Nadat ze hun zelfmoordcapsules hadden gegeven, liet de Noorse koninklijke kolonel Leif Tronstad zijn soldaten weten: "Ik kan u niet vertellen waarom deze missie zo belangrijk is, maar als u slaagt, zal deze honderd jaar in het geheugen van Noorwegen blijven leven."
Deze commando's wisten echter dat een eerdere poging tot dezelfde missie door Britse soldaten een complete mislukking was geweest. Twee zweefvliegtuigen die de mannen vervoerden, waren beide neergestort terwijl ze onderweg waren naar hun doel. De overlevenden werden snel gevangen genomen door Duitse soldaten, gemarteld en geëxecuteerd. Als ze op dezelfde manier gevangen worden genomen, kunnen deze Noren hetzelfde lot verwachten als hun Britse tegenhangers, vandaar de zelfmoordpillen.
28 februari markeert de 75e verjaardag van Operatie Gunnerside, en hoewel het nog geen 100 jaar is geweest, blijft de herinnering aan deze succesvolle Noorse missie sterk, zowel binnen Noorwegen als daarbuiten. Gedenkt in films, boeken en tv-miniseries, was de wintersabotage van de chemische fabriek Vemork in het district Telemark in het door de nazi's bezette Noorwegen een van de meest dramatische en belangrijke militaire missies van de Tweede Wereldoorlog. Het zette de Duitse nucleaire wetenschappers maanden achter en stond de Verenigde Staten toe de Duitsers in te halen in de zoektocht naar de productie van de eerste atoombom.
Terwijl mensen de atoombominspanningen van de Verenigde Staten meestal associëren met Japan en de oorlog in de Stille Oceaan, werd het Manhattan Project - het Amerikaanse programma om een atoombom te produceren - ondernomen in reactie op geallieerde vermoedens dat de Duitsers actief zo'n wapen. Toch eindigde het gevecht in Europa voordat beide partijen een werkende atoombom hadden. In feite werd op 7 mei 1945, de dag dat Duitsland zich overgaf, een repetitie voor Trinity - de eerste detonatie van de atoombomtest - uitgevoerd.
Dus de Amerikaanse atoombom arriveerde weken te laat voor gebruik tegen Duitsland. Niettemin, als de Duitsers slechts een paar maanden eerder hun eigen bom hadden ontwikkeld, zou het resultaat van de oorlog in Europa misschien heel anders zijn geweest. De maanden van tegenslag als gevolg van de sabotage van de chemische fabriek in Vemork door de Noren hebben misschien een Duitse overwinning voorkomen.
Het doel van de Noorse saboteurs (Jac Brun, CC BY) Nazi-bommen waren afhankelijk van zwaar water
Wat kolonel Tronstad, zelf professor in de vooroorlogse chemie, aan zijn mannen kon vertellen, was dat de chemische fabriek in Vemork 'zwaar water' maakte, een belangrijk ingrediënt voor het wapenonderzoek van de Duitsers. Verder wisten de Noorse troepen niets van atoombommen of hoe het zware water werd gebruikt. Zelfs vandaag, wanneer veel mensen op zijn minst een rudimentair begrip van atoombommen hebben en weten dat de bron van hun enorme energie het splitsen van atomen is, hebben weinigen enig idee wat zwaar water is of wat de rol is bij het splitsen van die atomen. Nog minder weten waarom de Duitse nucleaire wetenschappers het nodig hadden, terwijl de Amerikanen dat niet deden.
Normale waterstof, links, heeft slechts een proton; deuterium, de zware vorm van waterstof, heeft rechts een proton en een neutron. (Nicolae Coman, CC BY-SA) "Zwaar water" is precies dat: water met een molecuulgewicht van 20 in plaats van de normale 18 atoommassa-eenheden, of amu. Het is zwaarder dan normaal omdat elk van de twee waterstofatomen in zware H2O twee weegt in plaats van één amu. (Het ene zuurstofatoom in H2O weegt 16 amu.) Terwijl de kern van een normaal waterstofatoom een enkel subatomair deeltje heeft dat een proton wordt genoemd, hebben de kernen van de waterstofatomen in zwaar water zowel een proton als een neutron - een ander type subatomaire deeltje dat hetzelfde weegt als een proton. Watermoleculen met zware waterstofatomen zijn uiterst zeldzaam van aard (minder dan een op een miljard natuurlijke watermoleculen zijn zwaar), dus de Duitsers moesten kunstmatig al het zware water produceren dat ze nodig hadden.
Wat hun chemie betreft, gedragen zwaar water en normaal water zich op dezelfde manier, en je zou geen verschillen in je eigen koken, drinken of baden detecteren als er zwaar water uit je kraan zou komen. Maar je zou opmerken dat ijsblokjes gemaakt van zwaar water zinken in plaats van drijven wanneer je ze in een glas gewoon drinkwater stopt, vanwege hun verhoogde dichtheid.
