Cosmic Latte CL046 Lise Meitner und die Spaltung des Atoms
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In dieser Folge werfen Eva und Jana einen Blick auf das beeindruckende Leben der Physikerin Lise Meitner und ihren Beitrag zur Entdeckung der Kernspaltung. Wir besprechen, was Kernspaltung ist und erörtern die bedeutenden Auswirkungen von Meitners Arbeit auf Physik und Astronomie.
Einleitung
In dieser Episode von Cosmic Latte spricht Eva mit Jana über ihre beeindruckende Reise nach Japan. Die Beiden diskutieren die Vielfalt der japanischen Kultur, von den hochmodernisierten Großstädten bis hin zu den traditionellen Tempeln. Zudem berichtet Jana von JAXAs aktuellem Projekt Lignosat. Der Satellit aus Holz ist am 5. November zur ISS gestartet und wird in den kommenden Monaten von dort eingesetzt. Der kreative Ansatz, einen Satelliten aus Holz zu bauen, soll nicht nur die Umwelt schonen, sondern ist auch ein Meisterwerk traditioneller japanischer Handwerkskunst. Darüber hinaus wird der erfolgreiche Verlauf der Hayabusa-Mission besprochen, die als erste eine Probe von einem Asteroiden zur Erde brachte.
Lise Meitner und die Kernspaltung
Im Hauptthema der Episode widmet sich Eva der österreichischen Physikerin Lise Meitner und ihrer Rolle bei der Entdeckung der Kernspaltung.
Geboren am 7. November 1878 in Wien, kämpfte Meitner gegen die Hindernisse ihrer Zeit, um als Frau Physik zu studieren und eine wissenschaftliche Karriere zu verfolgen. Aufgrund der damaligen Restriktionen konnte sie erst 1901 ihr Physikstudium beginnen und promovierte als zweite Frau in Physik in Wien.
Nach ihrem Abschluss und ihrer Promotion in Wien zog sie 1907 nach Berlin, wo sie mit dem Chemiker Otto Hahn eine produktive Zusammenarbeit begann. Zusammen forschten sie über die Struktur schwerer Atomkerne und ihre Reaktionen unter Neutronenbeschuss, ein Thema, das in der physikalischen Gemeinschaft viel Aufmerksamkeit erhielt. In den frühen 1930er-Jahren begannen Meitner und Hahn mit Experimenten zur Bestrahlung von Uran, bei denen sie unerwartet auf Zerfallsprodukte wie Barium stießen. Dies widersprach dem damaligen Modell der Atomstruktur. Nach ihrer Flucht nach Schweden 1938 – aufgrund der politischen Lage in Nazi-Deutschland – setzte Meitner die Forschung aus der Distanz fort und interpretierte die Beobachtungen Hahns.
Die bahnbrechende Erkenntnis kam schließlich beim Spaziergang mit ihrem Neffen Frisch, der ebenfalls Physiker war: Der Uran-Kern könnte durch die Aufnahme eines Neutrons in zwei nahezu gleich große Teile zerfallen, was enorme Mengen Energie freisetzt. Meitners Berechnungen zeigten, dass dieser Zerfall etwa 200 Millionen Elektronenvolt (MeV) pro Kernspaltung freisetzt – ein Resultat, das später zur Grundlage der Nutzung der Kernkraft wurde.
Doch trotz ihrer wesentlichen Beiträge wurde Meitner bei der Verleihung des Nobelpreises 1944 übergangen, der allein an Otto Hahn ging. Sie selbst war 49-mal für den Nobelpreis nominiert, erhielt ihn aber nie, was angesichts ihrer Leistung nicht nachvollziehbar ist.
Nach dem Zweiten Weltkrieg setzte sich Meitner in Großbritannien für die friedliche Nutzung der Kernenergie ein und erhielt posthum große Anerkennung, wie die Benennung des Elements Meitnerium. Ihre Forschung beeinflusste nicht nur die Physik, sondern auch die Astronomie: Lise Meitners Entdeckung der Kernspaltung hat indirekt großen Einfluss auf unser Verständnis des Universums. Ihre Forschung an der Struktur des Atomkerns und die Erkenntnis, dass schwere Kerne in leichtere zerfallen und dabei enorme Mengen an Energie freisetzen, legten die Grundlage für das Verständnis der Prozesse die in Sternen ablaufen. Die Mechanismen, die Meitner und ihre Kollegen entdeckten, sind entscheidend für die Nukleosynthese – also die Bildung von Elementen in Sternen und Supernovae. In diesen extremen astrophysikalischen Umgebungen werden durch Fusion und Spaltung die schweren Elemente gebildet, die heute in unserem Universum existieren. Meitners Arbeiten trugen so entscheidend zur nuklearen Astrophysik bei, einem Bereich, der für die Entstehung und Entwicklung von Sternen und Galaxien zentral ist.
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