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Atompolitik > Erste Anfänge in den 1920er bis 1940er Jahren

Entdeckung der Kernspaltung

Versuchsaufbau Hahn Deutsches Museum-2.jpg

Versuchsapparaturen, mit denen Otto Hahn, Lise Meitner und Fritz Straßmann von 1935 bis 1938 nach Transuranen suchten, und Otto Hahn und sein Assistent Fritz Straßmann am 17. Dezember 1938 die Kernspaltung entdeckten.

Atomforschung wurde in Deutschland bereits in den 1920er Jahren staatlich gefördert und intensiv betrieben: in der "Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft" (KWG, gegründet 1911), der "Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft" (gegründet 1920) und der "Helmholtz-Gesellschaft zur Förderung der physikalisch-technischen Forschung“. In den 1930er Jahren verlor sie im weltweiten Vergleich jedoch allmählich ihre führende Stellung. Auch die Gerätetechnik geriet gegenüber den USA, Großbritannien und Japan, die vermehrt moderne Zyklotrone als Teilchenbeschleuniger verwendeten, in Rückstand.[1]

Dennoch gelang es dem deutschen Chemiker Otto Hahn, den technisch entscheidenden Anstoß zur Nutzung der Atomkraft zu geben. Hahn war seit 1926 Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie in Berlin gewesen und in der Abteilung für Radioaktivität tätig.[2]

Am 17. Dezember 1938 wies der Forscher in einem Experiment, bei dem eigentlich künstliche Elemente erzeugt werden sollten, nach der Bestrahlung von Uran mit Neutronen Barium als Reaktionsprodukt nach und entdeckte so zufällig die Kernspaltung.[3] Neben Hahn, der das kernphysikalische und radiochemische Experiment durchführte, hatten auch sein Assistent Fritz Straßmann, dessen Aufgabe die chemische Analyse war, und die Physikerin Lise Meitner durch ihre Forschungen Anteil an der Entdeckung.[4] Meitner, Niels Bohr und Otto Frisch erkannten, dass bei der Atomspaltung große Mengen von Energie erzeugt werden, und konnten das Experiment auf physikalischem Weg bestätigen. Hahn erhielt 1944 den Nobelpreis für Chemie für seine Entdeckung, die über Hiroshima und Nagasaki zu den Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima führte.[5]

Als Reaktion auf das Experiment Otto Hahns wurden wichtige Kernphysiker des Deutschen Reichs in Berlin zusammengerufen. Am 26. September 1939 wurde der deutsche "Uran-Verein" gegründet, in dem die Wissenschaftler die Probleme bei Entwicklung und Bau eines Atomreaktors erforschen sollten. Eine militärische Anwendung war nicht absehbar, und das politische Interesse gering. Deshalb wurde das Projekt, für das zunächst des Heereswaffenamt zuständig gewesen war, 1942 an den Reichsforschungsrat übertragen. Dort wurde es als reines Forschungsvorhaben weiterbetrieben.[6][7]

Entwicklung eines Schwerwasserreaktors

Bundesarchiv Bild 183-1986-0310-501, Werner Heisenberg.jpg

Werner Heisenberg, 1940

Da eine zentrale Steuerung fehlte, arbeiteten mehrere Forschergruppen während des Krieges unabhängig voneinander an der Entwicklung eines Schwerwasserreaktors.[8]

Uranerz konnte aus dem Bergwerk Joachimsthal (böhmischer Teil des Erzgebirges), dem Ursprung des späteren Bergbaus der SAG Wismut, beschafft werden und ab 1940 aus Vorräten des besetzten Belgiens, die aus dem Kongo stammten. Schweres Wasser bezog man aus einer Anlage in Rjukan im besetzten Norwegen. In Leipzig gelang der Forschergruppe Robert Döpel im Frühjahr 1942 zum ersten Mal eine Neutronenvermehrung mit Uranoxid und schwerem Wasser als Moderator.[9]

Ende März/Anfang April 1945 versuchte die Forschergruppe um Werner Heisenberg im schwäbischen Haigerloch, mit Hilfe von 664 Würfeln aus Natururan und einer Neutronenquelle in einem schwerwassermoderierten Reaktor eine sich selbst erhaltene Kettenreaktion zu erzeugen, was aber misslang. Wegen Mangels an Uran und schwerem Wasser mussten die Forschungen abgebrochen werden.[10] Die Urantabletten wurden im Acker vergraben, am 23. April 1945 aber von amerikanischen Soldaten ausgegraben, die anschließend den Reaktor sprengten.[11]

