Gốc rễ kinh hoàng của 2 vụ ném bom nguyên tử Mỹ thả xuống Nhật Bản: Cái chết từ khối lập phương 2 kg

Người bình thường sẽ không chú ý đến một vật hình khối, màu xám trên bàn làm việc của ai đó. Bởi họ nghĩ rằng đó đơn thuần là dụng cụ chặn giấy.

"Cháu gái của nhà vật lý, hóa học người Pháp gốc Ba Lan Marie Curie có một chiếc. Và cô ấy sử dụng nó như một dụng cụ chắn cửa", Tiến sĩ Miriam Hiebert, một nhà sử học và nhà khoa học vật liệu người Mỹ nói.

Tuy nhiên, trọng lượng của các vật thể dài 5 cm có khả năng gây kinh ngạc cho bất cứ ai khi chạm tay vào chúng - mỗi vật nặng khoảng 2 kg! Đó là bởi vì chúng được làm từ nguyên tố nặng bậc nhất trên Trái Đất: Uranium . Và chúng có một quá khứ rất thăng trầm.

Các khối lập phương này từng là một phần của các lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm mà Đức Quốc xã thiết kế trong Thế chiến thứ hai (1939-1945). Theo những gì các nhà nghiên cứu biết, trên thế giới chỉ còn lại 14 khối lập phương, trong số hơn 1.000 khối được sử dụng trong các thí nghiệm vũ khí hạt nhân của Đức Quốc xã.

Hơn 600 khối đã bị thu đưa về Mỹ trong những năm 1940. Nhưng ngay cả sau đó, điều gì đã xảy ra với hầu hết các hình khối Uranium này vẫn chìm trong bóng tối bí ẩn.

Tiến sĩ Miriam Hiebert (trái) và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth - người đang cầm trên tay khối Uranium của Đức Quốc xã. Ảnh: John T. Consoli / Đại học Maryland

Tiến sĩ Miriam Hiebert và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth, thuộc khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Đại học Maryland (Mỹ), đang viết một cuốn sách về các hình khối Uranium. Sau nhiều năm nghiên cứu, họ nói với Business Insider rằng họ biết điều gì đã xảy ra.

1. QUÁ KHỨ THĂNG TRẦM

Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth - Nguyên Giám đốc, Lò phản ứng hạt nhân & Cơ sở bức xạ của Đại học Maryland - mô tả các khối lập phương Uranium là "di tích sống duy nhất" về nỗ lực hạt nhân của Đức Quốc xã. Ông nói: "Chúng là động lực cho toàn bộ dự án Manhattan".

[ Dự án Manhattan chính là "cái nôi" cho ra đời quả bom nguyên tử đầu tiên trong lịch sử nhân loại, mật danh "Trinity" của Mỹ ].

Trước chiến tranh, Đức là nước dẫn đầu thế giới về vật lý, và khoa học về năng lượng hạt nhân vẫn còn sơ khai. Năm 1938, nhà hóa học người Đức Otto Hahn (1879-1968) tiết lộ rằng ông đã tạo ra sự phân hạch bằng cách cho nổ neutron ở lõi Uranium.

Trước cuộc truy sát của Đức Quốc xã, các nhà khoa học chạy trốn khỏi châu Âu, bao gồm Albert Einstein và Enrico Fermi. Chính họ đã lên tiếng cảnh báo Mỹ rằng Đức có thể phát triển bom nguyên tử.

Trước đó, tháng 8/1939, một tháng trước khi Thế chiến II chính thức nổ ra, nhà bác học người Đức Albert Einstein viết thư cho Tổng thống Mỹ Franklin D. Roosevelt cảnh báo rằng: Phản ứng dây chuyền hạt nhân liên quan đến Uranium có thể tạo ra loại bom hủy diệt mạnh chưa từng có trong lịch sử - chính là bom nguyên tử.

Khi cuộc chiến nổ ra, Adolf Hitler đặt rất nhiều kỳ vọng vào loại vũ khí hủy diệt này, hòng phục vụ cho những nước cờ đầy toan tính của hắn. Mỹ sợ!

Cuộc chạy đua vũ trang/săn lùng nguyên tố phóng xạ diễn ra từ đó!

Chuyện gì sẽ xảy ra nếu Adolf Hitler nắm trong tay thứ vũ khí hủy diệt ấy? Nguồn: New York Post

Mỹ và Đức Quốc xã đều chạy đua phát triển công nghệ hạt nhân trong chiến tranh. Người Đức đã có một khởi đầu thuận lợi, họ sở hữu những bộ óc thiên tài có thể phát triển quá trình phân hạch hạt nhân với mục tiêu cuối cùng là phát triển một loại vũ khí hủy diệt mạnh nhất thế giới.

