科学家正调查纳粹德国二战中失败的核计划中的铀立方体的来源

该项目的主要研究者Jon Schwantes博士说，一个立方体在太平洋西北国家实验室（PNNL），但没有人确定它是如何到达那里的。通过合作者，包括马里兰大学的Timothy Koeth博士，该实验室还能接触到其他一些立方体。"Schwantes说："我们不知道这些立方体是否来自纳粹德国的核武项目，所以我们首先想确定这一点。"然后我们想比较不同的立方体，看看我们是否可以根据创造它们的特定研究小组对它们进行分类。"

在20世纪40年代初，几位德国科学家正在竞争利用核裂变，从铀中生产钚用于战争。这些团队包括维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）在柏林的小组（后来搬到海格洛赫，试图避开盟军）和库尔特·迪布纳在戈托夫的小组。铀立方体的生产是为了给这些地点的核反应堆提供燃料。每个边长约2英寸，数百个立方体被挂在浸没在重水中的线缆上，其中氘取代了较轻的氢。科学家们希望组件中的铀的放射性衰变会释放出一个自我维持的核连锁反应--但该设计失败了。

美国和英国军队于1945年在Haigerloch缴获了一些海森堡铀方块，其中600多个方块被运到了美国。一些方块可能被用于美国的核武器--部分原因是担心德国正在开发核武器--还有一些方块属于收藏家和包括PNNL在内的研究机构。但其他包括数百个Diebner立方体则下落不明。

PNNL利用其样本帮助培训国际边防人员和核鉴识研究人员检测核材料。Robertson说，它被标记为海森堡立方体，但对这一说法的支持仅仅是传闻，他正在ACS 2021年秋季会议上展示这项工作。在实验室工作的博士生Robertson说："我们没有任何实际的测量来支持这一说法。为了证明这个立方体的来源，她开始修改一些分析技术，以便与Schwantes的既定法证方法相结合。Robertson求助于放射时间测定法，这是地质学家用来根据放射性同位素含量确定样品年龄的核领域技术的一种常规做法。"

当这些立方体第一次被铸造时，它们含有相当纯净的金属铀。随着时间的推移，放射性衰变将一些铀转化为钍和原镤。Robertson正在调整一个放射性时间测量程序，以更好地分离和量化PNNL立方体中的这些元素。它们的相对浓度将显示出该立方体是在多长时间以前制造的。她还在改进这种方法，以分析物体中的稀土元素杂质。它们可以揭示出原始铀的开采地点，这可能表明它是为海森堡或迪布纳集团生产的。

同时，Robertson和Schwantes正在与PNNL的Carlos Fraga博士合作，测试这些立方体的涂层，德国人应用这些涂层来限制氧化。PNNL团队最近发现马里兰大学的立方体的涂层是苯乙烯--这是一个意外的发现，因为海森堡的研究小组使用的是基于氰化物的涂层。然而，该团队现在了解到，Diebner小组的一些立方体使用了基于苯乙烯的涂层，并被送到了海森堡那里，后者正试图为他的反应堆积累更多的燃料。"我们很好奇这个特殊的立方体是否是与这两个研究项目有关的立方体之一，"Schwantes说。"此外，这也是我们在将科学应用于实际的核鉴证调查之前测试我们的科学的一个机会。"

虽然科学家们对处理核时代初期的材料很感兴趣，但不可否认的是，这些物品与历史上的一个恐怖时期有关。"我很高兴纳粹计划在战争结束时并没有像他们希望的那样先进，"罗伯逊说，"因为否则，世界相比现在将是一个非常不同的场景。"