[閒聊] 科學家正調查納粹鈾立方體的來源

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科學家正調查納粹德國二戰中失敗的核計劃中的鈾立方體的來源
2021-08-24

在第二次世界大戰期間，納粹德國和美國正在競相開發核技術。 在德國成功之前，盟軍破壞了該計劃，並沒收了作為其核心的一些立方體鈾。 大多數鈾的最終命運是未知的，但有幾個被認為與該計劃有關的立方體在美國和歐洲。 今天，科學家們報告了正在開發的新方法的初步結果，以確認其來源。 這些技術也可能有助於調查核材料的非法販運。

該專案的主要研究者Jon Schwantes博士說，一個立方體在太平洋西北國家實驗室（PNNL），但沒有人確定它是如何到達那裡的。 通過合作者，包括馬里蘭大學的Timothy Koeth博士，該實驗室還能接觸到其他一些立方體。 “Schwantes說：”我們不知道這些立方體
是否來自納粹德國的核武專案，所以我們首先想確定這一點。 “然後我們想比較不同的
立方體，看看我們是否可以根據創造它們的特定研究小組對它們進行分類。”

在20世紀40年代初，幾位德國科學家正在競爭利用核裂變，從鈾中生產鈈用於戰爭。 這些團隊包括維爾納·海森堡（Werner Heisenberg）在柏林的小組（後來搬到海格洛赫，
試圖避開盟軍）和庫爾特·迪布納在戈托夫的小組。 鈾立方體的生產是為了給這些地點
的核反應爐提供燃料。 每個邊長約2英寸，數百個立方體被掛在浸沒在重水中的線纜上，其中氘取代了較輕的氫。 科學家們希望元件中的鈾的放射性衰變會釋放出一個自我維持的核連鎖反應–但該設計失敗了。

美國和英國軍隊於1945年在Haigerloch繳獲了一些海森堡鈾方塊，其中600多個方塊被運到了美國。 一些方塊可能被用於美國的核武器–部分原因是擔心德國正在開發核武器–
還有一些方塊屬於收藏家和包括PNNL在內的研究機構。 但其他包括數百個Diebner立方體則下落不明。

PNNL利用其樣本幫助培訓國際邊防人員和核鑒識研究人員檢測核材料。 Robertson說，它被標記為海森堡立方體，但對這一說法的支持僅僅是傳聞，他正在ACS 2021年秋季會議上展示這項工作。 在實驗室工作的博士生Robertson說：「我們沒有任何實際的測量來支援這一說法。 為了證明這個立方體的來源，她開始修改一些分析技術，以便與Schwantes的既定法證方法相結合。 Robertson求助於放射時間測定法，這是地質學家用來根據放射性同位素含量確定樣品年齡的核領域技術的一種常規做法。 “

當這些立方體第一次被鑄造時，它們含有相當純凈的金屬鈾。 隨著時間的推移，放射性衰變將一些鈾轉化為釷和原鏷。 Robertson正在調整一個放射性時間測量程式，以更好地分離和量化PNNL立方體中的這些元素。 它們的相對濃度將顯示出該立方體是在多長時間以前製造的。 她還在改進這種方法，以分析物體中的稀土元素雜質。 它們可以揭示出原始鈾的開採地點，這可能表明它是為海森堡或迪布納集團生產的。

同時，Robertson和Schwantes正在與PNNL的Carlos Fraga博士合作，測試這些立方體的塗層，德國人應用這些塗層來限制氧化。 PNNL團隊最近發現馬里蘭大學的立方體的塗層是苯乙烯–這是一個意外的發現，因為海森堡的研究小組使用的是基於氰化物的塗層。 然
而，該團隊現在瞭解到，Diebner小組的一些立方體使用了基於苯乙烯的塗層，並被送到了海森堡那裡，後者正試圖為他的反應堆積累更多的燃料。 “我們很好奇這個特殊的立
方體是否是與這兩個研究項目有關的立方體之一，”Schwantes說。 “此外，這也是我們
在將科學應用於實際的核鑒證調查之前測試我們的科學的一個機會。”

雖然科學家們對處理核時代初期的材料很感興趣，但不可否認的是，這些物品與歷史上的一個恐怖時期有關。 “我很高興納粹計劃在戰爭結束時並沒有像他們希望的那樣先進，
”羅伯遜說，”因為否則，世界相比現在將是一個非常不同的場景。 “

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