Die Entdeckung der Kernspaltung

Station 2

Die Kernspaltung wurde im Dezember 1938 am KWI für Chemie entdeckt. Otto Hahn und sein Mitarbeiter Fritz Straßmann bestrahlten Uran mit Neutronen und stellten dabei fest, dass offenbar auch Spaltprodukte wie Barium entstanden waren. Die kernphysikalische Erklärung lieferten Lise Meitner und ihr Neffe Otto Frisch Anfang Januar 1939. Meitner war als österreichische Jüdin aus Deutschland im Sommer 1938 emigriert, stand aber mit Hahn aus dem schwedischen Exil in enger schriftlicher Verbindung.

Den Ausgangspunkt der Entdeckung bildeten Versuche von Enrico Fermi, der u.a. 1934 Uran mit Neutronen bestrahlt hatte. In jahrelanger Arbeit versuchten Hahn, Meitner und Straßmann, die dabei beobachteten Vorgänge aufzuklären. Sie nahmen an, dass bei der Bestrahlung schwerere Elemente als Uran – die sogenannte Transurane - entstehen. Am 19. Dezember 1938 kam es zu einem unerwarteten Ergebnis: Hahn und Straßmann wiesen mit Hilfe spezieller chemischer Trenn- und Analysenverfahren nach, dass es sich bei den beobachteten Reaktionsprodukten um radioaktive Bariumisotope handelte; es kam bei den Versuchen offenbar zu einem - wie es Hahn formulierte - „Zerplatzen“ des Atomkerns, das sich die Chemiker theoretisch nicht erklären konnten, zumal dieses "Zerplatzen" im Widerspruch zu allen bisherigen physikalischen Erfahrungen stand.

Meitner und Frisch erkannten, dass sich nach dem bereits bekannten Tröpfchenmodell der Urankern als elektrisch geladener Flüssigkeitstropfen beschreiben ließ. Er wurde durch das Einfangen des Neutrons so in Schwingungen versetzt, dass er sich in zwei annähernd gleich große Fragmente teilte, wobei eine hohe Energie freigesetzt wurde. Frisch gab der bisher unbekannten Kernreaktion den Namen „nuclear fission“ (Kernspaltung), der sich schnell international durchsetzte.

Notizen zur Kernspaltung – der zweite Nobelpreis

Exponat 2: Tagebuch Otto Hahns

Der Chemiker Otto Hahn, ein Schüler von Ernst Rutherford, war 1906 nach Berlin gekommen und hatte im Universitätsinstitut von Emil Fischer eine Arbeitsstelle gefunden. Fischer sorgte auch dafür, dass er im neugegründeten KWI für Chemie die Leitung der Abteilung Radioaktivität übernahm. 1919 erfolgte eine gewisse Aufteilung: die Unterabteilung Radiophysik leitete nun Lise Meitner, während Otto Hahn die radiochemische Unterabteilung leitete – man sprach weiterhin von der Abteilung Hahn/Meitner.

1928 wurde Hahn zum Direktor des Instituts berufen und leitete es bis 1946.

Seine Arbeiten aber auch private Termine notierte Hahn in Notizbüchern. Am Tag der Entdeckung der Kernspaltung, den 19. Dezember 1938 hat er folgende Worte notiert:

19 Montag
Bosch wegen Wohnung!
La-Ac-Fraktionen!
Hörlein

Gemeint ist vermutlich Carl Bosch, damals Präsident der KWG und Heinrich Hörlein, damals Schatzmeister des Instituts.

Über die chemische Bedeutung ihrer Ergebnisse waren sich Hahn und Straßmann durchaus bewusst, denn sie reichten ihre Ergebnisse bereits am 22. Dezember zur Veröffentlichung ein. Publiziert wurden sie in der Zeitschrift „Die Naturwissenschaften“ am 6. Januar 1939. Die physikalische Erklärung lieferten Meitner und Frisch in einem Manuskript an „Nature“ Mitte Januar 1939, das am 11. Februar 1939 veröffentlicht wurde.

Die Veröffentlichungen lösten eine außerordentliche Resonanz unter den Naturwissenschaftlern aus, weil die Kernspaltung eine neue Energiequelle von bisher unbekannter Größenordnung erschloss – die Kernenergie.