Etter å ha gitt dem selvmordskapslene, informerte den norske kongelige hær oberst Leif Tronstad sine soldater: "Jeg kan ikke fortelle deg hvorfor dette oppdraget er så viktig, men hvis du lykkes, vil det leve i Norges minne i hundre år."
Disse kommandoene visste imidlertid at et tidligere forsøk på samme oppdrag fra britiske soldater hadde vært en fullstendig fiasko. To seilfly som transporterte mennene hadde begge styrtet mens de var på vei mot målet. De overlevende ble raskt tatt til fange av tyske soldater, torturert og henrettet. Hvis de ble fanget på lignende måte, kunne disse nordmennene forvente den samme skjebnen som sine britiske kolleger, derav selvmordspillerne.
28. februar markerer 75-årsjubileet for Operasjon Gunnerside, og selv om det ennå ikke har gått 100 år, er minnet om dette vellykkede norske oppdraget fortsatt sterkt både i Norge og utenfor. Vintersabotasjen til det kjemiske anlegget Vemork i Telemark fylke, det nazio okkuperte Norge, ble minnet i filmer, bøker og TV-miniserier, og var et av de mest dramatiske og viktige militære oppdragene under 2. verdenskrig. Det la de tyske atomforskerne måneder etter og lot USA overta tyskerne i jakten på å produsere den første atombomben.
Mens folk har en tendens til å knytte USAs atombombeinnsats med Japan og krigen i Stillehavet, ble Manhattan Project - det amerikanske programmet for å produsere en atombombe - faktisk utført som reaksjon på alliertes mistanke om at tyskerne aktivt forfulgte en slik våpen. Likevel sluttet kampene i Europa før begge sider hadde en fungerende atombombe. Faktisk ble en generalprøve for Trinity - USAs første atombombetest-detonasjon - gjennomført 7. mai 1945, samme dag som Tyskland overga seg.
Så den amerikanske atombomben ankom uker for sent til bruk mot Tyskland. Likevel hadde tyskerne utviklet sin egen bombe bare noen måneder tidligere, kunne utfallet av krigen i Europa ha blitt et helt annet. Månedene med tilbakeslag forårsaket av nordmennene sabotasje av det kjemiske anlegget i Vemork kan meget vel ha forhindret en tysk seier.
De norske sabotørens mål (Jac Brun, CC BY) Nazi-bombeinnsats stolte på tungt vann
Det oberst Tronstad, selv en professor i kjemi innen kjemi, kunne fortelle sine menn var at det kjemiske anlegget i Vemork gjorde "tungt vann", til en viktig ingrediens for tyskernes våpenforskning. Utover det visste de norske troppene ingenting om atombomber eller hvordan tungtvannet ble brukt. Selv i dag, når mange mennesker i det minste har en rudimentær forståelse av atombomber og vet at kilden til deres enorme energi er splitting av atomer, er det få som har noen anelse om hva tungt vann er eller hvilken rolle det er i å splitte atomene. Stadig færre vet hvorfor de tyske atomforskerne trengte det, mens amerikanerne ikke gjorde det.
Normalt hydrogen, til venstre, har bare en proton; deuterium, den tunge formen av hydrogen, høyre, har en proton og et nøytron. (Nicolae Coman, CC BY-SA) “Tungt vann” er nettopp det: vann med en molekylvekt på 20 snarere enn de normale 18 atommassenhetene, eller amu. Det er tyngre enn normalt fordi hvert av de to hydrogenatomene i tunge H2O veier to i stedet for en amu. (Det ene oksygenatom i H2O veier 16 amu.) Mens kjernen i et normalt hydrogenatom har en enkelt subatomær partikkel kalt et proton, har kjernene til hydrogenatomene i tungt vann både en proton og et nøytron - en annen type subatomisk partikkel som veier det samme som en proton. Vannmolekyler med tunge hydrogenatomer er ekstremt sjeldne i naturen (mindre enn én milliard naturlige vannmolekyler er tunge), så tyskerne måtte kunstig produsere alt det tunge vannet de trengte.
Når det gjelder kjemikalier, oppfører tungt vann og normalt vann seg veldig på lignende måte, og du vil ikke oppdage noen forskjeller i din egen matlaging, drikke eller bading hvis tungt vann plutselig skulle komme ut av springen. Men du vil legge merke til at isbiter laget av tungt vann synker i stedet for å flyte når du legger dem i et glass vanlig drikkevann, på grunn av deres økte tetthet.
