Bomba atomowa oparta na wzmocnionym rozszczepieniu

Najistotniejsza wskazówka pochodzi z dokumentów z czasów wojny i wniosków patentowych dra Waltera Trinksa, którymi jego syn, profesor Hauke Trinks, podzielił się z Rainerem Karlschem i które trafiły potem do jego wydanej w roku 2005 książki Hitlers Bombe (Bomba Hitlera)⁴.

Zachowane w rodzinnych dokumentach rysunki i wykresy pochodzące z okresu przed II wojną światową opisują małą głowicę z kulką rozszczepialnego uranu-233 pokrytą wodorkiem litu umieszczoną w zagłębieniu między dwiema stożkowymi wkładkami wzbogaconego litu-6. Za tymi wkładkami znajdowały się szybkie materiały wybuchowe, które kierowały swoje podmuchy do wewnątrz na siebie. Po detonacji ładunki te topiły lit-6 i kierowały go na uranowy rdzeń. Kiedy roztopiony, podgrzany do superwysokiej temperatury, lit-6 uderzał pod wpływem ciśnienia ponad 100‍ ‍000 atmosfer, ciężki wodór (wodorek) ulegał fuzji jądrowej i przekształcał się w tryt. Ta reakcja uwalniała w ułamku sekundy duży strumień szybkich neutronów, które uderzały w uranowy rdzeń, nasycając go szybkimi neutronami. Następnie w znajdującym się w sercu tej reakcji termojądrowej uranie inicjowała się łańcuchowa reakcja rozszczepienia. Dlatego ten proces nazywa się rozszczepieniem wzmocnionym syntezą (fusion-boosted fission). Uranowa kulka umieszczona w rdzeniu tej pomysłowo skonstruowanej broni nie musi być wykonana z wysoko wzbogaconego materiału ani nawet bardzo ciężka.

Współczesne piśmiennictwo omawia eksperymenty wykorzystujące ten sam proces do inicjowania łańcuchowej reakcji rozszczepienia w celu detonowania granulek z plutonu o wadze zaledwie 14, 70 i 700 miligramów. Jako materiał rozszczepialnych rdzeni takich urządzeń wymienne są uran i pluton, które dają, oczywiście, różne wyniki.

Ponieważ to urządzenie spowija uran gęstą chmurą neutronów, imituje również stan krytyczny występujący w punkcie masy krytycznej w tradycyjnych amerykańskich bombach atomowych z roku 1945 i dokonuje tego przy znacznie mniejszej ilości materiału jądrowego. Innymi słowy, technologia opracowana przez hitlerowców w roku 1942 pozwalała zrezygnować z konieczności osiągnięcia masy krytycznej. Jeśli nie ma potrzeby wykorzystywania 64 kg wysoko wzbogaconego uranu i można zdetonować małą bombę atomową mającą go zaledwie 100 gramów, to staje się oczywiste, że napotkane przez hitlerowców przeszkody w opracowywaniu ich broni jądrowej w czasie II wojny światowej wcale nie były takie wielkie.

Ta koncepcja dwóch przeciwstawnych ładunków jest obecnie preferowaną metodą detonacji kompaktowej broni atomowej. Prawdę powiedziawszy, bez tej metody w rakietach balistycznych nigdy nie udałoby się zmieścić głowic nuklearnych, nie mówiąc już o pociskach taktycznych. Ta metoda jest często określana jako inercyjnie sterowana synteza (inertial confinement fusion; w skrócie ICF). Inne jej nazwy to: rozszczepienie wzmocnione syntezą (fusion-boosted fission), zapłon poprzez skurcz plazmy (plasma pinch ignition), trzecia generacja broni jądrowych (third-generation nuclear weapons), a nawet głowice czwartej generacji (fourth-generation warheads).⁵

Jeden z wybuchów broni jądrowej na Rugii w październiku 1944 roku został opisany przez pilota Hansa Zinssera jako mający średnicę jednego kilometra. To ważny wskaźnik pozwalający ustalić siłę tej broni. Stanowi również echo raportu Wywiadu Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych opisującego transfer technologii niemieckiej bomby atomowej do Japonii. Raport ten nosi tytuł „German Technical Aid to Japan: a Survey” („Niemiecka pomoc techniczna dla Japonii – przegląd”) i nosi datę 15 czerwca 1945 roku.⁶ W 14 rozdziale na stronie 177 pod tytułem „Atom Smashing” („Atomowe Uderzenie”) czytamy:

 

WYWIAD: 1. W listopadzie 1944 roku PW [jeniec wojenny] usłyszał od swojego dowódcy plutonu, porucznika, absolwenta Akademii Wojskowej, że w roku 1944 Japończycy wymienili plany swojego dieselowskiego silnika V-12 używanego w japońskim średnim czołgu Type 97 (HAKE) na plany niemieckiej bomby atomowej. Według oficera bomby miały rozmiar pudełka zapałek i zasięg skutecznego działania 1000 metrów. PW nie wiedział, czy te bomby były produkowane przez Japończyków ani w jaki sposób będą stosowane. Nie były używane na Filipinach.

