17. Dezember 1938 - Kernspaltung: Ein Experiment veränderte die Welt

Sie wollten künstliche Elemente schaffen und entdeckten vor 75 Jahren die Kernspaltung: Otto Hahn, Fritz Strassmann und Lise Meitner machten am 17. Dezember 1938 eine bahnbrechende Entdeckung, die der Menschheit viel Nutzen brachte. Und viel Unheil.

Meilensteine der Kernenergie

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  1896:

  Der französische Physiker Antoine-Henri Becquerel entdeckt die Radioaktivität. Für seine Entdeckung erhielt er 1903 den Nobelpreis, gemeinsam mit Marie und Pierre Curie.

  wikipedia / Jean-Jacques Milan
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  1938:

  30 Jahre lang arbeiten die Physikerin Lise Meitner und der Chemiker Otto Hahn (Bild) zusammen. Der Nachweis der Spaltung eines Uranatoms gelingt Hahn 1938 gemeinsam mit seinem Kollegen Fritz Strassmann. Lise Meitner lebt zu diesem Zeitpunkt bereits im schwedischen Exil. Sie liefert 1939 die physikalisch-theoretische Deutung dieser Kernspaltung.

  wiki commons
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  1942:

  Dem italienischen Kernphysiker Enrico Fermi gelingt in Chicago die erste kontrollierte Kernspaltungs-Kettenreaktion. Schon vier Jahre zuvor hat er für seine theoretischen Grundlagen den Nobelpreis erhalten. Ab 1944 arbeitet Fermi in Los Alamos (USA) an der Entwicklung der Atombombe.

  Wikipedia / US Departement of Energy
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  1945:

  Im August werfen US-Army-Fluzeuge über den japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki Atombomben ab und beenden damit faktisch den zweiten Weltkrieg. 92'000 Menschen sterben unmittelbar bei den Explosionen, Hunderttausende danach an den Spätfolgen.

  Keystone
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  1954:

  In Obninsk bei Moskau geht das erste kommerzielle Atomkraftwerk ans Netz. Weltweit werden danach etwa 600 Kernkraftwerke gebaut, von denen noch gut 400 in Betrieb sind. Obninsk produziert bis 2002 Strom.

  Wikipedia / Pavel Bykov
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  1970:

  Der Atomwaffensperrvertrag tritt in Kraft. Er verpflichtet die Atommächte zur Abrüstung und Staaten ohne Atomwaffen zum Verzicht auf Aufrüstung. Bis heute haben ihn 190 Länder unterzeichnet. Nicht dazu gehören Indien, Israel und Pakistan. Nordkorea hat seine Zustimmung zurückgezogen.

  Reuters
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  1986:

  In Tschernobyl kommt es zum bisher grössten AKW-Unfall: Am 26. April explodiert der Reaktor in Block 4. Hunderttausende von Bewohnern der Region werden evakuiert und umgesiedelt. Die Sperrzone hat einen Radius von über 30 km.

  Reuters
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  2011:

  Im japanischen AKW Fukushima verursachen ein Erdbeben und ein Tsunami eine Atomkatastrophe: Zehntausende von Menschen müssen aus der verseuchten Region evakuiert werden.

  Reuters
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  2011:

  Energiewende. Als Reaktion auf Fukushima beschliesst Deutschland den Ausstieg aus der Atomenergie. Auch die Schweiz will ohne Atomstrom auskommen. Das AKW Leibstadt soll 2034 als letztes Schweizer Werk vom Netz gehen.

  Keystone

Fast wie ein Altar steht er im Deutschen Museum in München: ein hölzerner Arbeitstisch mit Paraffinblock, Geiger-Müller-Zähler, Batterien, Saugflasche und dem historischen Protokollheft «Chem-II». Der Tisch steht für eine der spektakulärsten, aber auch verhängnisvollsten Entdeckungen des 20. Jahrhunderts: die vor 75 Jahren erstmals nachgewiesene Spaltung von Atomkernen. Sie ermöglicht heute die Nutzung der Atomenergie für die Stromversorgung, brachte aber auch die Atombombe.

Legendärer Versuchsaufbau:

Die Rekonstruktion zeigt einen Versuch, mit dem Hahn, Meitner und Strassmann im Jahr 1938 die Kernspaltung entdeckten.

Luidger / Wikipedia

Der Tisch sei heute eine Ikone der Wissenschaftsgeschichte, sagt die Museums-Kuratorin für Chemie, Susanne Rehn-Taube. Mehrere Jahrzehnte war er nach dem Chemiker Otto Hahn benannt, dem 1944 der Nobelpreis für die Entdeckung der Kernspaltung zugesprochen wurde.