Disse forskjellene er subtile, men det er noe tungt vann gjør som normalt vann ikke kan. Når raske nøytroner frigjort ved splitting av atomer (det vil si kjernefysjon) passerer gjennom tungt vann, får interaksjoner med tungtvannsmolekylene de nøytronene til å senke seg eller moderere seg. Dette er viktig fordi nøytroner som sakte beveger seg er mer effektive når det gjelder å dele opp uranatomer enn nøytroner som beveger seg raskt. Siden nøytroner som ferdes gjennom tungtvann splitter atomer mer effektivt, bør mindre uran være nødvendig for å oppnå en kritisk masse; det er den minste mengden uran som kreves for å starte en spontan kjedereaksjon av atomer som deler seg raskt. Det er denne kjedereaksjonen, innenfor den kritiske massen, som frigjør bombens eksplosive energi. Derfor trengte tyskerne det tunge vannet; deres strategi for å produsere en atomeksplosjon var avhengig av den.
De amerikanske forskerne derimot hadde valgt en annen tilnærming for å oppnå en kritisk masse. Som jeg forklarer i boken min, "Strange Glow: The Story of Radiation", brukte den amerikanske atombombeinnsatsen beriket uran - uran som har en økt konsentrasjon av det lett delte uran-235 - mens tyskerne brukte uanriket uran. Og amerikanerne valgte å bremse nøytronene som sendes ut fra sitt beriket uran med mer tilgjengelig grafitt, i stedet for tungt vann. Hver tilnærming hadde sine teknologiske avveininger, men den amerikanske tilnærmingen stolte ikke på å måtte syntetisere det ekstremt knappe tunge vannet. Sjeldenhetene gjorde at tungt vann ble Achilles 'hæl i det tyske atombombe-programmet.
Stealthy tilnærming fra nordmennene
I stedet for å gjenta den britiske strategien om å sende dusinvis av menn i seilfly, fly med tunge våpen og utstyr (inkludert sykler!) For å krysse de snødekte veiene, og foreta et direkte angrep ved fabrikkens frontporter, vil nordmenn stole på en alternativ strategi. De hadde fallskjermhopp en liten gruppe ekspert skiløpere i villmarken som omringet planten. De lett bevæpnede skiløperne ville deretter raskt gå på vei til anlegget, og bruke stealth i stedet for å tvinge seg til å komme inn i tungtvannsproduksjonsrommet for å ødelegge det med sprengstoff.
Seks norske soldater ble droppet inn for å møte opp med fire andre som allerede var på stedet. (De fire hadde fallskjermlagt i uker tidligere for å sette opp en opplyst rullebane på en innsjø for de britiske seilflyene som aldri kom.) På bakken fikk de en norsk spion. 11-mannsgruppen ble opprinnelig bremset av alvorlige værforhold, men når været endelig ble renset, gjorde mennene raskt fremskritt mot målet over det snødekte landskapet.
Bro inn til Vemork-nettstedet (martin_vmorris, CC BY-SA) Vemork-anlegget klamret seg fast i en bratt åsside. Da de ankom ravinen som fungerte som en slags beskyttende vollgrav, kunne soldatene se at det ville være nytteløst å forsøke å krysse den sterkt beskyttede broen. Så under dekke av mørket sank de ned til bunnen av ravinen, krysset den frosne bekken og klatret opp de bratte klippene til anlegget, og dermed fulgte broen fullstendig. Tyskerne hadde trodd ravinen umulig, så hadde ikke voktet seg mot en slik tilnærming.
Nordmenn var da i stand til å snike seg forbi vakter og finne veien til tungtvannsproduksjonsrommet, og stolte på kart over anlegget levert av norske motstandsarbeidere. Da de kom inn i tungtvannsrommet, satte de raskt sine tidsbestemte sprengstoff og dro. De slapp unna scenen under den kaotiske kjølvannet av eksplosjonen. Ingen liv gikk tapt, og ikke et eneste skudd ble avfyrt av begge sider.
Utenfor anlegget trakk mennene tilbake gjennom ravinen og delte seg deretter opp i små grupper som uavhengig skilte østover mot sikkerheten til det nøytrale Sverige. Etter hvert tok hver sin vei tilbake til sin norske enhet stasjonert i Storbritannia.
Tyskerne var senere i stand til å gjenoppbygge anlegget og gjenoppta å lage tungt vann. Etterfølgende allierte bombeflyangrep på anlegget var ikke effektive til å stoppe produksjonen på grunn av anleggets tunge vegger. Men skaden var allerede gjort. Den tyske atombombeinnsatsen hadde blitt bremset til det punktet at den aldri ville være ferdig i tide for å påvirke resultatet av krigen.
I dag hører vi ikke så mye om tungt vann. Moderne atombombe-teknologi har tatt andre ruter. Men det var en gang et av de mest sjeldne og farlige stoffene i verden, og modige soldater - både britiske og norske - kjempet modig for å stoppe produksjonen.
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation.
Timothy J. Jorgensen, direktør for helsefysikk og strålebeskyttelse utdannet program og førsteamanuensis i strålingsmedisin, Georgetown University
