,不過他們也像其他國家的科學家們一樣,政府和軍隊都並不相信這種天荒夜談般的說法可內心深處卻又難以拒絕毀滅力量所帶來的誘惑,因而多多少少都撥付了一些科研資金來填飽這些欲罷不能的科學家們。
德國的軍方算是比較早介入核物理研究的政府部門,一開始德國陸軍軍械局一直將注意力重點放在覈裂變的可行性上,而與此同時,來自德國柏林奧爾公司的研究室主任尼姑勞里爾開始嘗試鈉分離而恰恰也是從那時候起,第三帝國教育部旗下有了由衆多科學家所構成的“鈉俱樂部”在從事核物理研究,而德國陸軍軍械局也有一個研究小
組。
毫無疑問,由大量科學家構成的“鈉俱樂部”研究進度和成果是最爲豐碩的。
羅,哈特克和瓦爾特,博特兩人是德國物理技術學會放射能實驗室的頂尖科學家,前者還曾在英國劍橋與歐內斯特盧瑟福、馬奧利芬特一起工作,共同發現了重氧元素氚而後來軍械局開始領導“鈉俱樂部”研究工作之時,兩位科學家第一件事就是分析德國國外情報局提供的其他國家核物理研究進展,其中英國是一個重點。
而與此同時,作爲第三帝國第一的科學研究單位的威廉皇帝物理研究所雖然擁有整個第三帝國最先進的實驗條件和設備,但在德國陸軍軍械局強力干涉核物理研究以來卻始終相當於在幹零活,根本沒有一個統一而又高效的組織來領導全德國的核物理研究工作,分佈在德國各地的舊個科研機構共計一百餘名科學家竟然是在“各自爲政”般的蠻幹,彼此之間缺乏應有的交流與合作,重複性研究的事情更是屢見不鮮。
最具有代表性的莫過於當時還是德國鈉研究事業核心所在的萊比錫大學,他擁有三個隸屬於“鈉俱樂部”的研究機構,海森伯格和羅伯德佩爾一直單獨進行試驗性反應堆開發工作,而生理化學家卡爾弗里德里希在重點研究重水,實驗物理學家格哈德霍夫曼又在忙於迴旋加速器的建造研究。
毫無疑問,一臺成熟使用的迴旋加凍器具備相當之大的研窮意義,因爲粒子被加速到具備核物理學意義上可應用的能量,在迴旋加速器內通過磁場加力而快速〖運〗動,並在每一圈的循環中獲得能量增殖,在達到最終的能量值後,粒子便會射向一個測量再覘標板的有效橫截面,在與構成覘標板的原材料的碰撞過程中觸發核反應的發生,而觀測者測量到的反應產物、射線、核碎片等等都很有利於核研究。
然而,同在一所大學的這三個科研機構之間都是一昏“老死不相往來”的態勢,更別說交流一下彼此的研究進展和所遭遇到的困難,團結與協作無疑會促使研究進展以更快速度前進”但當時的“鈉俱樂部”
卻像是一個〖自〗由散漫的菜市場。
而與之成爲鮮明對比的是,由瓦爾特多恩貝格爾和韋恩赫扒布勞恩領導的德國火箭專家纖究羣體,他們雖然同樣還暫時未被軍隊看重並投入重金進行研究,但他們卻相當團結一致,彼此樂於交流與協作。
1939年,在德國陸軍軍械局的鈉俱樂部第二次全體會議上,維爾納,
海森伯格將關於反應堆建造構想的問題以報告形式呈送給軍械局,海森伯格已經對於在與不同種類緩釋材料混合狀態下使反應堆投入運行所需氧化鈉確定數量值問題進行了計算,在報告中他提出對於同位素鈉235
的濃縮”需要建造鈉反應堆的可靠方法。
而在獲取能量的問題上,如果即天然鈉能夠與一種可使快中子慢化而又不會過多吸收這些中子的、即起到這種緩釋作用的其他物質混合,那麼天然鈉也同樣是可適用的,這種具有非常小原子量並能起到慢化緩釋作用的物質將是必不可少的,水是絕對不可能作爲減速劑的”他給出的建議是使用重水或純淨的碳。
海森伯格的研究進展讓所有科學家都眼前一亮”因爲這就意味着需要生產重水、需要提純鈉還等等,至少在海森伯格看來對試驗性反應堆之後更進一步的工作安排中,建造一座使用氧化鈉和重水的層式反應堆變得必不可少。
柏林戈托夫,隸屬於陸軍軍械局的核物理研究部門的一個科研單位由舒曼直接領導的試驗站,庫爾迪布納領導的原子物理學研究部和瓦爾特特林克斯負責的爆炸物理學空心裝藥研究部是核心機構,先後接納了物理學家弗里德里希,貝爾凱、維爾納,楚留斯、瓦爾特,赫爾曼、
