Karlsruhe /Od zpravodaje Aktuálně.cz v Německu/ - Německo za druhé světové války vyvíjelo atomovou bombu, ale mělo mnoho let zpoždění za Spojenými státy. Potvrdily to současné výzkumy evropských jaderných expertů. A ukázaly, že k tomu němečtí vědci používali uran z Jáchymova.
"Znali jsme to jen z literatury. Teď jsme našimi moderními přístroji poprvé exaktně potvrdili, v jakém stadiu německý jaderný program v době války opravdu byl," říká Klaus Mayer, vedoucí výzkumný pracovník Ústavu pro transuranové prvky v německém Karlsruhe. Ústav je součástí Společného výzkumného střediska (JRC), které patří Evropské unii.
Zdejší vědci připravují například analýzy pro Mezinárodní agenturu pro atomovou energii a pro Evropské společenství pro atomovou energii (Euratom).
První výsledky pro novináře
"Když nám vybylo trochu času, zkoumali jsme postupně dva vzorky uranového materiálu, které se dochovaly z válečné doby," vysvětlil Klaus Mayer při setkání s evropskými novináři v Karlsruhe. "Chtěli jsme ověřit možnosti našich dnešních testovacích metod, a také přispět k poznání historie."
Své poznatky budou v odborném tisku teprve publikovat, takže jejich představení novinářům, mezi nimiž byl i zpravodaj Aktuálně.cz, bylo prvním seznámením veřejnosti s výsledky uskutečněných analýz.
Znalosti pro strašnou bombu
Nejdříve zasazení do souvislostí: Ve třicátých letech minulého století, tedy těsně před druhou světovou válkou, se v Evropě velmi rychle rozvíjelo nové fyzikální poznání.
Ve Francii manželé Irène a Fréderic Joliot-Curieovi ozařovali známé prvky částicemi alfa, a v roce 1933 tím získali umělé radioaktivní prvky.
Ital Enrico Fermi v Itálii o rok později zjistil, že lepší je použít k ozařování neutrony a že pro nejlepší výsledek je nutné je zbrzďovat průchodem přes parafín nebo vodu. Někdy se to přirovnává ke golfovému míčku – když je moc rychlý, z jamky vylétne, při menší rychlosti však v ní zůstane.
Kdo ji ovládne první?
A v roce 1938 němečtí chemikové Otto Hahn a Friedrich Strassmann bombardováním neutrony rozštěpili atom uranu. Poctivě o tom začátkem roku 1939 zveřejnili vědeckou zprávu nudně nazvanou, jak to ve vědě bývá, "Důkaz a vlastnosti kovů alkalických zemin vznikajících bombardováním uranu neutrony".
Kdo však problému rozuměl, pochopil: Teoreticky je vše připraveno k štěpné reakci, která rozbitím vhodných prvků (uranu nebo plutonia) uvolní obrovské množství energie. Což by se dalo využít v malé bombě nesmírné ničivé síly.
Kdo ji bude mít první?
Výzkum poháněl strach
Spousta evropských fyziků utekla před Hitlerem. I Fermi. Ještě si v roce 1938 vyzvedl ve Stockholmu Nobelovu cenu, a místo do Mussoliniho Itálie ujížděl do New Yorku.
Tam soustředění vědci se báli: bylo jim jasné, že Hitler má vědce s dostatečnou znalostí, aby atomovou bombu zkonstruovali. Maďarský fyzik Leó Szilárd a další přesvědčili Alberta Einsteina, který už byl také v Americe a navíc měl reputaci i mezi laickou veřejností, aby podepsal proslulý varovný dopis pro prezidenta Franklina Roosevelta.
Politici v USA dali na varování, i když jim s ohledem na tehdejší obecné znalosti muselo připadat jako ze sci-fi. A tak uvolnili prostředky na výzkum.
