Нямецкая ядзерная праграма — спроба Германіі распрацаваць і вырабляць ядзерную зброю падчас Другой сусветнай вайны. Гэтая праграма пачалася ў красавіку 1939-га, усяго за некалькі месяцаў пасля адкрыцця дзялення ядра ў студзені 1939 года, але скончылася некалькі месяцаў пазней з-за нямецкага ўварвання ў Польшчу, паколькі многія вядомыя фізікі былі забраныя ў вермахт. Другая спроба пачалася пад адміністрацыйнай эгідай вермахта ў дзень пачатку Другой сусветнай вайну (1 верасня 1939 г.). Праграма ў канчатковым выніку пашырылася на тры асноўныя намаганні: Uranmaschine (ядзерны рэактар), вытворчасці цяжкай вады і ўрану і дзяленне ізатопаў урану. У рэшце рэшт было ацэнена, што дзяленне ядра не ўнясе значны ўклад у заканчэнне вайны, а ў студзені 1942 года, Heereswaffenamt аднесла праграму да даследчага савета рэйху, працягваючы фінансаваць праграму. У гэты час праграма была падзелена паміж дзевяці асноўных інстытутаў, у якіх галоўныя інжынеры дамінавалі на даследаванні і вызначэнні сваіх мэтаў. У той час, лік навукоўцаў, якія працавалі над прыкладным ядзерным дзяленнем, стаў змяншацца, пры гэтым многія пачалі прымяняць свае таленты ў больш надзённых патрэбах ваеннага часу.
Самыя ўплывовыя людзі ў Uranverein былі Курт Дзібнер, Абрахам Эзаў, Вальтэр Гёрл, і Эрых Шуман; Шуман быў адным з самых магутных і ўплывовых фізікаў у Германіі. Дзібнер на працягу ўсяго тэрміну рэалізацыі праекта атамнай энергетыкі шмат кантраляваў даследаванні дзялення ядраў і зрабіў больш, чым Вальтэр Ботэ, Клаўс Клузіус, Ота Ган, Павел Хартэк або Вернер Гейзенберг. Абрахам Эзаў быў прызначаны паўнамоцным прадстаўніком Германа Герынга для ядзерна-фізічных даследаванняў у снежні 1942; Вальтэр Гёрл стаў яго пераемнікам у снежні 1943 года.
Палітызацыя нямецкай навуковай супольнасці ў рамках нацыянал-сацыялістычнага рэжыму загнала многіх фізікаў, інжынераў і матэматыкаў з Германіі яшчэ ў 1933 годзе. Тыя яўрэі, якія не пакінулі краіну, былі хутка выдалены з нямецкіх устаноў, адбывалася далейшае змяншэнне шэрагу акадэмій. Палітызацыя ўніверсітэтаў, разам з патрабаваннямі для працоўнай сілы з боку ўзброеных сіл Германіі (многія навукоўцы і тэхнічны персанал былі мабілізаваны, нягледзячы на наяўнасць карысных навыкаў), у канчатковым выніку ліквідавала ўсё, акрамя пакалення фізікаў.
У канцы вайны саюзныя дзяржавы спаборнічалі за права атрымаць тыя часткі праекта, якія можна было ўратаваць (персанал, матэрыяльныя кампаненты), як гэта было з праграмай Фау-2.
Перадгісторыя
У снежні 1938 года нямецкія фізікі Ота Ган і Фрыц Штрасман упершыню ў свеце ажыццявілі штучнае расшчапленне ядра атама ўрану і накіравалі рукапіс у навуковы часопіс Naturwissenschaften («Прыродазнаўства») пра гэта;O. Hahn and F. Strassmann Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle (On the detection and characteristics of the alkaline earth metals formed by irradiation of uranium with neutrons), Naturwissenschaften Volume 27, Number 1, 11–15 (1939). The authors were identified as being at the Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie, Berlin-Dahlem. Received 22 December 1938. адначасова, яны звярнуліся з гэтымі вынікам да Лізэ Майтнер, якаяRuth Lewin Sime Lise Meitner's Escape from Germany, American Journal of Physics Volume 58, Number 3, 263- 267 (1990). збегла ў ліпені ў Нідэрланды, а затым у Швецыю. Майтнер і яе пляменнік Ота Роберт Фрыш правільна інтэрпрэтавалі гэтыя вынікі як дзяленне ядра.Lise Meitner and O. R. Frisch Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction, Nature, Volume 143, Number 3615, 239–240 (11 February 1939). The paper is dated 16 January 1939. Meitner is identified as being at the Physical Institute, Academy of Sciences, Stockholm. Frisch is identified as being at the Institute of Theoretical Physics, University of Copenhagen. Фрыш пацвердзіў гэта эксперыментальна 13 студзеня 1939 года.O. R. Frisch Physical Evidence for the Division of Heavy Nuclei under Neutron Bombardment, Nature, Volume 143, Number 3616, 276–276 (18 February 1939) . The paper is dated 17 January 1939. [The experiment for this letter to the editor was conducted on 13 January 1939; see Richard Rhodes The Making of the Atomic Bomb 263 and 268 (Simon and Schuster, 1986).]In 1944, Hahn received the Nobel Prize for Chemistry for the discovery of nuclear fission. Some historians have documented the history of the discovery of nuclear fission and believe Meitner should have been awarded the Nobel Prize with Hahn. See the following references: Ruth Lewin Sime From Exceptional Prominence to Prominent Exception: Lise Meitner at the Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry Ergebnisse 24 Forschungsprogramm Geschichte der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus (2005); Ruth Lewin Sime Lise Meitner: A Life in Physics (University of California, 1997); and Elisabeth Crawford, Ruth Lewin Sime, and Mark Walker A Nobel Tale of Postwar Injustice, Physics Today Volume 50, Issue 9, 26–32 (1997).
