Der "Otto-Hahn-Tisch" im Deutschen Museum
Der "Otto-Hahn-Tisch" im Deutschen Museum
Bei dem sogenannten „Otto-Hahn-Tisch“ handelt es sich um ein Arrangement verschiedener Geräte, mit denen Lise Meitner, Otto Hahn und Fritz Straßmann nachweislich zum ersten Mal eine Spaltung von Atomkernen durchgeführt haben.

Der „Otto-Hahn-Tisch“ ist eines der bekanntesten Objekte des Deutschen Museums. Auf einem Holztisch sind Gerätschaften arrangiert, mit denen heute genau vor 75 Jahren zum ersten Mal nachweislich eine Spaltung von Atomkernen durchgeführt wurde.

Themen wie der deutsche Atomausstieg, das Nuklearabkommen mit dem Iran oder die Katastrophe von Fukushima – alle sind auf die Entdeckung der Kernspaltung und diesen einen Tisch zurückzuführen, was diesem Objekt eine einmalige Aura verleiht. Im Museum erklärt die Originalstimme von Otto Hahn die Geräte auf dem Tisch und den Versuch.

Im Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin-Dahlem im Jahr 1938 gab es die radiochemische Abteilung des Chemikers Otto Hahn und die radiophysikalische Abteilung der Physikerin Lise Meitner. Die beiden kannten sich bereits über 30 Jahre, hatten sehr erfolgreich zusammen gearbeitet und gehörten damals zur wissenschaftlichen Elite. Die gebürtige Wienerin Meitner hatte zu Beginn ihrer Zeit in Berlin mit großen Schwierigkeiten zu kämpfen, so durfte sie als Frau ihre vormalige Arbeitsstätte an der Universität nur durch den Hintereingang betreten. Ende der 1930er Jahre war sie als Professorin auf Augenhöhe mit ihren Forscherkollegen.

Otto Hahn und Lise Meitner in Berlin

Otto Hahn und Lise Meitner kannten sich seit 1907. Ende der dreißiger Jahre leitete Hahn als Direktor des Berliner Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie die Abteilung für Radiochemie. Lise Meitner stand der radiophysikalischen Abteilung vor. Die Zusammenarbeit der Physikerin mit dem Chemiker muss außerordentlich fruchtbar und von großer Freundschaft geprägt gewesen sein. Hahn beschrieb es 1963 als “Glückszufall”, Lise Meitner getroffen zu haben.

Zusammen mit dem Chemiker Fritz Straßmann bildeten Hahn und Meitner ein geniales Team, das sich 1935 der Suche nach den Transuranen, den chemischen Elementen schwerer als Uran, verschrieben hatte. Bei dem Beschuss von Atomen sollte je ein Neutron in dem Atomkern quasi stecken bleiben und es somit unter Abgabe eines β-Teilchens in einen Atomkern der nächsthöheren Stelle im Periodensystem der Elemente zerfallen. Den Versuch von Straßmann führten Meitner und Hahn wie folgt weiter: Eine Probe aus gereinigtem Uran brachte man in einen Paraffinblock ein, daneben eine Neutronenquelle aus Beryllium und Radium. Nach unterschiedlichen Bestrahlungszeiten wurde die Uranprobe entnommen und chemisch analysiert. Nach Lösen in Salzsäure fügte man einen dem vermuteten Produkt ähnlichen Stoff zu, der gemeinsam mit dem Reaktionsprodukt aus der Lösung auskristallisieren sollte. Uran verblieb in der Lösung. Danach wurden die Filtrate getrocknet, die Filterpapiere in die zylindrische Mulde eines Bleiblocks eingeklebt und der Geiger-Müller-Zähler darauf gelegt. Das Zählrohr bestand aus einem Aluminiumzylinder, gefüllt mit einem speziellen Argon-Gasgemisch und einem Draht im Zentrum. Starke Batterien setzten den Draht unter Spannung. Ein aus der radioaktiven Probe entweichendes negatives β-Teilchen wurde zum Draht hin beschleunigt und bewirkte über eine Kaskade von Ionisierungen einen elektrischen Impuls. Dieser wurde verstärkt und von einem mechanischen Zählwerk angezeigt. Durch Auftragen der Zählimpulse gegen die Zeit erhielt man die Zerfallsraten der Reaktionsprodukte.