Štěpná reakce na stadionu
V prosinci 1942 spustil Enrico Fermi v podzemní hale pod opuštěným stadionem pro americký fotbal v Chicagu improvizovaný reaktor. Neutrony, brzděné grafitem, v něm rozbíjely atomy kovového uranu. Z nich se uvolňovaly další neutrony a rozbíjely další atomy...
Poprvé se tak rozběhla řetězová reakce, kontrolovaná zasunovanými tyčemi z kadmia. Ty podle potřeby pohlcovaly nadbytečné neutrony.
V praxi se tak potvrdil princip, na němž může fungovat i atomová bomba.
Projekt Manhattan zvítězil
Projekt její výroby dostal krycí jméno Manhattan a USA na něj uvolnily neuvěřitelné finanční i technické prostředky a dohromady asi 150 000 lidí. Z nich však jen stovka vědců, které vedl americký fyzik Julius Robert Oppenheimer, věděla, jaký je skutečný cíl. Horečně pracovali, aby měli bombu dřív, než se to podaří jejich kolegům v hitlerovském Německu. Nevěděli o nich, jak už jsou s výzkumem daleko.
Dne 16. července 1945 v poušti v Novém Mexiko pokusně odpálili první jadernou bombu. Síla výbuchu dokonce mnohonásobně přesáhla jejich očekávání. Chvíli poté, 6. srpna, explodovala první atomová bomba (uranová) nad Hirošimou, a 9. srpna další (plutoniová) nad Nagasaki. Ukončily válku s Japonskem a zanechaly po sobě rozsáhlou zkázu.
I z pohledu dnešní vědy to byl neuvěřitelně rychlý vývoj. Spojené státy v atomovém závodě vyhrály. Ale jak to vlastně bylo s německým výzkumem, který vše odstartoval, protože se jej vědci i politici v Americe tolik báli?
Těžká kostka s nebezpečným obsahem
"Dostali jsme k analýze dva vzorky kovového uranu z té doby," popisuje nyní Klaus Mayer z ústavu v Karlsruhe. První byla malá krychlička. Doktor Mayer nechává mezi novináři kolovat její přesnou kopii z olova, natřenou ze zdravotních důvodů ještě krycí barvou. Ukázková kostka se vejde do dlaně ruky a je hodně těžká. Ta skutečná, uranová, však byla ještě těžší, asi dva a půl kilogramu.
"Půjčili nám ji z Atomového muzea v Haigerlochu. Mohli jsme z ní na pokusy odškrábat 180 miligramů materiálu, abychom nenarušili její tvar," popisuje Mayer.
V severoněmeckém městě Haigerlochu, asi padesát kilometrů od Stuttgartu, probíhaly za války jaderné pokusy. Řídil je Werner Heisenberg, nositel Nobelovy ceny za fyziku z roku 1932. Dnes je známý spíše jako autor proslulého principu neurčitosti v kvantové mechanice, než jako člověk, který konstruoval atomovou bombu pro Hitlera. Či vlastně pro jeho další potenciální oběti.
Útěk na kole
Poslední experiment uskutečnil Heisenberg v dubnu 1945. Když se k městu blížili Spojenci, fyzik ujel na kole a nějakou dobu se skrýval v Bavorsku. Tam byla o dost později nalezena i uranová kostka, kterou si s sebou vzal, a již nyní vědci v Ústavu pro transuranové prvky analyzovali.
Ostatní krychličky kovového uranu byly po válce odvezeny do USA. "Dnes si nikdo nepamatuje, co se s nimi stalo," říká Mayer.
Podle některých teorií je Američané použili pro své další jaderné zbraně. Bylo by to docela logické, protože uran byl velmi vzácný. Ale potvrdit se to nedá.
Uran z Jáchymova
Druhým zkoumaným vzorkem z válečné doby byla destička z kovového uranu, rovněž těžká asi dvě a půl kila. Tu ovšem nyní uchovává Ústav Maxe Plancka pro jadernou fyziku v Heidelbergu. Vzorek pochází z pokusů dalšího německého fyzika Karla Witze.
