Winter Fortress

Irene Lin
3 min readAug 19, 2019

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勇敢的挪威人如何和盟軍合作,阻止納粹取得製造核子彈所需的重要原料:重水

二次大戰時,德國差一點就做出來的武器,包括長程飛彈,噴射引擎戰鬥機,生化武器,以及核子彈。這些武器當中任一種如果成功量產,二戰的結局可能大大不同。

挪威的一處水力發電廠,是當時世界上唯一能量產重水的地方,納粹看準挪威的豐富礦產,以及他們認為製造核子彈不可或缺的原料:重水 ,要搶先世界所有國家做出毀滅性武器。

挪威的反納粹人士,包括住在水力發電廠附近的平民以及工程師,先後冒險偷渡到英國,接受情報蒐集訓練之後,再回挪威協助盟軍取得德軍活動的情報。盟軍一開始計畫用轟炸,但水力發電廠所在區域沒有大城市或明顯地標,要飛越海岸線往內陸而不被德軍發現非常難,美軍後來做出能讓轟炸機投彈手準確判斷目標的視鏡也還未出現。第二選擇是派特種部隊潛入破壞發電廠,這需要週密的計畫,沒有當地人協助幾乎不可能成功。

1930年代,挪威一家水力發電廠的工程師們,利用充沛的電力和水源,研發出可以量產重水的製程。重水由氫原子同位素氘組成,一般的水裡面,100萬個氫原子當中,只有156個氘原子,從一般水源純化出重水是非常耗費時間能源金錢的過程,這家挪威公司可量產達到公斤等級的高純度重水,是當時全世界獨家。但幾乎諷刺的是,人類對於重水的用途毫無頭緒,除了非常少數物理學者用小量重水做實驗之外,沒有人會買這昂貴的商品,挪威發電廠差點放棄製程。

直到核子物理研究進展到發現核分裂是可行的,少量原料能產生巨大能量,用來發電或製造武器。德國有錢有科學家,取得鈾礦來提煉濃縮鈾也不是問題,但為了要能控制核反應,必須有吸收中子以及減低中子撞擊速度的物質,當時物理學家提出兩種降低中子撞擊的物質:石墨或重水。現今核反應爐幾乎都用石墨,比重水容易取得,但1930年代德國科學家並未完全了解,石墨必須是高純度,不含任何吸收中子的元素(例如硼),否則核分裂反應會漸漸減速最後停止。所以他們試過石墨,最後選擇了重水。

德國先派代表去挪威,以私人名義表示要買大量重水,卻未說明真正用途,水力發電廠賣了好幾公斤的重水,不是送去德國,而是法國,這批重水在納粹入侵法國之前,被偷偷帶往英國。德軍入侵挪威之後,第一要務就是控制製造重水的發電廠,要求加大產量。物理學家估計,必須有一噸以上的重水才夠實際用在核子反應堆。一千公斤的重水,在當時幾乎不可能有其他來源能夠取得,要找到製造重水的完美地點,先天有大量水源以及發電廠在近旁,並不如想像中容易,德國無法直接在國內複製挪威的製程。美國和英國也都知道這點,要阻止德國的核武發展計畫,最關鍵的點不是科學家也不是鈾礦來源或濃縮技術,而是重水。

這時,英國已搜羅一批科學家開始研發核子彈,美國的曼哈頓計畫還在起步階段,人類史上第一個人工製造核反應堆在1942年12月成功啟動核分裂連鎖反應,由物理學家費米領導的團隊,用塊狀高純度石墨(人工合成而非天然礦材)和濃縮鈾堆疊組成反應堆,之前關於如何讓核分裂反應開始的各種紙上計算,終於有了實體可以更精確實驗。而德國科學家仍然認為重水是唯一適合減低中子撞擊速度的物質。

(待續)

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Irene Lin

用鍵盤說話比用嘴說還能喇賽的人。水瓶座怪咖孤僻症極致 INTJ