Die USA, die sich in einem Wettlauf mit Deutschland um die Atombombe gewähnt hatte, stellten bei Kriegsende fest, dass das deutsche Atomprogramm falsch eingeschätzt worden war. "Der "Uranverein" unter Leitung des Physik-Nobelpreisträgers Werner Heisenberg hatte, so die gängige Meinung unter Historikern, nicht die Entwicklung einer Atomwaffe im Sinn. Hauptziel der Wissenschaftler vom Kaiser-Wilhelm-Institut war ein Kernreaktor mit einer selbsterhaltenden nuklearen Kettenreaktion - ähnlich wie sie in modernen Atomkraftwerken stattfindet." Davon war man aber weit entfernt, und es war auch nicht gelungen, Plutonium herzustellen, wie spätere Untersuchungen ergaben.[12]

Dass es nicht zum Bau der Atombombe kam, ist auch damit begründet worden, dass der deutsche Wissenschaftsbetrieb – anders als in den Vereinigten Staaten mit seinen großen Standorten Oak Ridge und Los Alamos – aufgrund unzureichender Kooperation der Forscher untereinander und mit der Wirtschaft strukturell dazu gar nicht in der Lage war. Die Forschungen in Haigerloch waren jedoch Auftakt zur Entwicklung von Schwerwasserreaktoren, die nach dem Krieg mit den Versuchsreaktoren FR2 und MZFR in Karlsruhe und dem AKW Niederaichbach (Bayern) fortgesetzt wurde.[13]

→ Deutsches Museum: Geheimdokumente zum deutschen Atomprogramm 1938 - 1945
→ Stadt Haigerloch: Atomkellermuseum abgerufen am 3. Juni 2013

Erster Atomunfall

Für den wohl ersten Reaktorunfall der Geschichte hat es aber doch noch gereicht. Am 23. Juni 1942 detonierte in der Leipziger Innenstadt ein Mini-Forschungsreaktor, mit dem das Team um Werner Heisenberg experimentiert hatte: eine 80 cm große Aluminiumkugel mit 750 kg Uran zur Neutronenvermehrung. Die Leipziger Feuerwehr brauchte zwei Tage, um den Brand des radioaktiven Materials zu löschen. Das Uran war nicht angereichert, aber alle Beteiligten waren ungeschützt und dürften giftige Dämpfe eingeatmet haben.[14]

Eine Beschreibung des Unfalls aus dem Jahre 1942 ist als Faksimile erhalten geblieben: → Deutsches Museum: Beschreibung zweier Unfälle mit Uranoxid, 1941 bzw. 1942

Die Atomeuphorie der 1950er und 1960er Jahre

(Letzte Änderung: 27.04.2017)

Einzelnachweise

  1. Olaf Strauß: Die Kernforschung und Kerntechnologieentwicklung in der DDR 1945–1965 (Diss.) vom Oktober 2011. S. 3ff.
  2. Berlin Story Verlag: KWI Kaiser Wilhelm Institut für Chemie von 2012 (via WayBack)
  3. Focus Online: So entdeckten drei deutsche Forscher die Kernspaltung vom 17. Dezember 2013
  4. n-tv.de: Die Entdeckung der Kernspaltung und ihre Folgen - Von Berlin nach Fukushima vom 17. Dezember 2013
  5. Zeit Online: Als das Atom knacks machte vom 17. Dezember 2013
  6. DER SPIEGEL 19/1957: ... und führe uns nicht in Versuchung vom 8. Mai 1957
  7. DER SPIEGEL 20/1957: ... und führe uns nicht in Versuchung vom 15. Mai 1957
  8. Joachim Radkau & Lothar Hahn: Aufstieg und Fall der deutschen Atomwirtschaft. oekom, München 2013, S. 26.
  9. Olaf Strauß: Die Kernforschung und Kerntechnologieentwicklung in der DDR 1945–1965 (Diss.) vom Oktober 2011. S. 10f.
  10. haigerloch.de: Der Versuch B8 in Haigerloch abgerufen am 19. April 2014
  11. Welt Online: Hitlers Atomphysiker mit Testreaktor im Bierkeller vom 8. September 2012
  12. Spiegel Online: Nuklear-Forensik "Heisenberg-Würfel" verrät Details über Hitlers Atomprogramm vom 19. März 2009
  13. Joachim Radkau & Lothar Hahn: Aufstieg und Fall der deutschen Atomwirtschaft. oekom, München 2013, S. 25, 169.
  14. mdr.de: Echt! - Der Leipziger Reaktor-Unfall von 1942 vom 6. November 2012 (via WayBack)

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