«Der Name des Exponats war im Grunde falsch», sagt Rehn-Taube. Denn an dem Experiment vom 17. Dezember 1938 im Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin hatten auch der Chemiker Fritz Strassmann und die Physikerin Lise Meitner Anteile.

Entdeckung der Kernspaltung in Teamarbeit

«Lise Meitner hat die Versuche, die letztlich zur Kernspaltung führten, initiiert», sagt ihre Biografin Charlotte Kerner. Die Physikerin sei fasziniert gewesen von den Experimenten von Enrico Fermi und überredete Hahn, sie ebenfalls zu machen. Der Italiener hatte Uran mit Neutronen beschossen. Sie sollten in den Atomkern eindringen. «Fermi wollte dadurch neue, künstliche und schwerere Elemente schaffen, die er Transurane nannte», erklärt Kerner.

Persönlich miterleben konnte Meitner die Versuche Hahns und Strassmanns nicht. Der vor den Nationalsozialisten nach Schweden geflüchteten Jüdin blieb nur der Briefkontakt zu Hahn. Auf dem Postweg gab Meitner Hahn schliesslich auch die Erklärung für die Versuchsergebnisse der beiden Chemiker. Sie hatten statt der Transurane das Element Barium gefunden, das nur etwa halb so gross ist wie Uran.

Ein wichtiger Beitrag von Lise Meitner

«Nach dem damaligen Stand der Wissenschaft galt es als unmöglich, dass ein Atomkern in der Mitte auseinanderfliegen kann», sagt der Mainzer Chemiker und ehemalige Strassmann-Schüler Norbert Trautmann. Man sei damals davon ausgegangen, dass durch die Bestrahlung mit Neutronen nur Elemente entstehen können, die sich wenig vom Ausgangselement unterscheiden.

Daher habe Hahn kurz nach dem Experiment Meitner um Hilfe bei der Interpretation der Ergebnisse gebeten. «Zusammen mit ihrem Neffen Otto Robert Frisch konnte Meitner erklären, wie der Spaltungsprozess stattfindet», sagt Trautmann. Ausserdem hätten die beiden Physiker auch gleich erkannt, dass dabei sehr viel Energie frei werde.

Heil und Unheil durch die Kettenreaktion

«Kurz danach wurde von anderen Forschern gezeigt, dass bei der Spaltung neue Neutronen entstehen, die in einer Kettenreaktion wiederum Atomkerne spalten können», erklärt der Chemiker. Diese Entdeckung machte sich die Atomindustrie nur wenige Jahre später zunutze. «Schon 1942 entstand in den USA der erste Atomreaktor», sagt Trautmann. Inzwischen versorgen Atomkraftwerke weltweit Millionen von Menschen mit Strom.

Die Entdeckung brachte aber auch die Atombomben, die US-Amerikaner 1945 auf die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki abwarfen, mit verheerenden und bis dahin unvorstellbar schrecklichen Folgen. «Hahn bezeichnete die Nutzung der Kernspaltung für militärische Zwecke später als ‹Schweinerei›, mit der er nichts zu tun habe», erzählt Kuratorin Susanne Rehn-Taube. Auch Strassmann sei sehr erschüttert gewesen, dass die Entdeckung diese Folgen hatte, ergänzt Trautmann.

Protest gegen die militärische Nutzung

Die beiden Forscher gehörten deshalb auch zu den Unterzeichnern des Göttinger Manifests von 1957 gegen strategische Atomwaffen. «Auch Lise Meitner war immer gegen die Atombombe und für die friedliche Nutzung der Atomenergie», sagt ihre Biografin Kerner. Damals habe man die Atomenergie als die Lösung des Energieproblems der Menschheit betrachtet und die Folgen nicht bedacht.

Dass Hahn allein den Nobelpreis für Chemie bekam, habe Meitner akzeptiert, sagt Kerner. «Es hat sie aber furchtbar geärgert, dass sie noch lange nur als Mitarbeiterin Hahns bezeichnet wurde», so die Biografin, «Frauen galten per se als Zuarbeiterinnen». Aus heutiger Sicht sei die Entdeckung der Kernspaltung eine Gemeinschaftsarbeit. Dem wird heute auch der Name des musealen Tischs gerecht. «Er heisst jetzt Hahn-Meitner-Strassmann-Tisch», sagt Kuratorin Rehn-Taube.