Để tránh mọi con mắt dòm ngó, Đức Quốc xã triển khai 2 nhánh sản xuất vũ khí hủy diệt. Hai nhành này được giao cho 2 nhà lãnh đạo chương trình hạt nhân của Đức Quốc xã, Werner Heisenberg và Kurt Diebner

Nhóm của Werner Heisenberg làm việc ở ngoài Berlin, trước khi chuyển đến Haigerloch ở tây nam nước Đức để trốn tránh quân đội Đồng minh; trong khi nhà khoa học Kurt Diebner đứng đầu một nhóm nghiên cứu ở Gortow, miền bắc nước Đức.

Giữa hai cơ sở, Đức Quốc xã đã tích lũy được từ 1.000-1.200 khối Uranium. Các khối này dài khoảng 5 cm mỗi cạnh, có màu xám than và nặng khoảng 2,2 kg.

Ở dạng tự nhiên, Uranium không có tính phóng xạ cao. Vì vậy, các hình khối không nguy hiểm lắm. Nhưng áp dụng một neutron vào Uranium, cụ thể là đồng vị Uranium-235 (U-235), nó sẽ giải phóng năng lượng cực cao.

[Sức công phá khủng khiếp của quả bom Little Boy Mỹ ném xuống thành phố Hiroshima của Nhật đến từ sự phân hạch hạt nhân của Uranium-235].

Để tạo ra một vụ nổ, điều kiện là phải xảy ra trong một phản ứng dây chuyền: Neutron bị bắt bởi một nguyên tử Uranium khác, nguyên tử này tách ra, tạo ra nhiều neutron hơn... Để làm được điều đó, các neutron cần được làm chậm lại bởi một chất gọi là chất điều tiết.

Mỹ đã sử dụng than chì cho điều đó, và nó đã mang lại hiệu quả cao. Các nhà khoa học thuộc Dự án Manhattan đã tạo ra một phản ứng dây chuyền hạt nhân tự duy trì vào tháng 12 năm 1942.

Một bản sao của lò phản ứng hạt nhân mà Đức Quốc xã đã xây dựng tại Haigerloch, miền nam nước Đức. (CC BY-SA 3.0, ArtMechanic, Wikipedia)

Đức lại khác. Những nhà lãnh đạo chương trình hạt nhân của Đức Quốc xã, Werner Heisenberg và Kurt Diebner, đã chọn nước nặng làm chất điều tiết: Nước nặng trong đó các nguyên tử hydro được thay thế bằng đơteri (Deuterium). Các khối Uranium sẽ được nhúng vào nước nặng.

Đức Quốc xã đã phát triển hai lò phản ứng nguyên mẫu, lò phản ứng lớn hơn có 664 khối Uranium được xâu lại thành nhiều chuỗi Uranium lớn và treo lơ lửng trên một hố nước nặng. Lò phản ứng nhỏ hơn sử dụng khoảng 400 khối.

2. SỨ MỆNH MANG MẬT DANH "ALSOS"

Vào thời Thế chiến II, lực lượng Đồng minh không nắm được chương trình hạt nhân của Đức Quốc xã đã đi được bao xa. Và điều này khiến họ rất lo lắng.

Vì vậy, vào năm 1943, quân Đồng minh đã phát động một nhiệm vụ bí mật - mật danh là "Alsos" - để tìm hiểu.

Một nhóm khoảng chục người, bao gồm binh lính, nhà khoa học và thông dịch viên, đã đi qua Ý, Pháp và Đức để tìm kiếm dấu vết của các phòng thí nghiệm hạt nhân của Đức Quốc xã. Sau đó, khi chiến tranh gần kết thúc, mục tiêu của sứ mệnh chuyển sang đảm bảo vật liệu hạt nhân (hoặc các nhà khoa học của Đức) sẽ không lọt vào tay Liên Xô.

Các sĩ quan tình báo thu thập các khối Uranium của Đức tại Haigerloch, Đức. Ảnh: Samuel Goudsmit / AIP Emilio Segrè Visual Archives

Khi quân Đồng minh tấn công Đức Quốc xã vào tháng 4 năm 1945, một đội đặc biệt đã săn lùng chương trình vũ khí hạt nhân của Đức Quốc xã và nhà vật lý nổi tiếng thế kỷ 20 Werner Heisenberg.

Tại thị trấn Haigerloch ở miền nam nước Đức, ẩn mình trong một hang động bên dưới một lâu đài, đội Đồng minh đã phát hiện ra một lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm lớn cùng 659 khối Uranium, nặng khoảng 1,5 tấn.