24 красавіка 1939 у вышэйшыя ваенныя інстанцыі Нямеччыны паступіў ліст за подпісам прафесара Гамбургскага ўніверсітэта Паўля Хартака і яго супрацоўніка доктара В. Грота, у якім паказвалася на прынцыповую магчымасць стварэння новага віду высокаэфектыўнага выбуховага рэчыва. У ім гаварылася, што "тая краіна, якая першай здолее практычна авалодаць дасягненнямі ядзернай фізікі, набудзе абсалютную перавагу над іншымі"Овчинников В. В. Горячий пепел. Хроника тайной гонки за обладание ядерным оружием.— М. Издательство АПН, 1984.— С. 8—9.. 29 красавіка 1939 г. імперскае міністэрства навукі, выхавання і народнай адукацыі па даручэнні кіраўніка спецыяльнага аддзела фізікі імперскага даследчага савета — дзяржаўнага саветніка прафесара Абрахама Эзау правяло абмеркаванне пытання «аб ядзернай рэакцыі, якая самастойна распаўсюджваецца» на якое, сярод іншых, быў запрошаны прафесар Э. Шуман, кіраўнік даследчага аддзела Упраўлення ўзбраенняў сухапутных сіл III Рэйха.
Ліст Хартака і Грота было перададзена фізіку Курту Дзібнеру з навуковага аддзела Упраўлення ўзбраенняў. Па настойлівым просьбам Дзібнера Упраўленне ўзбраенняў, не чакаючы прыняцця афіцыйнага рашэння вышэйшых ваенных уладаў, вызваліла Дзібнера ад выканання ўсіх пабочных работ і даручыла яму займацца толькі пытаннямі ядзернай фізікі, стварыўшы для гэтага спецыяльнае аддзяленне. У чэрвені 1939 Дзібнер арганізаваў збудаванне першай у Германіі рэактарнай зборкі на палігоне Кумерсдорф пад Берлінам.
У 1939 рабочая група прафесара А. Эзау па праблеме ядзернай энергіі пры рэйхсміністэрстве адукацыі ініцыявала прыняцце закона аб забароне вывазу ўрану з Германіі. У бельгійскай фірмы Union Miniere ў Бельгійскім Конга было тэрмінова закуплена вялікая колькасць уранавай руды.
Пачатак практычных работ па стварэнні ядзернай зброі
26 верасня 1939 Упраўленне вайсковых узбраенняў для разгляду пытання пра спосабы стварэння ядзернай зброі сабрала спецыялістаў у галіне ядзернай фізікіВсеволод Овчинников. Горячий пепел. Хроника тайной гонки за обладание атомным оружием./М.1984 — С.20., на якое былі запрошаны Паўль Хартак, Ганс Вільгельм Гейгер, Вальтэр Ботэ, Курт Дзібнер, а таксама Карл-Фрыдрых фон Вайцзэккер і Вернер Гейзенберг Всеволод Овчинников. Горячий пепел. Хроника тайной гонки за обладание атомным оружием./М.1984 — С.21.. На ім было прынята рашэнне засакрэціць усе працы, якія маюць прамое або ўскоснае стаўленне да ўранавай праблемы. Ажыццяўленне праграмы, якая атрымала назву «Уранавы праект» — () Удзельнікі нарады лічылі магчымым стварэнне ядзернай зброі за 9-12 месяцаў.
Усяго ў Германіі было 22 навуковыя арганізацыі, наўпрост звязаныя з атамным праектам, у ліку якіх ключавыя функцыі выконвалі:
Фізічны інстытут Таварыства кайзера Вільгельма; Інстытут фізічнай хіміі Гамбургскага ўніверсітэта; Фізічны інстытут Вышэйшай тэхнічнай школы ў Берліне; Фізічны інстытут Інстытута медыцынскіх даследаванняў (Гайдэльберг); Фізіка-хімічны інстытут Лейпцыгскага ўніверсітэта. Прафесар Хэйн. Арганічныя злучэнні ўрану; Лабараторыя неарганічнай хіміі Вышэйшай тэхнічнай школы ў Мюнхене. Прафесар Хибер. Даследаванне карбанільных злучэнняў урану; Хімічны інстытут Бонскага ўніверсітэта. Прафесар Ш. Монт. Вывучэнне галагенідаў ўрану; Інстытут арганічнай хіміі Вышэйшай тэхнічнай школы ў Данцыгу. Прафесар Г. Альберс. Алкагаляты ўрану.