恩斯特雷克塞爾、漢韋斯特邁爾等等德國頂尖的科學家。
而德國海軍總司令部也有介入核物理研究,他們被核能運用在水面和水下艦艇可使得戰艦具備理論上的無限巡航能力所誘惑,因而他們一開始也有支助核物理研究”並且重在支持核反應堆的研究,卡爾,威策爾海軍上將便是德國海軍“鈉項目”研究的支持和管理者,身爲海軍軍械局局長的他,一直夢想着有朝一日,德意志第三帝國海軍的戰艦都是以核能爲驅動力的。
當然”威策爾曾與陸軍軍械局局長埃米爾萊布上將進行過陸海軍共同研究核物理事宜的磋商,當時由穆特哈塞領導的海軍核物理研究小
組還隸屬於海軍軍械局管理,而且在海軍的支持下,實驗和爆炸物理學家利用位於寧霍夫的化學,物理研究測試站開展研究工作,海軍的重視也吸引了一些著名的科學家加入,帕斯考爾,約爾丹、弗里德里希,格奧爾格,豪特曼斯和奧插哈克塞爾等都紛紛加入”名氣最大的帕斯考爾約爾丹早在哥廷根大學時期就與他的導師馬克玻恩推動了海森伯格“矩陣力學”的發展,在羅斯托克大學在量子力學、量子電氣力學和宇宙哲學等方面造詣喜人。
陸軍和海軍都如此重視核物理研究,那麼當時作爲德國工業翹楚的大型企業,也曾有過在原子物理學一展拳腳的野心。
德國西門子集團第二研究實驗室建立了一個“氣體放電、電子及原子物理學研究中心”的招牌”卡爾,弗里德里希、馮西門子以及諾貝爾獎獲得者古斯塔夫赫茲,都曾在該中心工作”只不過後來赫茲因爲猶太人的身份,而不得不放棄了科研工作,前往了荷蘭飛利浦公司獨自展開有關粒子加速器的研究工作,後來荷蘭被德軍入侵,據說赫茲就跑到了英國,但事實上赫茲一家從荷蘭被德軍入侵之時,就杳無音訊彷彿從地球上消失了一樣。
也有小道消息稱赫茲一家移民了,接受了共和國高新技術人才的移民方案,以高科技人才的身份高薪移民共和國,事實上第二次世界大戰的戰火被德國燒遍歐洲之時,西方國家不乏有大量優秀科學人才紛紛移民海外”共和國和美國是最大的兩個移民國家,而共和國又擁有非常寬鬆〖自〗由的科研環境,一向重視對科研項目投入的共和國企業都甘願大筆大筆的huā費重金從事科學研究,因而移民共和國的猶太科學家不佔少數。
不管小道消息如何,反正德國西門子公司的核物理研究是效果不大的,而號稱德國第二大的工業集團法本工業聯合企業集團一開始只是寄希望於能夠提供氣態鈉合成物和重水,可在德國化學工業領域的權威人士卡爾 克勞赫的建議下,該企業也雄心勃勃,除此之外德國航空工業中很牛的亨舍爾飛機制造公司在德國最出色的遠程嚮導式飛行炸彈設計師之一赫伯特,瓦格納教授建議下,亨舍爾公司的工程師也堅定的相信,或許真的會有利用使用原子能驅動潛艇和飛機誕生並廣泛運用。
總而言之,在1944年之前,德國的確擁有一大批素質極高並且非常熱衷於核物理研究的科學家但始終卻缺乏一個卓有成效的協同研究機制和組織來統一領導這種散漫而又〖自〗由的科學研究雖然一定程度上能夠調動科學家們的創新性和自主性,可卻同樣帶來了不必要的浪費,時間、金錢、人力等等方面,這就好比一個地主家本來擁有良田萬頃,但他卻不從事耕種,只是希望這萬頃良田自己能夠長出些什麼,殊不知除了野草,就算有些野果子那也是寥寥無幾的。
終於,大地主意識到了自己的失策開始重視起來,萬頃良田必須擁有一個非常好的領導人來從事管理和指導工作,因而德意志核物理研究計劃委員會便應運而生,它就好像是一個要領導衆多佃戶耕種萬頃良田的勞工組織一樣在德國三軍的高度重視下,絕對嚴謹、認真、務實的將德國寶貴的核物理科學家和實驗設備利用起來,在充沛的科研資金支持下,風風火火的展開“大生產”〖運〗動,爲的自然是讓這沃野良田產出原子彈這麼個果實出來。
