Tijdens de Tweede Wereldoorlog racete de Verenigde Staten om de atoombom te bouwen, deels uit angst dat Nazi-Duitsland er als eerste zou zijn. Een nieuw wetenschappelijk onderzoek suggereert nu dat Duitsland er lang niet zo dichtbij was als zijn hoofd-natuurkundige graag wilde doen geloven - een bevinding die absoluut niemand zal verbazen die ooit een geschiedenisboek heeft gelezen, maar die nu gepaard gaat met uranium kubussen.

Door overgebleven uranium kubussen en eerder gedocumenteerd historisch bewijs te onderzoeken, ontdekten onderzoekers grote beperkingen in Duitslands laatste experimentele kernreactor. Het project miste niet slechts een paar losse eindjes. Volgens de berekeningen zou de reactor veel meer uranium en zwaar water nodig hebben gehad dan Duitsland tijdens de oorlog beschikbaar had.

Het Manhattan Project, Amerika's geheime oorlogsinspanning voor de atoombom, werd deels gedreven door de mogelijkheid dat Nazi-Duitsland als eerste een vergelijkbare doorbraak zou bereiken. Wetenschappers begrepen dat wie er als eerste was een ongekend militair voordeel zou behalen - een redelijke zorg in die tijd, hoewel Duitsland achteraf gezien druk bezig was een heel andere race te verliezen.

Een mogelijke route naar een atoombom was het bouwen van een kernreactor die plutonium kon produceren, een radioactief element dat in wapens kan worden gebruikt. In een reactor ondergaan uraniumatomen kernsplijting - kernen splitsen zich, waarbij energie en extra deeltjes vrijkomen die neutronen worden genoemd. Onder de juiste omstandigheden veroorzaken die neutronen verdere splijting, waardoor een aanhoudende kettingreactie ontstaat. Die ketting zelf in stand houden, zo blijkt, is het moeilijke deel.

Hoewel Nazi-Duitsland kernonderzoek nastreefde via een programma dat bekend stond als het Uranprojekt, hebben historici lang gediscussieerd over hoe dicht zijn wetenschappers bij een werkende reactor kwamen. Het debat is nu aanzienlijk minder interessant.

Duitslands laatste poging was een experimentele reactor genaamd de B8-pile, gebouwd in 1945 onder natuurkundige Werner Heisenberg. Het apparaat gebruikte kubussen van natuurlijk uranium gesuspendeerd in zwaar water - een gespecialiseerde stof die essentieel is voor het beheersen van de kernreactie.

Zwaar water lijkt veel op gewoon water, behalve dat de waterstofatomen een extra neutron bevatten. Dat subtiele verschil maakt het nuttig in bepaalde reactoren, waar het dient als neutronenmoderator: het vertraagt neutronen die vrijkomen bij splijting, en langzamere neutronen hebben meer kans om verdere splijting in uranium te veroorzaken, wat helpt de kettingreactie in stand te houden.

Voor Duitsland was het verkrijgen van voldoende zwaar water een grote hindernis. Tijdens de oorlog was de enige Europese faciliteit die kon leveren wat het Duitse programma nodig had de Norsk Hydro-fabriek in Vemork, Noorwegen - die Duitsland controleerde na de bezetting van Noorwegen in april 1940.

De geallieerden, die het belang van de fabriek voor Duitslands nucleaire ambities inzagen, richtten zich erop met sabotage en bombardementen. Een grote Amerikaanse bombardementsaanval trof Vemork op 16 november 1943, wat bijdroeg aan het uiteindelijke einde van de zwaarwaterproductie daar. Niets zegt "we nemen je reactor serieus" zoals herhaaldelijk de enige fabriek opblazen die hem draaiende houdt.

Toen Amerikaanse troepen de B8-reactor in 1945 ontdekten en demonteerden, had deze nooit kritikaliteit bereikt - het punt waarop een kettingreactie zelfonderhoudend wordt, waarbij elke generatie splijting genoeg neutronen produceert om de volgende in stand te houden. Kritikaliteit is een basisvereiste voor het laten werken van een conventionele reactor. Ondanks de onheilspellende naam betekent het niet dat de reactor op het punt staat te ontploffen; het betekent simpelweg dat de kettingreactie kan doorgaan zonder een externe neutronenbron.

Heisenberg, die de Duitse reactorinspanning leidde, hield vol dat het B8-experiment dicht bij die mijlpaal was gekomen. Hij betoogde dat het apparaat slechts een relatief bescheiden toename in uranium nodig had om operationeel te worden. Een nieuwe studie onder leiding van Timothy Koeth en collega's betwist die beoordeling - wat een beleefde manier is om te zeggen dat Heisenberg misschien aan het afronden was.

De onderzoekers onderzochten twee overgebleven kubussen van natuurlijk uranium die in het Duitse project werden gebruikt. Ze bestudeerden ook histo