Der Aufbau des Versuchs zur Kernspaltung

Die Originalgeräte von Hahn, Meitner, Straßmann: Uranprobe und Neutronenquelle im Parafinblock (türkis), Filterpapiere und Zählrohre im Bleiblock (gelb), Verstärker für das elektrische Signal (rosa), Batterien (violett), mechanische Zähler (braun), Tiegelzange, Saugflasche und Laborjournal (weiß).

Im Sommer 1938 musste Lise Meitner an diesem spannenden Punkt der gemeinsamen Arbeit Deutschland fluchtartig verlassen. Nach dem Anschluss Österreichs an Deutschland war sie als österreichische Jüdin nicht mehr vor der Verfolgung durch die Nationalsozialisten geschützt. Meitners Flucht muss eine große Erschütterung im Berliner Team hinterlassen haben. Hahn, der Meitner nach der Flucht nicht nur finanziell unterstützte, sondern sich auch um ihren Hausstand und ihre wissenschaftlichen Unterlagen kümmerte, schrieb später: „Ich werde den 13. Juli 1938 nie vergessen“. „Hähnchen“ und „Lieschen“, wie sie sich genannt haben sollen, bleiben dennoch in intensivem brieflichem Kontakt.

Der Prozess der Kernspaltung

Kernspaltung: Das Ergebnis des Spaltungsversuchs 1938 war zunächst schwer zu deuten: Durch den Beschuss von Uranatomen mit Neutronen wurden die Atomkerne nahezu in zwei Hälften gespalten. Dabei waren Atomkerne von Elementen entstanden, die im Periodensystem an ganz anderer Stelle stehen: Barium und Krypton. Bei dieser Spaltung entstehen wiederum freie Neutronen, die weitere Spaltungsprozesse anstoßen können.

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Kommentare (5)

  1. #1 the-grue
    Dezember 18, 2013

    Damals liess sich Deutschland noch durch Wissenschaftler und Menschen mit Ethik (wenigstens u.a.) dazu überzeigen, keine Kernwaffen für die Bundeswehr anzuschaffen.

    Heute?

    Drohnen? Brauchen wir! Bewaffenet? Noch besser, immer her damit. Wir müssen ja unsere Freiheit am Hindukusch verteidigen.

  2. #2 Hobbes
    Dezember 18, 2013

    Ein lesenswerter Artikel zum Jubiläum. Die paar Sätze die man dazu in den Zeitungen gefunden gefunden hat waren mir persönlich viel zu wenig. Von daher erst einmal danke dafür.

    Wenn ich das also richtig verstanden habe, sollte das Radium bzw. Barium gar nicht untersucht werden, sondern war nur in der Lösung weil es mit dem vermuteten Stoff herrausgefiltert wurde?
    Ich durchschaue gerade nicht wieso Hahn von den Radiumisotopen redet und nicht von Uranisotopen? Er ist doch davon ausgegangen, dass sich in seinem Filterprodukt Radium, Beryllium und ein unbekannter Stoff befinden. Wenn er jetzt etwas unvorhergesehenes misst warum denkt er dabei jetzt an das Radiumisotop und nicht an den unbekannten Stoff?

