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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。 “