Người đứng đầu của Dự án năng lượng nguyên tử của Đức Quốc Xã là nhà bác học Werner Heisenberg, cùng nhóm của ông trước đó đã ẩn náu ở miền nam nước Đức.

Sau khi biết sự truy quét của quân Đồng Minh, Werner Heisenberg đã vội vã chạy trốn trong đêm, đi xe đạp với một ba lô chất đầy các khối phóng xạ. Đó là lý do, người ta gọi các khối lập phương Uranium này là Khối Heisenberg (theo tên của nhà lãnh đạo chương trình hạt nhân của Đức Quốc xã Werner Heisenberg).

Kết thúc sứ mệnh Alsos, gần như tất cả các khối Uranium và nước nặng của Đức Quốc xã rơi vào tay người Mỹ. Nhưng tung tích hàng trăm khối Uranium của lò phản ứng nhỏ hơn vẫn còn là bí mật.

3. BÍ MẬT CỦA HƠN 1.000 KHỐI URANIUM

Sau khi các khối lập phương Uranium đến Mỹ, mọi tung tích về các khối này chìm nhanh vào quên lãng - Tiến sĩ Miriam Hiebert cho biết. Không phải bởi Mỹ vứt chúng vào xó. Mỹ âm thầm sử dụng các khối Uranium của Đức Quốc xã cho chương trình hạt nhân của mình một cách bí mật trước truyền thông, đặc biệt là trước Liên Xô - kỳ phùng địch thủ của họ trong cuộc chiến không đổ máu mới - Chiến tranh Lạnh (1946-1991).

"Chúng tôi chỉ biết 14 trong tổng số hơn 1.000 khối Uranium tồn tại. Số còn lại vẫn còn bí mật, Nhưng 14 khối đó cũng có thể cung cấp những manh môi về những gì có thể đã xảy ra với phần còn lại" - Hai nhà khoa học Mỹ cho biết.

Tác giả người Anh Mike Rossiter viết trong cuốn sách "The Spy Who Changed the World" rằng: Công việc nghiên cứu và chế tạo bom nguyên tử của các nhà khoa học trong Dự án Manhattan là "công việc bí mật nhất thế kỷ 20".

Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth, một người đam mê sưu tập các vật thể hạt nhân từ khi còn là một thiếu niên, có 2 trong số 14 khối Uranium. Cả hai đều được các đồng nghiệp tặng cho anh. Món quà đầu tiên là một món quà sinh nhật khoảng một thập kỷ trước, nhưng người tặng yêu cầu giấu tên và Timothy Koeth sẽ không tiết lộ cách họ có được khối lập phương.

Món quà đi kèm với một ghi chú viết tay có nội dung: "Được lấy ở Đức từ lò phản ứng hạt nhân mà Hitler đã cố gắng xây dựng. Quà của Ninninger".

Ghi chú đi kèm với khối lập phương mà Trợ lý Giáo sư Koeth được tặng. Ảnh: Timothy Koeth

Hóa ra Robert D. Nininger (tên của ông chỉ có một n), là một nhà địa chất học của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Mỹ vào những năm 1950.

Tiến sĩ Miriam Hiebert và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth đã tìm thấy các tài liệu cho thấy Robert D. Nininger đã làm việc với Dự án Manhattan.

Khối lập phương Uranium thứ hai của Timothy Koeth đến từ một cựu giảng viên tại Đại học Maryland, người đã nhận nó từ một giảng viên khác, Duffey. Trong chiến tranh, Duffey, một kỹ sư hóa học, đã làm việc tại một nhà máy ở Beverly, bang Massachusetts (Mỹ) - nơi xử lý Uranium phế liệu, Timothy Koeth nói.

Dựa trên những phát hiện này và những phát hiện khác, Tiến sĩ Miriam Hiebert và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth cho rằng hầu hết các khối lập phương của Đức Quốc xã đưa tới Mỹ đều được tái sử dụng và sử dụng trong chương trình hạt nhân của chính nước Mỹ. Nhưng một vài trong số đó được giữ lại làm kỷ niệm.

Đối với 400 khối Uranium từ lò phản ứng thứ hai, Tiến sĩ Miriam Hiebert và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth đã tìm thấy một số tài liệu cho thấy chúng có khả năng được chuyển đến Liên Xô, trong khi số khác được bán trên thị trường chợ đen ở châu Âu.

"Mục đích của các lò phản ứng của Đức Quốc xã là sản xuất Plutonium cho chương trình vũ khí hủy diệt của họ, vì vậy thực ra họ không quan tâm đến chính Uranium. Tất cả các dấu hiệu cho thấy họ đã không thành công trong việc sử dụng Uranium" - các nhà khoa học cho biết.

Nhưng người Mỹ lại thành công với Uranium và cả Plutonium!

