Em 1945, a Alemanha Nazista tentou construir seu último reator nuclear experimental, conhecido como B8, com o objetivo de alcançar a criticalidade — uma reação em cadeia autossustentável — e acelerar o desenvolvimento de uma bomba atômica. No entanto, o projeto não obteve sucesso, e novos estudos indicam as razões técnicas que contribuíram para esse fracasso. A análise de dois cubos de urânio utilizados no reator, um deles encontrado em 2013 na Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, e o outro localizado em um arquivo em 2011, permitiram compreender as limitações do projeto nazista.
Os cientistas responsáveis pelo estudo, publicado na revista PNAS Nexus no final de setembro, investigaram a porosidade interna dos cubos por meio da densidade dos materiais. Com base em registros históricos que indicavam a quantidade de água pesada — uma variação da água comum utilizada como moderador — e de grafite presentes no reator, os pesquisadores desenvolveram um modelo que simulava as condições originais do B8, incluindo medidas de nêutrons semelhantes às que ocorreram na época.
Os resultados revelaram que o reator apresentava limitações claras para atingir a criticalidade de forma eficiente. Uma das principais questões estava relacionada ao número de nêutrons produzidos por cada fissão — processo fundamental para a sustentação da reação em cadeia. Para que o reator funcionasse adequadamente, seria necessário gerar aproximadamente 100 nêutrons por fissão, mas o B8 produzia apenas cerca de 94. Essa discrepância impedia que a reação se tornasse autossustentável, inviabilizando o funcionamento esperado.
Os pesquisadores apontam que esse problema poderia ter sido superado se os engenheiros nazistas tivessem utilizado o dobro da quantidade de urânio, além de aproximadamente 2,2 vezes mais água pesada, que funciona como moderador na reação. Contudo, na Europa de 1945, a disponibilidade de água pesada era extremamente limitada. Para que o reator operasse de forma eficaz, seriam necessárias mais de três toneladas do material, mas a Alemanha possuía apenas cerca de 1,8 tonelada, dificultando a obtenção de quantidade suficiente para o projeto.
Outra alternativa que poderia ter sido adotada era a substituição da água pesada por grafite como moderador. Apesar de essa mudança ter sido realizada com sucesso nos Estados Unidos, o grafite utilizado pelos alemães apresentava maior impureza, o que comprometeria o desempenho do reator. Os americanos, que desenvolveram seu próprio reator, usaram grafite com composição mais pura, o que contribuiu para o sucesso de seu projeto nuclear.
A narrativa de que o reator nazista quase chegou a funcionar foi defendida pelo físico alemão Werner Heisenberg, que liderou o programa nuclear na Alemanha na década de 1940, em um artigo publicado na revista Nature em 1947. No entanto, as evidências atuais, incluindo a análise dos cubos de urânio, demonstram que o projeto não atingiu o estágio de operação bem-sucedida, reforçando a compreensão de que o esforço nuclear alemão não conseguiu ultrapassar as limitações técnicas enfrentadas na época.