    • #3 Bernhard Weidemann
      Dezember 19, 2013

      Hahn, Meitner und Straßmann waren auf der Suche nach Transuranen, also Elementen die schwerer als Uran sind. Damals war Uran das schwerste bekannte Element. Die Resultate gaben nicht das erwartete wieder. Erwartet hatte das Trio, dassn das Neutron im Atomkern des Urans “stecken” bleibt.
      Während Meitner versuchte, in Schweden Fuß zu fassen, arbeiteten Hahn und Straßmann weiter. Versuche der Arbeitsgruppe von Irène Joliot-Curie veranlassten die beiden nach Radium unter den Produkten zu suchen. Um entstehendes Radium abzutrennen, gab man zur Uranlösung eine Bariumverbindung. Anschließend stellte man fest, dass sich das vermeintliche Radium nicht mehr von Barium trennen ließ. Eine zugesetzte, bekannte Probe Radium konnten sie selbst in unvorstellbar kleinen Mengen von Barium abtrennen. Aber die Produkte der Bestrahlungsversuche ließen sich nicht von Barium abtrennen, sie verhielten sich wie Barium, sie mussten Barium sein. Das waren völlig unerwartete Ergebnisse. Die Kernspaltung, der Prozess, der dazu führt dass aus Uran ein wesentlich leichteres Element entsteht, war Ende 1938 völlig undenkbar! Hahn und Straßmann waren einerseits überzeugt von ihren Ergebnissen, andererseits völlig ratlos, wie Barium aus Uran hätte entstehen können.
      Zu den Erklärungen der Messungen, die das erwartete Ergebnis nicht wieder gespiegelt haben, lieferte Lise Meitner mit Otto Robert Frisch den entscheidenden Hinweis.

  3. #4 Rosa
    September 19, 2014

    Nach Lösen in Salzsäure fügte man einen dem vermuteten Produkt ähnlichen Stoff zu, der gemeinsam mit dem Reaktionsprodukt aus der Lösung auskristallisieren sollte. Uran verblieb in der Lösung. Danach wurden die Filtrate getrocknet, die Filterpapiere in die zylindrische Mulde eines Bleiblocks eingeklebt und der Geiger-Müller-Zähler darauf gelegt. Das Zählrohr bestand aus einem Aluminiumzylinder, gefüllt mit einem speziellen Argon-Gasgemisch und einem Draht im Zentrum. Starke Batterien setzten den Draht unter Spannung. Ein aus der radioaktiven Probe entweichendes negatives β-Teilchen wurde zum Draht hin beschleunigt und bewirkte über eine Kaskade von Ionisierungen einen elektrischen Impuls. Dieser wurde verstärkt und von einem mechanischen Zählwerk angezeigt. Durch Auftragen der Zählimpulse gegen die Zeit erhielt man die Zerfallsraten der Reaktionsprodukte.

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    Ich habe zu diesen Versuchserklärungen einige Fragen:
    1. Was hat man denn in Salzsäure gelöst?
    2. Beschreiben die ersten beiden Sätze die fraktionierte Kristallisation um Radium nachzuweisen?
    3. und was bedeutet der letzte Satz? wieso wollte man die Zerfallsrate der Reaktionsprodukte? Konnte man damit auf das Spaltprodukt schließen?

    Vielen Dank für deine Antworten! :))))

  4. #5 hubert taber
    März 20, 2015

    Hahn und Meitner dachten und sprachen ausschliesslich wirres Zeug.
    Leider trifft das auch bei den zeitgenössischen theoretischen Physikern noch immer zu.
    siehe z.B. unter :
    http://science.orf.at/stories/1747027#forum

    Übrigens funktioniert die Bombe nur als solche wenn diese eingebettet in Materie gezündet wird (Luft, Wasser, Erde).
    Im sogenannten freien Raum löst sich nur die Bombe auf ohne einer nennenswerten Wirkung.
    Da der Startmagnetpuls die umliegende Materie auflöst und damit die Wirkung potenziert !
    Magnetisch auflöst, und nicht “thermonuklear! !
    Der Begriff Wärme ergibt sich erst in Folge durch Bewegungsabläufe.

    MfG. H.T.