正所謂,一分耕耘一分收穫本來就有不錯研究底子的德國科學家們真正被團結起來爆發的力量是相當之大的,從1944年11月開始,到1946
年4月爲止,短短一年多的時間裡德國的核物理研究,比1938年到1944
年長達六年時間的〖自〗由科研時期所取得的成果還要豐碩用碩果累累來形容也毫不爲過。
六年的〖自〗由研究、一年零五個月的集中攻關,七年多時間裡,德國的核物理研究經歷了種種波折與坎坷,如果沒有六年時間的積累,德國的研究進度也不會在近期如此之快,而如果沒有這一年多的集中攻關,估計就算〖自〗由研究下去,德國人想要觸及武器級的原子彈和成熟型的核電技術,都還需要很長很長的時間。
歷史只會前進而不會後退,德國人沒有去遺憾爲何當初不在奧托,
哈恩教授以及他的助手斯特拉斯曼發現核裂變現象之際就開展集中研究,或許他們還需要感謝着六年時間的〖自〗由研究,也正是因爲這樣,有許許多多的科學家在各自的研究領域裡充分發揮了聰明才智,提出了各種各樣的辦法來展開研究,所以在這一年半的集中攻關時期裡,羣策其力的科學家們並未遭遇任何技術空白,他們要做的就是以原子彈爲終極目標,一步一步的驗證各種之前已經有科學家進行過相應研究的想法,一步一步的將理論變爲現實。
回顧德國核物理研究計劃委員會成立以來德國的核物理研究進展,就不難發現德國人已經越來越逼近他們的終極目標原子彈。
1944年11月20日,由德國軍需部直接管轄的鈉礦研究牟正式成立,之所以掛牌在軍需部的名下,其實並未指望着軍需部能夠提供多大的科研便利,計劃委員會旨在希望鈉礦的獲取能夠以軍方的需求進行,鈉礦肯定要與鐵礦、銅礦、煤礦等相區別開來,而該研究所成立之後便正式奉命開始在整個歐洲到處尋找鈉礦。
根據歐洲地區鈉礦資源的特點,研究並提出適於不同類型鈉礦的水冶工藝流程和選礦流程是該研究所最初的使命所在,在強大的工業基礎之上,他們不斷驗證和改進了鈉水冶廠的工藝流程希望能找到不同類型鈉礦石提取鈉的工藝流程,並對鈉磷礦、鈉煤礦、鈉鈺礦、鈉鐵礦、
鈉鉛鋅礦石中提取鈉和從鈉礦石中綜合回收鑰、*、鎩、鋅等伴生元素進行了研究,爲德國建立鈉分離工廠奠定了堅實的科研基礎。
當然,該研究所還有一個任務,那就是以軍需部的名義秘密運輸並囤積大量的鈉礦,而與此同時,掛牌在德國自然科學研究協會的原子能實驗室,也在集結衆多科學家的基礎之上,對同位素分離理論、試驗和工藝展開研究並很快在慕尼黑大學建立了鈉同位素分離氣體擴散實驗室,通過理論分析和大量的實驗、工藝研究,鈉濃縮廠的建設終於變得可行。
1945年年初,鈉礦研究所和原子能研究室正式圍繞着離子交換樹脂法和離子交換膜電滲析法分離同位素展開探索,威廉皇帝化學研究所承擔起了膜的理論研究、物理性能和化學性能的研究和性能參數的測定建立了實驗裝置和測試設備包括鑑定分離膜濃縮係數測定的小級聯。
同年4月,德國科學家們成功在實驗室裡,驗證了鈉礦石浸出液直接製備四氟化鈉的溼法生產技術的可行性,解決了工藝中的關鍵技術問題,並很快拿出了六氟化鈉簡法的生產工藝,爲大規模生產六氟化鈉奠定了堅實的技術儲備基礎,而當時困擾德國的一大技術瓶頸就在於如何對六氟化鈉進行冷凝,當時共和國還並未對德國實施經濟制裁因而德國很快從共和國購買了許多冷凝器和相關技術來從當指導,很快就自井設計了大型隔板冷凝器攻克了這一技術障礙。
杯、鈉裂變產物的分離、分析和基礎理論的研究同樣有大量的科學家負責,他們不斷嘗試着從輻照過的研究堆燃料中提取出人造放射性元素鉢,後又在漢堡建立了一個熱試驗技術研究所,利用熱室、溫室、
熱化學實驗室反覆進行熱試驗從而獲得鈉。
幾乎與此同時德國科學家們終於摒除了各種起奇思妙想,重點對原子彈中的壓攏型和壓緊型展開研究,經過反覆對比後最終確定了以技術更高的壓緊型爲重點研究對象,開始就聚合爆轟、金屬動力壓縮性能和快中子鏈式反應等進行研究,用特徵線法對爆轟波和衝擊波的傳播進行了大量的計算。