Распрацоўкамі ведаў імперскі міністр узбраенняў Альберт Шпеер, адміністрацыйным кіраўніком групы Гейзенберга, Ота Гана, Вайцзэккера і інш, стаў фізік Эрых Шуман.
Канцэрн "ІГ Фарбеніндустры» пачаў выраб шасціфторыстага ўрану, прыдатнага для атрымання ўрану-235, а таксама збудаванне паўпрамысловай ўстаноўкі па падзелу ізатопаў. Яна ўяўляла сабой дзве канцэнтрычныя трубы, адна з якіх (унутраная) награвалася, а другая (вонкавая) астуджалася. Паміж імі павінен быў падавацца газападобны шасціфторысты уран і пры гэтым больш лёгкія ізатопы (уран-235) павінны былі б падымацца ўверх хутчэй, а больш цяжкія (уран-238) павольней, што дазволіла б аддзяляць іх адзін ад аднаго (метад Клузіуса — Дзікеля) .
Тады ж Вернер Гейзенберг пачаў тэарэтычныя працы па канструяванню ядзернага рэактара. У сваёй справаздачы "Магчымасць тэхнічнага атрымання энергіі пры расшчапленні ўрану", завершаным ў снежні 1939 г., Гейзенберг прыйшоў да наступнай высновы: «У цэлым можна лічыць, што пры сумесі ўран - цяжкая вада ў шары радыусам каля 60 см, акружаным вадой (каля 1000 кг цяжкай вады і 1200 кг ўрану), пачнецца спантаннае вылучэнне энергіі». Адначасова Гейзенберг разлічыў параметры іншага рэактара, у якім уран і цяжкая вада не змешваліся, а размяшчаліся слаямі. На яго думку, «працэс расшчаплення падтрымліваўся б доўгі час», калі б ўстаноўка складалася з слаёў ўрану таўшчынёй 4 см і плошчай каля 1 м2, якія перамяжоўваліся слаямі цяжкай вады таўшчынёй каля 5 см, прычым пасля трохразовага паўтору слаёў ўрану і цяжкай вады неабходны пласт чыстага вугляроду (10-20 см), а ўвесь рэактар звонку таксама павінен быць акружаны слоем чыстага вугляроду.
На падставе гэтых разлікаў фірма «Ауэрге» атрымала заказ на выраб невялікіх колькасцяў ўрану, а нарвежская фірма Norsk Hydro павінна была паставіць цяжкую ваду. У двары Фізічнага інстытута ў Берліне для пацверджання разлікаў Гейзенберга пачалося збудаванне рэактарнай зборкі.
5 студзеня 1940 доктарам Целыпавым ад імя Таварыства кайзера Вільгельма і 17 студзеня 1940 года генералам Бекерам ад Упраўлення ўзбраенняў быў падпісаны дагавор аб перадачы Фізічнага інстытута ў вядзенне арміі на час вайны.
Першай няўдачай германскага ядзернага праекта стала тое, што ўстаноўка для падзелу ізатопаў па метадзе Клузіуса - Дзікеля, змантаваная ў Леверкузене, апынулася непрацуючай, і ў пачатку 1941 навукоўцы вымушаныя былі прызнаць, што падзел ізатопаў ўрану гэтым метадам немагчымы. У выніку нямецкія навукоўцы выдаткавалі на бясплодныя эксперыменты каля года.
Нямецкія фізікі распрацавалі не менш за пяць спосабаў узбагачэння ўрану. Заканамерна тое, што сярод іх найбольш перспектыўным лічыўся «інерцыйны спосаб» - гэта значыць падзел ізатопаў з дапамогай адмысловай цэнтрыфугі. Лічыцца, што праект цэнтрыфугавання не быў рэалізаваны, таму што ў доктара Грота, які займаўся будаўніцтвам цэнтрыфугі, не хапіла цярпення і грошай, каб давесці працу да канца. Таксама ёсць меркаванні, што блізкі да поспеху быў і барон М. фон Ардэне, у лабараторыі якога быў пабудаваны «электрамагнітны сепаратар», які па сваіх характарыстыках не паступаўся аналагічнай амерыканскай прыладзе.Антон Первушин Чудо-оружие третьего рейха
У канцы 1940 Гейзенберг праводзіў эксперымент па стварэнні рэактарнай зборкі на аснове выкананых ім раней разлікаў, але ланцуговую рэакцыю выклікаць не ўдалося і Гейзенберг і яго супрацоўнікам стала ясна, што тэарэтычныя разлікі, пакладзеныя ў аснову эксперыменту, няслушныя.