 

Należy pamiętać, że zaprojektowane przez Niemców głowice podobno były wielkości pudełka zapałek, co jest możliwe przy wykorzystaniu technologii zapłonu poprzez skurcz plazmy, o której w opisach swoich badań z czasu wojny wspomina dr Walter Trinks. Ponadto wymieniony promień rażenia jest podobny do tego z Rugii i odpowiada wymaganej masie uranu.

Zarówno opis Zinssera mówiący o małym promieniu wybuchu na Rugii, jak i zeznanie japońskiego więźnia w sprawie broni jądrowej o podobnie małej sile (patrz pierwsza część artykułu), sugeruje, że Japończycy pozyskali plany głowicy Schumanna-Trinksa opartej na rozszczepieniu wzmocnionym syntezą. W innym miejscu raportu Wywiadu Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych z roku 1945 jest mowa o produkcji przez Japonię rakiet V-2 w Mandżurii, których logicznym nuklearnym wyposażeniem wydaje się być głowica Schumanna-Trinksa.

 

 

Schemat głowicy atomowej Schumanna-Trinksa opracowanej w latach 1942–1944.

 

 

Wysłana ze Sztokholmu do Tokio 9 grudnia 1944 roku depesza opisuje broń wykorzystującą rozbicie atomu przy użyciu pięciu kilogramów uranu (patrz pierwsza część artykułu). Jeśli zgodnie z dokumentami dra Trinksa naziści używali uranu-233, to pięciokilogramowa kula U-233 miałaby średnicę 7,94 cm, czyli nieco ponad trzy cale, a zatem byłaby wielkości Matchboxa. Nie wiadomo jednak, czy dane przekazane w depeszy odnoszą się do ciężaru rozszczepialnego rdzenia, czy całego urządzenia.

Biorąc pod uwagę, że zapłon poprzez skurcz plazmy nie wymaga tworzenia masy krytycznej, głowica wielkości pudełka Matchboxa wygląda na wiarygodną. Co więcej, wiadomo, że nie tylko nazistowscy naukowcy jądrowi eksperymentowali z fotorozszczepieniem⁷ uranu i toru w roku 1941, ale również japońscy naukowcy, tacy jak profesorowie Bunsaku Arakatsu i Sakae Shimizu, którzy także badali tę metodę w roku 1941, o czym świadczą ocalałe zapisy prac badawczych. W roku 1941 hitlerowscy naukowcy pracowali nad znacznie bardziej eleganckim i wyrafinowanym sposobem od zastosowanego w Projekcie Manhattan, który rozpoczęto dopiero rok później.

Kilometrowy promień rażenia sugeruje broń o sile jednej kilotony. Warto zauważyć, że siła wybuchu 57 gramów uranu-235 wynosi tylko jedną kilotonę. Dlatego też, jeśli izotopowa czystość hitlerowskiego urządzenia była wystarczająco wysoka, możemy mówić o głowicy bojowej o wadze nie większej niż, powiedzmy, 60–100 gramów. W związku z tym pięciokilogramowa głowica wymieniona w depeszy ze Sztokholmu do Tokio była przypuszczalnie przesadzona albo ten ciężar odnosił się do całkowitej wagi bomby.

Wiele osób uważa, że wytwarzane dzisiaj bomby atomowe wykorzystujące rozszczepienie jąder muszą być zbudowane na tych samych zasadach, jakie zastosowano w bombie Mark III „Fat Man” zdetonowanej nad Nagasaki 9 sierpnia 1945 roku. Taka bomba waży 4670 kilogramów. Jest zatem oczywiste, że gdyby bomba o wadze 4670 kilogramów nadal stanowiła największe osiągnięcie techniki w zakresie broni jądrowej, to pociski balistyczne z głowicami nuklearnymi nigdy nie wzniosłyby się z ziemi, a MIRVed ICBM nie mogłaby zawierać wielu głowic w jednym pocisku.