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20.01.2022

16.12.2021

Der Kern der Sache

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Kernspaltung
Bild: Stefan-Xp [CC BY-SA]
In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts herrschte Goldgräberstimmung in den Laboren der Chemiker und Physiker. Ernest Rutherford hatte wenige Jahre nach seinem berühmten Streuversuch herausgefunden, dass man Elemente durch Bestrahlung mit Alphateilchen verändern und in andere umwandeln kann. 1919 gelang ihm so die Umwandlung von Stickstoff in das nächstschwerere Element des Periodensystems, den Sauerstoff.

Begeistert von dieser Entdeckung, forschte in der Folge nahezu jeder Naturwissenschaftler, der etwas auf sich hielt, an der Veränderung von Atomen. Die Entdeckung der Neutronen als weiteren Bestandteil des Atomkerns im Jahr 1932 durch den Physiker James Chadwick erwies sich dabei als durchaus nützlich. Dennoch: wie so oft in der Grundlagenforschung konnten sich die Wissenschaftler viele der auftretenden Phänomene nicht erklären und fischten bei ihren Experimenten einige Jahre im Trüben.

Bei dem Versuch neue schwere Elemente, sogenannte Trans-Urane, durch den Beschuss von Uran-Atomen mit Neutronen zu gewinnen, stellten Otto Hahn und sein Mitarbeiter Fritz Straßmann am 17. Dezember 1938 - sozusagen aus Versehen - ein Element her, dass sich als ein radioaktives Isotop des deutlich leichteren Bariums erwies. Dieses konnte nur durch ein "Zerplatzen" des Atomkerns entstanden sein. Auch wenn Otto Hahn für diese Entdeckung 1944 den Physik-Nobelpreis erhielt, so war es doch seine Kollegin Lise Meitner, die die theoretischen Erklärungen für Hahns Experiment lieferte und dadurch erst die weitere Nutzung seiner Erkenntnisse ermöglichte.

Ernest Rutherford war nach seinen Experimenten im Jahr 1919 noch der Meinung:

Die bei der Kernspaltung frei werdende Energie ist denkbar gering. Wer an die wirtschaftliche Ausbeutung von Atomenergie glaubt, lebt in einem Wolkenkuckucksheim.
Ernest Rutherford (1871-1937)

Die Versuche von Hahn und Straßmann legten aber jetzt den Grundstein dafür, die ungeheure in den Atomkernen gespeicherte Energie freizusetzen. Das machte sich auch Enrico Fermi zunutze, der ebenfalls schon lange an Kernumwandlungsprozessen forschte. Mit Hilfe seines Wissens konnte 1942 in Chicago der erste Kernreaktor in Betrieb gehen. Mit diesem war man in der Lage, eine selbsterhaltende Spaltungs-Kettenreaktion zu kontrollieren.

Dass so zügig an der Kernspaltung geforscht wurde, hatte einen bestimmten Grund. Findige Wissenschaftler hatten bereits früh das militärische Potenzial der Kernspaltung erkannt. Im sogenannten Manhattan-Projekt wurde auf Hochtouren daran gearbeitet. Die weitere Entwicklung der Kernspaltung fand im Abwurf der Atombomben über Hiroshima und Nagasaki im August 1945 - gerade einmal 7 Jahre nach ihrer Entdeckung - einen traurigen Höhepunkt.

Auch die zivile Nutzung der Kernspaltung wurde nach dem Ende des 2. Weltkriegs forciert. US-Präsident Dwight D. Eisenhower befürwortete die friedliche Nutzung der Kernenergie auch für diejenigen Staaten, die nicht über Atomwaffen verfügten und läutete somit im August 1955 auf der Konferenz der Vereinten Nationen das Zeitalter der Atomenergie ein.

Derzeit erlebt die Kernenergie auf EU-Ebene eine Art Renaissance, weil sie eine der effektivsten CO2-armen Methoden der Energieerzeugung ist. Aber das nach wie vor ungelöste Problem des radioaktiven Abfalls aus der zivilen Nutzung und die Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima sowie das nukleare Wettrüsten während des Kalten Krieges lassen uns die Kernspaltung mittlerweile auch kritisch betrachten. Oder frei nach Goethe: Die Geister, die wir vor nunmehr über 70 Jahren gerufen haben, werden wir noch lange nicht los...

» Otto Hahn über Radiochemie und die Spaltung von Uran

» Lise Meitner und die Kernspaltung

Autor: Anke Fähnrich


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