Über den Entdecker des chemischen Elements Uran, durch den Harzer Chemiker Martin Heinrich Klaproth, habe ich bereits in meinem Beitrag https://open-the-door.com/grosse-entdecker-und-erfinder-der-uran-entdecker-martin-heinrich-klaproth berichtet.
Seine Entdeckung von 1789 blieb jedoch noch lange Zeit ohne weitere Fortschritte und Folgen. Uran zu gewinnen war kaum möglich und auch eine Verwendung dieses Elements war nicht abzusehen.
Im Jahr 1934 gewann dann der italienische Physiker Enrico Fermi an der Sapienza Universität von Rom erstmals künstliche radioaktive Elemente – unter anderem Uran – durch herbeigeführte Kernreaktionen. Die Physiker Lise Meitner und Otto Hahn überprüften in den folgenden Jahren am Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin Enrico Fermis Experimente.
In den Jahren 1938/39 experimentierten Meitner und Hahn an der Kernspaltung. Otto Hahn berichtete im Januar 1939 erstmals über seine neutroneninduzierte Kernspaltung und sprach vom „Zerplatzen des Urankerns“. Wenig später veröffentlichte er einen Aufsatz, in dem er auf die Möglichkeit der Energiegewinnung durch Kettenreaktionen hinwies.
Die nach Schweden emigrierte Meitner nahm weitere Forschungen in Zusammenarbeit mit ihrem Neffen, dem Physiker Otto Frisch, vor. Frisch informierte den dänischen Quantenphysiker Niels Bohr, der Hahns Entdeckung bereits am 26. Januar 1939 auf der fünften Konferenz für Theoretische Physik in Washington, D.C. bekannt machte. Mehrere US-amerikanische Physiker konnten die Ergebnisse von Hahn/Meitner/Frisch unmittelbar darauf wiederholen. Verschiedene US-amerikanische Tageszeitungen berichteten daraufhin über deren Resultate. Zudem konnte etwa zeitgleich der französische Physiker Frédéric Joliot-Curie Hahns Experimente am Collège de France in Paris rekapitulieren. Curie fand weiterhin heraus, dass bei jeder Uranspaltung die Möglichkeit einer Kettenreaktion gegeben sei.
Da die Spaltung von Urankernen eine relativ große Energie freisetzt, war damit seit dem Frühjahr 1939 die prinzipielle Möglichkeit einer technischen Nutzung der Kernspaltung als Energiequelle oder auch als Waffe bei den Physikern der westlichen Welt bekannt.
Natürlich blieben auch den Nationalsozialisten diese neuen Erkenntnisse nicht verborgen. Am 22. April 1939 berichteten die deutschen Physiker Wilhelm Hanle und Georg Joos in einem Vortrag im Reichserziehungsministerium über die technischen Möglichkeiten einer Kernspaltung zur Energiegewinnung, aber auch über militärische Möglichkeiten. Das Ministerium erkannte unmittelbar das Potential der Kernspaltung und organisierte bereits eine Woche später eine Expertenkonferenz. Leiter war der damalige Präsident der Physikalisch-Technischen-Reichsanstalt Abraham Esau. Teilnehmer der Konferenz waren führende Physiker des Deutschen Reiches: Wilhelm Hanle, Georg Joos, Walther Bothe, Robert Döpel, Hans Geiger, Wolfgang Gentner und Gerhard Hoffmann.
Otto Hahn fehlte auf dieser Sitzung, er wurde sogar wegen der Veröffentlichung seiner entscheidenden Entdeckung in Abwesenheit gerügt. Die versammelten Physiker fassten auf dieser Konferenz die folgenden Beschlüsse:
• die Herstellung eines Kernreaktors (genannt „Uranbrenner“),
• die Sicherstellung aller Uran-Vorräte in Deutschland
• die Zusammenführung der führenden deutschen Kernphysiker zu einer Forschungsgruppe.
Diese Gruppe wurde formal „Arbeitsgemeinschaft für Kernphysik“ genannt, in die Geschichte ging sie als erster „Uranverein“ ein.
