El científico alemán Otto Hahn descubrió en 1938 que era posible la fisión nuclear. El hallazgo del físico, corroborado en Suecia por su colega y amiga la Doctora Lise Meitner y el sobrino de ésta Otto Frisch, fue publicado en la revista científica "Die Naturwissenschaften" y causó revuelo en todos los círculos científicos del mundo. El 29 de abril de 1939, Otto Hahn daba una conferencia en la ciudad de Washington disertando sobre la reacción en cadena que desataba la fisión de un átomo. Para ese entonces, los políticos no se percataron de lo que significaba el descubrimiento del doctor Hahn, pero en Alemania, siendo una autarquía, inmediatamente fue suspendida la exportación de uranio y fue nombrada una comisión para investigar la utilidad práctica de la teoría del Doctor Hahn.
Dr. Otto Hanh descubridor de la fisión nuclear
Cinco meses después, el Departamento de Producción de Armamento de la Wehrmacht, creó el Proyecto Uranio con el propósito de investigar las posibilidades de emplear la reacción en cadena de una fisión nuclear, en armas explosivas con un poder, hasta entonces inimaginable para los militares.
El proyecto fue encargado a los doctores Kurt Diebner y Erich Bagge. Diebner fundó el Instituto de Física Kaiser Wilhelm y llamó al doctor Otto Hahn y a otros científicos, entre ellos, Werner Heisenberg, Paul Harteck y Carl Friedrich von Weizsäcker, para que se incorporaran al programa. Los laboratorios de Berlín estarían a cargo de von Weizsäcker y Wirtz, mientras que Heisenberg dirigiría el instituto en Leipzig. Un tercer equipo conformado por personal de la Luftwaffe realizaría sus investigaciones en Berlín-Gattow.
Dr. Werner Heisenberg
Como los progresos en el desarrollo del arma nuclear eran muy lentos, la Wehrmacht exigió mejores resultados considerando que el dinero que se gastaba en esa investigación, era necesario para otros proyectos de armamento que sí estaban produciendo resultados inmediatos, como los cohetes y el motor a reacción, por ejemplo. Pese a la amenaza de que el Proyecto Uranio podría ser cancelado, los científicos siguieron trabajando, hasta que en marzo de 1942 un prototipo de reactor explotó. Albert Speer fue convencido por los científicos para mantener el proyecto y le inyectó nuevos recursos, pese a que la economía de guerra impuesta por el propio Speer, recomendaba que era necesario recortar los gastos no productivos.
Durante el año 1943, los bombardeos aliados hacían peligrar las instalaciones del proyecto y se vieron obligados a mudar los laboratorios a lugares más seguros. Pese a los esfuerzos, los trabajos no avanzaban. Poco después, Walther Gerlach tomaba la dirección del proyecto y con un presupuesto muy reducido se establece en los sótanos de una iglesia en Haigerloch, en especial como precaución para no caer en manos de los rusos quienes se acercaban peligrosamente a Berlín. En esos momentos, todo indicaba que las posibilidades de cambiar el destino de la guerra, eran prácticamente imposibles. Más por desesperación, que por creer en el proyecto, Hitler tenía la esperanza que pronto surgiera un arma maravillosa y salvadora del Proyecto Uranio.
Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín
En 1945, cae Berlín y los aliados occidentales capturan a los científicos alemanes del Proyecto Uranio. Otto Hahn, Max von Laue, Walter Gerlach, Werner Heisenberg, Paul Harteck, Carl Friedrich von Weizsäcker, Karl Wirtz, Erich Bagge, Horst Korsching y Kurt Diebner son detenidos y enviados a Farm Hall en Inglaterra. Entre los materiales incautados, los estadounidenses envían a Estados Unidos 1200 toneladas de Uranio-235, un isótopo inestable del uranio.
Los científicos alemanes, fueron mantenidos juntos para secretamente grabar sus conversaciones, las que luego de ser transcritas eran enviadas al general estadounidense Leslie R. Grove, director militar del Proyecto Manhattan. Cuando Estados Unidos lanza las bombas atómicas en Japón, los custodios británicos le permiten al Dr. Hahn escuchar las noticias que dan a conocer las explosiones, primero en la ciudad de Hiroshima y luego Nagasaki. Horrorizado, Hahn se lo comunica a los otros científicos haciendo cada uno de ellos los comentarios que fueron grabados también. Sus conversaciones iniciales eran de descrédito, pensando que se trataba de noticias forjadas, pues según las teorías que ellos manejaban, se hubieran requerido más de 10 toneladas de uranio para producir tan devastadoras explosiones. Hahn, sintiéndose culpable por haber descubierto la fisión atómica, cae en una profunda depresión causando la preocupación de sus compañeros.
Farm Hall, lugar de reclusión de los científicos nucleares alemanes.
Veredicto de los aliados
El análisis de las grabaciones convence a los británicos y estadounidenses que el Proyecto Uranio, no estuvo finalmente buscando la posibilidad de construir una bomba atómica, sino un reactor que pudiera ser utilizado, por ejemplo, para la generación de electricidad. Los científicos alemanes permanecieron encarcelados hasta enero de 1946, cuando fueron liberados.
Las conclusiones a las que llegaron los científicos aliados, se basaban en que para fabricar una bomba atómica, no es necesario preocuparse por desarrollar un moderador que desacelere la reacción en cadena, es decir que la controle. Más bien, se requiere que se emplee una cantidad correcta del material atómico que garantice la violenta reacción en cadena.
Walther Bothe, el líder del equipo nuclear experimental en Alemania, hizo las pruebas que dieron como conclusión que el carbón en forma de grafito, no funcionaba bien como un moderador. En Estados Unidos, el Doctor Fermi hizo un experimento similar y sacó la misma conclusión. Fermi sospechó que una impureza en el grafito era el responsable del problema. Leo Szilard, quien trabajaba con Fermi, recordó que para fabricar el grafito se utilizaba carburo de boro y se sabía que un solo átomo de boro absorbe una cantidad de neutrones lentos equivalente a los que absorben 100 mil átomos de carbón. En Chicago, el 2 de diciembre de 1942, usando grafito puro, los científicos del Proyecto Manhattan lograron la reacción en cadena controlada.
Agua pesada
Para controlar la reacción en cadena, el equipo alemán decidió utilizar agua pesada D2O, como moderador. El Deuterio 2H, es un isótopo estable de hidrógeno que se encuentra en el hidrógeno en proporción de una parte en 7000. El núcleo del hidrógeno tiene un solo protón, mientras que el núcleo de Deuterio, llamado Deuterón, tiene un protón y un neutrón y por eso es también conocido como hidrógeno pesado. Si se reemplaza el hidrógeno del agua con deuterio, se forma lo que se llama agua pesada. Es decir, el agua H2O es convertida en D2O.
El reactor alemán de Haigerloch siendo desmantelado para llevarlo a Estados Unidos.
Sistema de enfriamiento y reacción controlada.
Para el enfriamiento y para controlar la reacción, este bloque de cubos de uranio con el tope de grafito, iba inserto en el cilindro de aluminio internamente forrado de grafito (donde se encuentra el soldado reclinado vestido de negro). El cilindro de aluminio iba inserto en otro cilindro de magnesio. El espacio entre los cilindros de aluminio y el de magnesio se llenaba con agua pesada para actuar como moderador. El compartimiento exterior cilíndrico de concreto se llenaba de agua corriente para su refrigeración. El grafito impedía que los neutrones escaparan del encierro. Los neutrones para iniciar la reacción en cadena controlada, se introducían por un orificio superior llamado chimenea, donde se insertaban también los sensores para medir la densidad de los neutrones. El cilindro de aluminio medía 2,10m de diámetro por 2,10m de altura. El grafito era de 40 cm de espesor. Los 266 cubos de uranio tenían 5cm de lado.
El agua corriente, contiene agua pesada en una proporción de 1 parte en 10.000. Ambas pueden ser separadas mediante procesos continuos de electrólisis, pero se requieren grandes cantidades de energía eléctrica, cuya fuente debe encontrarse cerca al suministro de agua. Los alemanes la tenía en la hidroeléctrica en la ocupada Noruega e instalaron una planta procesadora en ese mismo lugar. En 1934, la empresa noruega, Norsk Hydro ASA, construyó la primera planta de agua pesada en el pueblo de Notodden, condado de Telemark. Los aliados sabían que el agua pesada también se puede utilizar en un reactor que les podría servir para fabricar plutonio y usarlo para fabricar una bomba atómica. Los británicos le comunicaron a la resistencia noruega que el agua pesada se estaba utilizando en la maquinaria de guerra de los alemanes, pero sin decirles cómo se estaba empleando. Los noruegos sabotearon la fabricación y en consecuencia el suministro de agua pesada fue sólo la mitad de la que necesitaban. Para aumentar la producción se hubieran requerido enormes cantidades de energía eléctrica, que Alemania no tenía debido a las restricciones que el estado de guerra imponía.
Los alemanes necesitaban el agua pesada, porque para experimentar la fisión nuclear es necesario moderar la reacción en cadena evitando que se convierta en una explosión. Pero, también se puede construir un reactor nuclear que puede ser usado, por ejemplo, para generar electricidad. Según las grabaciones de Farmer Hall, los científicos alemanes no hicieron cálculos sobre la masa crítica y eso puede ser la evidencia que les hizo pensar, que Heisenberg y su equipo no tenían la menor intención de fabricar una bomba atómica. A mediados de 1942, Albert Speer le preguntó a Heisenberg si podía construir la bomba en nueve meses y Heisenberg pudo responderle con toda convicción que no, porque no sabía qué cantidad de material fisionable se requería. La mejor respuesta que alguna vez pudo dar, fue que eran entre 10 kilos y varias toneladas. Es posible que Heisenberg estuviera respondiendo con absoluta sinceridad.
Destrucción de la planta de agua pesada en Telemark
Pensar que Heisenberg no sabía que la fisión atómica podría ser usada en una bomba, sería dudar del intelecto del científico. Heisenberg, tenía que saber el comportamiento del Uranio-235 con neutrones no controlados. Con los ciclotrones de París y de Copenhague él podría haber producido una pequeña cantidad de Uranio-235. De hecho, los alemanes trataron de llevarse a Alemania el ciclotrón francés, pero los franceses lograron impedirlo mediante una argucia. Por las grabaciones hechas por los carceleros británicos, parecía que los diez científicos estaban sorprendidos con la noticia, pues no se explicaban cómo era que en Estado Unidos habían construido una bomba.
Que los científicos alemanes, pudieron construir la bomba, fue confirmado semanas después, cuando en una conversación hablaron sobre una teoría elaborada por Rudolf Peierls y Otto Frisch en 1940. Ellos estimaron que la cantidad de Uranio-235 necesaria era de 20 kilos, cifra que es aproximadamente correcta con los neutrones desacelerados por muchas colisiones debido a un moderador. Como conclusión, los científicos estadounidenses determinaron, que todo parecía indicar que los científicos del Proyecto Uranio, jamás trabajaron para fabricar una bomba atómica, sino que querían construir un reactor atómico para generar electricidad.
Según dijo el propio Heisenberg en 1948, trabajaron en el Proyecto Uranio para salvar la vida de los jóvenes científicos alemanes cuyo trabajo sería muy útil para el período de la posguerra. En 1941, Heisenberg fue a visitar a Niels Bohr en Suecia y cuando Bohr fue a trabajar al Proyecto Manhattan, le dijo a Oppenheimer que Heisenberg le había hablado sobre una bomba atómica, sin embargo, Bohr hizo un dibujo de memoria, del gráfico que le mostró Heisenberg, y más bien parecía un reactor nuclear con muchas varas de control.
El gobierno británico ocultó las grabaciones hechas en Farm Hall durante medio siglo. Se dice que el gobierno alemán solicitó que las conversaciones se mantuvieran en secreto, tal vez porque sentían temor sobre lo que se podría haber dicho en ellas. En 1990, miembros de la Royal Society exigieron la publicación del contenido de las grabaciones y recién entonces fueron hechas públicas.
Escándalos en Noruega
Aftenposten , OSLO. 14-9-1988 — Noruega encara tres escándalos relacionados con el agua pesada, que siguió fabricando con las plantas que los alemanes instalaron durante la guerra.
El primero, relacionado con un informe de la CIA, que Israel estaba utilizando el agua pesada, que le vendió Noruega en 1959, para fabricar plutonio que serviría para hacer las bombas atómicas israelitas.
El segundo escándalo, que India estaba poniendo en funcionamiento su nueva serie de reactores, también para fabricar el plutonio que usarían en sus bombas atómicas, utilizando el agua pesada vendida por Noruega en 1983, a Alemania, bajo condición de no revenderla.
El tercero, que Rumania habría, secreta e ilegalmente, reexportado a India e Israel, el agua pesada que le compró a Noruega en 1986.