緊跟着,德國科學家們開始提出脈衝中子測量、臨界試驗物理方案和實驗裝置的研究及中子源的研究與試製測算裂變反應有妾的重核中子截面、裂變中子能譜及裂變中子平均數,建立各種放射性測量方法及標準,建立了各種中子通量、中子能源等測量方法,建立了裂變數測定方法。
很快在1945年9月至12月期間,德國科學家們便開始集中攻關原子彈爆炸過程的分析和計算從理論上估算反應過程的各個階段,提出了決定各反應過程特性的主要物理量,進而促使科學家們進一步掌握原子彈反應的基本規律與物理變化過程起到重要的作用。
同一時期,爆轟波與衝擊波的相互作用、衝擊波的聚焦和界面不穩定性等研究也告一段落,專原子彈總體計算程序開始成爲頭等大事,德國科學家們先從炸藥能量利用率着手,從理論上證明了用僞特徵線法所作的計算結果的正確性,不過其驗證過程因爲存在相當龐大的運算量,這對於沒有計算機的德國而言可謂是相當困難,好在德國核物理研究計劃委員會下屬的技術部,嘗試着將共和國賣給德國海軍,在戰艦之上用於快速解算火控數據的電子式計算機拆解下來,參與到繁複的計算中來,這才大大緩解了計算壓力。
當然,原子彈這麼一個終極武器的到來並非那麼簡單,僅僅是起爆元件的設計和波形會聚流體力學過程的實驗研究及爆轟波傳播規律和高壓狀態方程的實驗研究,都讓德國科學家們近乎崩潰般困難,更不要說還要進行不同的爆轟實驗來驗證不同的裝置可行性,進而確定原子彈的彈體設計。
研究進度一度在1946年伊始陷入停滯,而且由於共和國對德國的經濟制裁,德國不再可能向共和國以各種名義進口設備,或許共和國也意識到了德國進口的不少設備另有他用,但不管共和國是否意識到德國人在研究原子彈,德國科學家們都遭遇到了前所未有的困境,技術困難重重疊疊,就像是黎明到來之前的黑暗一樣,無邊無際的籠罩在每一個人心間。
理論設計和爆轟物理試驗、飛行彈道試驗、自動控制系統臺架試驗等等都極爲關鍵而且重要,原子彈的大型模擬試驗和其裝置技術設計都需要這些實驗來提供數據支撐,艱苦卓絕的科研一直持續了兩個多月,在數百名德國科學家的努力下,他們終於進行了全尺寸爆轟模擬試驗,完成了快中子次臨界實驗裝置試製、安裝和調試,開展了次臨界度的測量。
而成功的試驗結果也充分表明,德國已經具備初步進行核武器理論試爆實驗的技術條件,雖然太多的東西都是存在於紙面,還並未轉化爲現實中的可行性技術,但消息傳到了德國首都柏林之後不久,希特勒就再也沒有爲蘇聯空軍的報復性轟炸感到焦愁。
按照德國核物理研究計劃委員會的報告,只需要一個月,他們就能對所有過程進行一個確認,並在充分驗證計算的基礎之上拿出一個可行性報告出來,而後德國最重要的事情便是開始大規模建造鈉濃縮工廠,因爲只有擁有足夠多的鈉,才能支撐未來不斷擴大的實驗消耗量,而且越往後真要是要進行真正意義上的核試驗,還需要消耗更多的鈉。
〖興〗奮、激動,一切的詞彙都難以形容希特勒的心情是多麼的豪邁,這就好比一個結婚多年的丈夫,有一天突然得知妻子已經懷孕了一樣,〖興〗奮之餘便立刻開始無限的憧憬,憧憬着十月懷胎之後誕生下來的小孩,正式標誌着自己成爲偉大的父親。
六個月,只要六個月的時間,希特勒明確的給德國核物理研究計劃委員會下達的指示是,無論如何,必須要在六個月之內,將理論上的雜七雜八變成實際上的原子彈,在這樣一個宏偉目標之下,整個德意志都可以爲之服務,包括希特勒本人在內。
命令有些荒誕,但已經足夠作用巨大了,有了希特勒命令的該委員會很快就正式宣告結束了集中攻關時期,他們將爭取在1946年上半年之內做好進行核試驗的理論準備,力爭在1946年9月份開始第一次核試驗……