Während des Zweiten Weltkriegs beeilten sich die Vereinigten Staaten, die Atombombe zu bauen, teilweise aus Angst, Nazi-Deutschland könnte schneller sein. Eine neue wissenschaftliche Untersuchung legt nun nahe, dass Deutschland keineswegs so kurz vor dem Ziel stand, wie sein führender Physiker gerne andeutete – ein Befund, der absolut niemanden überraschen wird, der schon einmal ein Geschichtsbuch gelesen hat, der aber jetzt mit Uranwürfeln daherkommt.

Durch die Untersuchung erhaltener Uranwürfel und bereits dokumentierter historischer Beweise deckten Forscher erhebliche Einschränkungen von Deutschlands letztem experimentellen Kernreaktor auf. Dem Projekt fehlten nicht nur ein paar Kleinigkeiten. Den Berechnungen zufolge hätte der Reaktor weit mehr Uran und Schweres Wasser benötigt, als Deutschland während des Krieges zur Verfügung hatte.

Das Manhattan-Projekt, Amerikas geheime Kriegsanstrengung zur Atombombe, wurde teilweise von der Möglichkeit angetrieben, dass Nazi-Deutschland einen ähnlichen Durchbruch zuerst erzielen könnte. Wissenschaftler verstanden, dass wer zuerst dort ankam, einen beispiellosen militärischen Vorteil erlangen könnte – eine damals vernünftige Sorge, obwohl sich herausstellte, dass Deutschland damit beschäftigt war, ein ganz anderes Rennen zu verlieren.

Ein möglicher Weg zur Atombombe bestand darin, einen Kernreaktor zu bauen, der Plutonium produzieren konnte, ein radioaktives Element, das für Waffen verwendet werden kann. In einem Reaktor unterliegen Uranatome der Kernspaltung – Kerne spalten sich, setzen Energie und zusätzliche Teilchen namens Neutronen frei. Unter den richtigen Bedingungen lösen diese Neutronen weitere Spaltungen aus und erzeugen eine anhaltende Kettenreaktion. Diese Kette am Laufen zu halten, stellt sich als der schwierige Teil heraus.

Obwohl Nazi-Deutschland die Kernforschung über ein Programm namens Uranprojekt betrieb, debattierten Historiker lange darüber, wie nah seine Wissenschaftler dem Bau eines funktionierenden Reaktors kamen. Die Debatte ist jetzt erheblich uninteressanter.

Deutschlands letzter Versuch war ein experimenteller Reaktor namens B8-Haufen, gebaut 1945 unter dem Physiker Werner Heisenberg. Das Gerät verwendete Würfel aus natürlichem Uran, die in Schwerem Wasser suspendiert waren – eine spezielle Substanz, die für die Kontrolle der Kernreaktion unerlässlich ist.

Schweres Wasser sieht normalem Wasser sehr ähnlich, außer dass seine Wasserstoffatome ein zusätzliches Neutron enthalten. Dieser subtile Unterschied macht es in bestimmten Reaktoren nützlich, wo es als Neutronenmoderator dient: Es verlangsamt die bei der Spaltung freigesetzten Neutronen, und langsamere Neutronen lösen mit größerer Wahrscheinlichkeit weitere Spaltungen in Uran aus, was hilft, die Kettenreaktion aufrechtzuerhalten.

Für Deutschland war die Beschaffung von genügend Schwerem Wasser ein großes Hindernis. Während des Krieges war die einzige europäische Anlage, die den Bedarf des deutschen Programms decken konnte, das Norsk-Hydro-Werk in Vemork, Norwegen – das Deutschland nach der Besetzung Norwegens im April 1940 kontrollierte.

In Anerkennung der Bedeutung des Werks für Deutschlands Atomambitionen zielten alliierte Streitkräfte mit Sabotage und Bombardierung darauf. Ein großer amerikanischer Bombenangriff traf Vemork am 16. November 1943 und trug zum eventualen Ende der Schwerwasserproduktion dort bei. Nichts sagt „Wir nehmen deinen Reaktor ernst“ wie wiederholtes In-die-Luft-Jagen der einen Fabrik, die ihn am Laufen hält.

Als amerikanische Streitkräfte den B8-Reaktor 1945 entdeckten und demontierten, hatte er nie die Kritikalität erreicht – den Punkt, an dem eine Kettenreaktion selbsterhaltend wird, jede Generation von Spaltungen genug Neutronen produziert, um die nächste aufrechtzuerhalten. Kritikalität ist eine Grundvoraussetzung für den Betrieb eines konventionellen Reaktors. Trotz des ominösen Namens bedeutet es nicht, dass der Reaktor kurz vor der Explosion steht; es bedeutet einfach, dass die Kettenreaktion ohne externe Neutronenquelle fortgesetzt werden kann.

Heisenberg, der die deutsche Reaktoranstrengung leitete, behauptete, das B8-Experiment sei nahe an diesem Meilenstein gewesen. Er argumentierte, das Gerät habe nur eine relativ bescheidene Erhöhung des Urans benötigt, um betriebsbereit zu sein. Eine neue Studie unter der Leitung von Timothy Koeth und Kollegen stellt diese Einschätzung in Frage – was eine höfliche Art ist zu sagen, dass Heisenberg möglicherweise aufgerundet hat.

Die Forscher untersuchten zwei erhaltene Würfel aus natürlichem Uran, die im deutschen Projekt verwendet wurden. Sie studierten auch histo