Cách đây hơn 7 thập kỷ, thế giới chính thức bước vào kỷ nguyên nguyên tử hạt nhân sau khi Mỹ vụ thử nghiệm thành c ông loại vũ khí mạnh nhất của loài người - Quả bom nguyên tử "Trinity" tại khu vực Alamogordo, bang New Mexico, vào ngày 16/7/1945.

Cuộc thử nghiệm Trinity là kết quả của "Dự án Manhattan" nhằm tạo ra thứ vũ khí khủng khiếp nhất trong lịch sử nhân loại. Và ít ai ngờ, 'cái nôi' của "Dự án Manhattan" đến từ những khối Uranium sẵn của của Đức Quốc xã.

Và vào ngày 6/8/1945, Mỹ đã sử dụng quả bom hạt nhân mật danh "Little Boy" (Sức công phá đến từ sự phân hạch hạt nhân của Uranium-235) để ném xuống thành phố Hiróhima của Nhật Bản.

Quả bom nguyên tử thứ hai tên "Fat Man" mà Mỹ ném xuống Nagasaki, Nhật Bản ngày 9/8/1945 có lõi làm bằng Plutonium. Fat Man có sức công phá tương đương 22.000 tấn thuốc nổ TNT, khiến hàng chục nghìn người thiệt mạng.

Đây là 2 sự kiện khiến chính người đứng đầu Dự án Manhattan là nhà vật lý lý thuyết J. Robert Oppenheimer (đồng thời là cha đẻ của vũ khí hạt nhân Mỹ) phải thốt lên đau khổ rằng: "Tôi khác gì Thần chết, kẻ gieo rắc sự hủy diệt cho thế giới này!".

Và rồi, phần lịch sử tang thương đó cũng dần khép lại...

4. TỪ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐẾN NỖ LỰC CHỐNG PHỔ BIẾN VŨ KHÍ HẠT NHÂN

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ hiện đang lần đầu tiên thực hiện phân tích pháp y hạt nhân trên ba khối Uranium được cho là từ các phòng thí nghiệm của Đức Quốc xã, trong một dự án có thể có ý nghĩa lịch sử cũng như tác động đến an ninh hạt nhân.

Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) của Mỹ sở hữu một khối Uranium khác của Đức Quốc xã nhưng không có hồ sơ ghi lại lịch sử của nó.

Vì vậy, hai nhà khoa học ở đó, Jon Schwantes và Brittany Robertson, cùng với Tiến sĩ Miriam Hiebert và Trợ lý Giáo sư Timothy Koeth gần đây đã tìm ra một phương pháp mới để xác định niên đại của khối lập phương - và các sản phẩm Uranium khác - chính xác hơn những gì có thể trước đây.

Để làm như vậy, họ đã đo mức độ của hai nguyên tử, Protactinium và Thorium, tích tụ theo thời gian khi Uranium phân hủy.

[Protactinium (Pa) có Pa-231 là sản phẩm phân rã từ Uranium-235 (U-235), và có chu kỳ bán rã là 32.760 năm].

Trong một bài thuyết trình vào tháng 8/2021 tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội Hóa học Mỹ, hai nhà khoa học PNNL Jon Schwantes và Brittany Robertson đã tiết lộ rằng khi họ áp dụng phương pháp này vào khối lập phương trong phòng thí nghiệm của họ, kết quả đã phát hiện độ tuổi dự kiến ​​- Khối Uranium này có từ những năm Đức Quốc xã phát triển vũ khí hạt nhân.

"Làm việc với khối Uranium từng có trong tay của nhà khoa học nổi tiếng thế giới thế kỷ 20 Werner Heisenberg quả thực rất áp lực và đáng sợ. Nếu các nhà khoa học Đức Quốc xã thành công, thế giới sẽ rất khác, cả ở châu Âu và trên toàn thế giới. Chúng tôi cố gắng không đánh mất thực tế đó" - nhóm các nhà khoa học nghiên cứu 3 khối Uranium bộc lộ.

Tất nhiên, ngày nay, khối lập phương Uranium có một chức năng khác: "Mục đích chính mà nó được sử dụng là đào tạo", Jon Schwantes cho biết.

Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) dạy các nhân viên an ninh cách nhận biết vật liệu hạt nhân và phóng xạ. Vì vậy, khối lập phương cung cấp một ví dụ đào tạo tốt.

Jon Schwantes nói: "Tôi thấy đó thực sự là một cốt truyện thú vị cho khối lập phương này - rằng nó được sản xuất lần đầu tiên cho chương trình hạt nhân của ai đó, và bây giờ nó đang được sử dụng để phi phổ biến hạt nhân".