Jedoch war auch das Oberkommando des Heeres über dies Entwicklungen informiert und plante entsprechende Maßnahmen. Der Physiker Kurt Diebner war der Experte für Sprengstoffe des Heereswaffenamtes und er erkannte schnell die militärischen Möglichkeiten der Kernspaltung. Er konnte kurzfristig beim Heer die Einrichtung eines Versuchslabors in Kummersdorf erreichen und wurde als dessen Leiter eingesetzt.
Unmittelbar danach befahl die Heeresleitung der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt, ihre Uranforschungsversuche unverzüglich einzustellen. Zudem galten fortan alle Forschungen und Erkenntnisse zu Uranreaktoren und Uranwaffen als streng geheim.
Unmittelbar nach Kriegsbeginn 1939 wurden alle führenden deutschen Physiker in das Kaiser-Wilhelm-Institut für Physik nach Berlin zitiert. Kurt Diebner entwarf in Zusammenarbeit mit dem Kernphysiker Erich Bagge ein Programm mit dem Titel „Vorbereitender Arbeitsplan zur Aufnahme von Versuchen für die Nutzbarmachung der Kernspaltung“.
Das Ziel des Programms war die Erreichung einer kontrollierten Kettenreaktion in einem Uranbrenner. Alle führenden Physiker wurden aufgerufen nach Berlin zu kommen und sich an dem Projekt zu beteiligen. Aber nur wenige folgten dem Ruf nach Berlin, alle jedoch erklärten sich zu Mitarbeit bereit. Nur Carl Friedrich von Weizsäcker und Karl Wirtz gingen nach Berlin und erhielten dafür eine Befreiung vom Wehrdienst.
Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts war damals der holländische Physiker Peter Debye, der jedoch im Januar 1940 von einem Aufenthalt in den USA nicht zurückkehrte. Als kommissarischer Leiter wurde daraufhin Kurt Diebner eingesetzt. Zusätzlich wurde aber der theoretische Physiker und Nobelpreisträger Werner Heisenberg als Berater in das Institut geholt. Einige Zeit später, am 1. Oktober 1942, wurde Heisenberg zum neuen Leiter des Instituts ernannt.
Heisenberg hatte sich schon zuvor mit der Kernspaltung von Uran beschäftigt. Er wollte Natur-Uran, ein Gemisch aus Uran-238 (99,2739 Prozent), Uran-235 (0,7205 Prozent) und einem sehr geringen Prozentsatz Uran-234 (0,0056 Prozent), zur Kernspaltung einsetzen. Jedoch benötigte er dazu einen Moderator – damals Bremssubstanz genannt – um die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie einzufangen. Ziel war es, mit dem Moderator, die bei der Spaltung freigesetzten schellen Neutronen zu verlangsamen, ohne deren Energie dabei zu absorbieren. Heisenberg war der Auffassung, dass zu diesem Zweck entweder schweres Wasser oder besonders reiner Kohlenstoff Verwendung finden könnten. Jedoch wurden auch weitere Bremssubstanzen an verschiedenen Forschungsinstituten untersucht.
Heisenberg fand heraus, dass Schweres Wasser als Moderator besonders geeignet sei und so viel die Entscheidung zu dessen Gunsten.
Schweres Wasser (Deuteriumoxid) ist chemisch gesehen Wasser mit der Summenformel D2O. Von „normalem“ Wasser H2O unterscheidet es sich dadurch, dass die „normalen“ Wasserstoffatome des Protiums (Symbol H) durch schwere Wasserstoffatome des Isotops Deuterium (Symbol D) ersetzt wurden. Wasserstoff H hat nur ein Proton im Atomkern, Deuterium hingegen ein Proton und ein Neutron. Dementsprechend sind Molekülmasse und Dichte schweren Wassers höher als die gewöhnlichen Wassers.
Theoretisch konnte die Kernspaltung „gedacht“ werden, doch es war damals enorm schwer die benötigten Mengen an Uran und schwerem Wasser zu beschaffen um einen Reaktorbetrieb zu gewährleisten.
Fortsetzung folgt: