- La pila B8 no logró sostener una reacción en cadena nuclear; Alemania aún enfrentaba obstáculos importantes para el éxito.
- El reactor necesitaba el doble de uranio y agua pesada de lo disponible, con un suministro extremadamente limitado.
- Alemania eligió agua pesada como moderador de neutrones, pero su suministro se vio afectado por las operaciones aliadas.
- La investigación muestra una enorme brecha entre el programa nuclear alemán y el suministro real de materiales.
Cuando el ejército estadounidense llegó al reactor nuclear experimental final de la Alemania nazi, la pila B8, en 1945, descubrió una máquina que nunca había sostenido una reacción en cadena nuclear. Aunque la desmantelaron, una pregunta persistía: ¿qué tan cerca estaban los alemanes del éxito? El líder científico del proyecto, Werner Heisenberg, describió más tarde la pila B8 como a solo un paso del éxito. Décadas después, dos cubos de uranio conservados y una serie de documentos de guerra proporcionaron a los investigadores una forma de poner a prueba esa afirmación. Timothy Koeth y sus colegas descubrieron que los obstáculos eran mucho mayores de lo que Heisenberg describió.
El reactor necesitaba aproximadamente el doble de la cantidad de uranio que tenía, así como aproximadamente el doble del agua pesada que el proveedor noruego produjo durante toda la guerra.
Análisis de los materiales necesarios para el reactor
El reactor B8 utilizaba uranio natural como combustible y agua pesada como moderador de neutrones. Ambos materiales desempeñaban papeles distintos en el intento de sostener la fisión nuclear. Cuando un átomo de uranio se fisura, libera neutrones que pueden causar la fisión de otros átomos de uranio. El reactor alcanza la criticidad cuando suficientes neutrones desencadenan fisiones adicionales para mantener la reacción en cadena sin extinguirse. Sin embargo, en el diseño alemán, los neutrones liberados por la fisión se movían demasiado rápido para sostener eficazmente el proceso. La función del moderador es frenar estos neutrones, aumentando así su capacidad para provocar fisiones adicionales.
Los científicos alemanes eligieron agua pesada porque contiene deuterio, un isótopo pesado del hidrógeno. Por tanto, el uranio por sí solo no bastaba; el reactor también necesitaba suficiente moderador para sostener la reacción en cadena.
Koeth y sus colegas examinaron dos cubos de uranio natural del programa nuclear alemán en tiempos de guerra y consultaron registros históricos, informes técnicos, correspondencia y otras fuentes de archivo. Su reconstrucción indica que alcanzar la criticidad requería aproximadamente el doble del uranio del que disponía la pila B8. La necesidad de agua pesada presentaba un obstáculo aún mayor: equivalía al doble de la producción total de Norsk Hydro en Noruega durante la guerra. La instalación noruega en Vemork era la fuente de agua pesada de Alemania, lo que hacía que el plan del reactor dependiera de un suministro limitado que las operaciones aliadas atacaron repetidamente.
Aunque el grafito puede moderar neutrones en algunos reactores, los investigadores descubrieron que el grafito disponible en la zona controlada por Alemania no era adecuado para este propósito.
La gran brecha del programa nuclear alemán
Esta situación revela la distancia entre las ambiciones nucleares de Alemania y un reactor próximo a la criticidad, y la enorme brecha con el suministro de materiales necesarios cambia la comprensión del experimento B8. La versión de Heisenberg insinuaba que la distancia entre el fracaso y el éxito era relativamente estrecha, pero el análisis identifica carencias que no podían superarse solo con ajustes a la máquina existente. Un reactor en funcionamiento por sí mismo no constituye un arma nuclear. El reactor representaba una posible vía para producir material fisible para una bomba, lo que convirtió el progreso alemán en motivo de preocupación para el Proyecto Manhattan. Según la evaluación de los investigadores, Alemania carecía del uranio y del moderador adecuado necesarios para que su diseño final de reactor sostuviera una reacción en cadena.
Los dilemas y desafíos del programa nuclear alemán
El programa nuclear alemán durante la Segunda Guerra Mundial enfrentó desafíos importantes en el suministro de materiales, especialmente la escasez de uranio y agua pesada. Aunque Heisenberg creía que Alemania estaba cerca del éxito, en realidad los recursos necesarios superaban con creces el suministro disponible, lo que muestra los límites de las ambiciones nucleares alemanas. Esta situación no solo afectó el desarrollo de armas nucleares alemanas, sino que también intensificó la atención de los aliados sobre sus avances. Aunque la operación de un reactor no equivale a la producción de un arma nuclear, sí es una vía clave para producir material fisible, influyendo así en el curso general de la guerra.