Kernspaltung 1938 — vom Labortisch zu E = mc² (3D)
Über diese App
Der Arbeitstisch von Hahn und Straßmann als Rekonstruktion: Bestrahlen, chemisch Trennen, Messen. Im Atomkern zerplatzt Uran-235 nach dem Tröpfchenmodell, ein Massendefekt-Rechner zeigt, woher die Energie kommt, dazu Kettenreaktion mit Moderator und Lise Meitners Deutung.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Was 1938 entdeckt wurde
Im Dezember 1938 bestrahlten Otto Hahn und Fritz Straßmann in Berlin Uran mit Neutronen und fanden danach chemisch Barium, ein Element mit gut halb so schweren Kernen. Lise Meitner und Otto Frisch erklärten Anfang 1939, was passiert war: Der Urankern spaltet sich in zwei mittelschwere Kerne und setzt zwei bis drei Neutronen frei. Die Bruchstücke wiegen zusammen etwas weniger als vorher. Diese fehlende Masse wird nach E = mc² zu Energie, rund 200 MeV je Spaltung.
Was die App zeigt
Die App zeigt eine eigene Rekonstruktion des Labortischs mit Neutronenquelle, Paraffinblock, Uranprobe, Glasgeräten, Zählrohren, Verstärker und Zählwerk. Der Versuch läuft in drei Schritten ab: bestrahlen, chemisch trennen, messen. Ein Schalter zeigt, dass die Geräte 1938 auf drei Räume verteilt waren. In der Ansicht Atomkern wird der Urankern im Tröpfchenmodell gespalten, Phase für Phase. Das Panel Masse rechnet den Massendefekt aus, und eine schematische Kettenreaktion zeigt den Unterschied zwischen unterkritisch, kritisch und überkritisch.
Was du ausprobieren kannst
Spiel den Versuch ab und sieh zu, wie Barium ausfällt und das Zählwerk die Zerfälle zählt. Zieh im Atomkern den Ablauf vor und zurück: Anflug, Einfang, Schwingen, Einschnürung, Spaltung. Vergleiche drei Beispielreaktionen und lies in der Lupe ab, wie viel Masse fehlt. Stell die Kettenreaktion um und schalte den Moderator aus. Das Panel Geschichte ordnet die Rollen von Hahn, Straßmann, Meitner und Frisch ein.
Häufige Fragen
- Woher kommt die Energie bei der Kernspaltung?
- Aus fehlender Masse. Uran-235 und ein Neutron wiegen zusammen 236,0526 u, die Bruchstücke Barium-141, Krypton-92 und drei Neutronen nur 235,8666 u. Die Differenz von 0,186 u ergibt nach E = Δm · c² rund 173 MeV, mit den späteren Zerfällen der Bruchstücke etwa 200 MeV je Spaltung.
- Welche Rolle hatte Lise Meitner bei der Entdeckung der Kernspaltung?
- Lise Meitner startete 1934 mit Otto Hahn die Uranversuche und leitete den physikalischen Teil, bis sie 1938 fliehen musste. Zusammen mit Otto Frisch lieferte sie die Deutung als Kernspaltung samt Energiebilanz. Den Nobelpreis für Chemie 1944 erhielt nur Hahn.
- Hat Otto Hahn die Atombombe entdeckt?
- Nein. Hahn und Straßmann entdeckten eine Kernreaktion an sehr wenigen Atomen, nachweisbar nur über ihre Strahlung. Die erste Kettenreaktion gelang Enrico Fermi 1942 in Chicago, die Bombe entstand im Manhattan-Projekt der USA. Hahn war daran nicht beteiligt.
- Ist der Labortisch in der App ein Foto des Museumsexponats?
- Nein. Die App zeigt eine eigene schematische Rekonstruktion nach veröffentlichten Beschreibungen. Formen, Maße und Anordnung sind geschätzt und als Rekonstruktion gekennzeichnet.
Fach: Physik-Experimente (Deutsches Museum)
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