"Dokázali jsme rozborem určit, že uran z obou vzorků byl získán z dolů v českém Jáchymově," konstatuje Klaus Mayer.
Vzorky byly podle tvaru součástí dvou různých typů jaderných reaktorů. Měla se v nich ověřit štěpná reakce, a pravděpodobně z uranu také vyrobit plutonium vhodné pro bombu.
Destička byla v reaktoru obsahujícím vrstvy uranu, v němž měly neutrony brzdit vrstvy parafínu, grafitu či suchého ledu (mraženého oxidu uhličitého).
Kostka zase patřila do reaktoru, v němž byl štěpný materiál ponořen do těžké vody (z deuteria), která letící neutrony zbrzďovala.
Úpravy z let 1940 a 1943
Vědci dokázali také určit, ze které doby vzorky pocházejí, podle obsaženého množství thoria, do nějž se uran samovolně rozpadá.
"Poslední obohacení krychličky se uskutečnilo v září 1943, plus minus tři měsíce," popisuje Klaus Mayer.
Český novinář, když to slyší, se automaticky pousměje, protože mu to připomíná proslulou studii o radiokarbonovém datování, které určilo příchod Járy Cimrmana do Liptákova na 10. září 1914 plus minus dvě stě let. Doktor Mayer je však naprosto vážný. Jednak Cimrmana nezná, ale hlavně si je svými výpočty naprosto jist. A navíc šlo doslova o smrtelně vážnou věc.
"Destička pak byla naposledy chemicky upravována už dříve, někdy v srpnu 1940," dodává Klaus Mayer.
Reaktory nefungovaly
Co je však důležité: analýzy potvrzují, že v reaktorech, do nichž bylo uranové palivo od té doby vkládáno, se nikdy nerozběhla štěpná reakce.
"Nenašli jsme žádné stopy po štěpných produktech. Ty reaktory prostě nefungovaly," shrnuje Klaus Mayer.
Na otázku Aktuálně.cz, jak daleko tedy měl tehdejší německý výzkum k výrobě atomové bomby, odpovídá: "Nebyli ještě tak daleko jako Fermi, když se mu rozeběhl reaktor v Chicagu."
Američanům trvala od toho okamžiku cesta k funkční bombě ještě dva a půl roku.
"Jenže Američané měli obrovskou podporu. V Německu na tom pracovalo jen pár desítek lidí. Těžko říci, jak dlouho by jim vývoj bomby ještě mohl zabrat, určitě řadu let," soudí Klaus Mayer.
Dodejme: naštěstí. Jinak by dějiny světa mohly vypadat úplně jinak. Hodně špatně.
Mírové využití se zpožděním
Hitler sice nařídil vědcům měsíc po vypuknutí druhé světové války, aby mu vyrobili atomovou bombu. Ale pak jim už nedal dostatečnou podporu. Výzkum byl rozptýlený v řadě institucí.
Navíc si Spojenci uvědomovali nebezpečí. Leteckými útoky bombardovali první zařízení, kde Němci stavěli pokusný reaktor s těžkou vodou ukořistěnou v Norsku. Proto se výzkumníci přestěhovali i s uranem do zmíněného Haigerlochu, do skalní štoly pod tamním zámeckým kostelíkem.
Po válce byli němečtí fyzici nějakou dobu internováni a vyslýchání, a nakonec propuštěni. Takže se zase vrátili k vědě. Někteří, stejně jako část vědců z americké strany, se později stali odpůrci jaderných zbraní.
Jaderná energetika se začala rozvíjet až o něco později. V roce 1951 spustily USA v Idahu první experimentální jaderný reaktor pro výrobu elektřiny. V roce 1954 začala v sovětském Obninsku u Moskvy pracovat první jaderná elektrárna dodávající elektřinu do sítě. Měla výkon pěti megawattů, dvěstěkrát menší, než má jeden dnešní reaktor v Temelíně.