Die verschillen zijn subtiel, maar er is iets dat zwaar water doet dat normaal water niet kan. Wanneer snelle neutronen die vrijkomen door het splitsen van atomen (d.w.z. kernsplijting) door zwaar water gaan, zorgen interacties met de zware watermoleculen ervoor dat die neutronen langzamer worden of matigen. Dit is belangrijk omdat langzaam bewegende neutronen efficiënter zijn in het splitsen van uraniumatomen dan snel bewegende neutronen. Aangezien neutronen die door zwaar water reizen efficiënter atomen splitsen, is minder uranium nodig om een kritische massa te bereiken; dat is de minimale hoeveelheid uranium die nodig is om een spontane kettingreactie van atomen die snel achter elkaar splitsen te starten. Het is deze kettingreactie, binnen de kritische massa, die de explosieve energie van de bom vrijgeeft. Daarom hadden de Duitsers het zware water nodig; hun strategie voor het produceren van een atoomexplosie hing ervan af.
De Amerikaanse wetenschappers hadden daarentegen een andere aanpak gekozen om een kritische massa te bereiken. Zoals ik in mijn boek “Strange Glow: The Story of Radiation” uitlegde, gebruikte de Amerikaanse atoombominspanning verrijkt uranium - uranium met een verhoogde concentratie van het gemakkelijk gesplitste uranium-235 - terwijl de Duitsers niet-verrijkt uranium gebruikten. En de Amerikanen kozen ervoor om de neutronen van hun verrijkt uranium te vertragen met gemakkelijker beschikbaar grafiet in plaats van zwaar water. Elke benadering had zijn technologische afwegingen, maar de Amerikaanse aanpak was er niet op gebaseerd het extreem schaarse zware water te moeten synthetiseren. De zeldzaamheid maakte van zwaar water de achilleshiel van het Duitse nucleaire bomprogramma.
Stealthy aanpak door de Noren
In plaats van de Britse strategie te herhalen om tientallen mannen in zweefvliegtuigen te sturen, die met zware wapens en uitrusting (inclusief fietsen!) Vliegen om de met sneeuw bedekte wegen te doorkruisen, en een directe aanval op de voorpoorten van de fabriek te doen, zouden de Noren vertrouwen op een alternatieve strategie. Ze parachutespringen een kleine groep deskundige skiërs de wildernis in die de plant omringde. De licht bewapende skiërs zouden dan snel hun weg naar de plant skiën en stealth gebruiken in plaats van geweld om toegang te krijgen tot de productieruimte voor zwaar water om deze te vernietigen met explosieven.
Zes Noorse soldaten werden afgezet om vier anderen te ontmoeten die al op locatie waren. (De vier hadden in weken eerder geparachuteerd om een verlichte landingsbaan op een meer op te zetten voor de Britse zweefvliegtuigen die nooit aankwamen.) Op de grond werden ze vergezeld door een Noorse spion. De groep van 11 man werd aanvankelijk vertraagd door zware weersomstandigheden, maar toen het weer eindelijk opklom, gingen de mannen snel vooruit naar hun doelwit over het besneeuwde landschap.
Brug naar de Vemork-site (martin_vmorris, CC BY-SA) De Vemork-plant klampte zich vast aan een steile helling. Bij aankomst in het ravijn dat diende als een soort beschermende gracht, konden de soldaten zien dat een poging om de zwaar bewaakte brug over te steken zinloos zou zijn. Dus onder de dekking van de duisternis daalden ze af naar de bodem van het ravijn, staken de bevroren beek over en klommen de steile kliffen op naar de plant, waardoor ze de brug volledig omzeilden. De Duitsers dachten dat het ravijn onbegaanbaar was, en hadden dus niet voor zo'n aanpak gewaakt.
De Noren konden vervolgens langs wachtposten sluipen en hun weg vinden naar de productieruimte voor zwaar water, op basis van kaarten van de plant die door Noorse verzetsmensen waren verstrekt. Bij binnenkomst in de ruimte met zwaar water stelden ze snel hun getimede explosieven in en vertrokken. Ze ontsnapten aan het toneel tijdens de chaotische nasleep van de explosie. Er zijn geen levens verloren gegaan en er is geen enkel schot aan beide kanten afgevuurd.
Buiten de fabriek liepen de mannen terug door het ravijn en splitsten zich vervolgens in kleine groepen die onafhankelijk naar het oosten trokken naar de veiligheid van het neutrale Zweden. Uiteindelijk gingen ze allemaal terug naar hun Noorse eenheid gestationeerd in Groot-Brittannië.
De Duitsers konden later hun plant herbouwen en hervatten met het maken van zwaar water. Daaropvolgende geallieerde bommenwerpers op de plant waren niet effectief in het stoppen van de productie vanwege de zware muren van de plant. Maar de schade was al aangericht. De Duitse atoombominspanning was zodanig vertraagd dat het nooit op tijd klaar zou zijn om de uitkomst van de oorlog te beïnvloeden.
Tegenwoordig horen we niet veel over zwaar water. De moderne nucleaire bomtechnologie heeft andere wegen genomen. Maar het was ooit een van de meest zeldzame en gevaarlijke stoffen ter wereld, en dappere soldaten - zowel Britse als Noorse - vochten moedig om de productie te stoppen.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Timothy J. Jorgensen, directeur van het Graduate Program Health Physics and Radiation Protection and Associate Professor of Radiation Medicine, Georgetown University
