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Lise Meitner, Otto Hahn Lise Meitner, Otto Hahn und Fritz Straßmann und Fritz Straßmann
Die Berliner Jahre 1934-38 Die Berliner Jahre 1934-38 GÜNTER HERRMANN
Mainz, 22. Februar 2002
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 2
Das Berliner Team späterDas Berliner Team später
1956 in Mainz vor dem Kurfürstlichen Schloss
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 3
Periodensystem der Elemente Periodensystem der Elemente 19341934
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Cr24
V23
Zn30
Cu29
Sc21
Co27
Ni28
Ti22
Fe26
Mn25
Mo42
Nb41
Sr38
Xe54
I53
Te52
Sb51
Sn50
In49
Cd48
Ag47
Y39
Rh45
Pd46
Zr40
Ru44
Ma43
W74
Ta73
Ba56
Rn86 Po
84 Bi
83 Pb
82 Tl
81 Hg
80 Au
79 La
57 71 Ir
77 Pt
78 Hf
72 Os
76 Re
75 U
92 Pa
91 Ra
88 Ac
89 Th
90
Mg12
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Be4
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
6 5 12 11 3 9 10 4 8 7
1 2 17 1615 14 13
18
La57
Sm62
Ce58
Yb70
Tm69
Er68
Ho67
Pr59
Tb65
Dy66
Nd60
Gd64
Eu63
Lu71
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 4
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Cr24
V23
Zn30
Cu29
Sc21
Co27
Ni28
Ti22
Fe26
Mn25
Mo42
Nb41
Sr38
Xe54
I53
Te52
Sb51
Sn50
In49
Cd48
Ag47
Y39
Rh45
Pd46
Zr40
Ru44
Ma43
W74
Ta73
Ba56
Rn86 Po
84 Bi
83 Pb
82 Tl
81 Hg
80 Au
79 La
57 71 Ir
77 Pt
78 Hf
72 Os
76 Re
75 U
92 Pa
91 Ra
88 Ac
89 Th
90
Mg12
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Be4
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
6 5 12 11 3 9 10 4 8 7
1 2 17 1615 14 13
18
U92
Th90
Pa91
Th90
U92
Pa91
Transmutation chemischer Elemente Transmutation chemischer Elemente
P15
Al13
spontan ... ... und erzwungen
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 5
Zn30
Cu29
Cr24
V23
Sc21
Co27
Ni28
Ti22
Fe26
Mn25
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Xe54
I53
Te52
Sb51
Sn50
In49
Rn86 Po
84 Bi
83 Pb
82 Tl
81
Cd48
Ag47
Hg80
Au79
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Mo42
Nb41
Sr38
Y39
Rh45
Pd46
Zr40
Ru44
Ma43
W74
Ta73
Ba56
La 57 71
Ir77
Pt78
Hf72
Os76
Re75
U92
Pa91
Ra88
Ac89
Th90
Mg12
Be4
6 53 9 10 4 8 7
1 2
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
12 11
17 1615 14 13 18
Cu29
Zn30
Cr24
Mn25
U92
93
Elementsynthese mit NeutronenElementsynthese mit Neutronen
Enrico Fermi et al., Rom 1934: Anlagern eines Neutrons, danach Zerfall ins rechts daneben stehende Element
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 6
U92 93
Cr24
Mn25
Mo42
Ma43
W74
Re75
6 7V
23 Sc
21 Ti
22
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Nb41
Sr38
Y39
Zr40
Ta73
Ba56
La 57 71
Hf72
Pa91
Ra88
Ac89
Th90
Mg12
Be4
53 4
1 2
Zn30
Cu29
Co27
Ni28
Fe26
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Xe54
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Te52
Sb51
Sn50
In49
Cd48
Ag47
Rh45
Pd46
Ru44
Rn86
Po84
Bi83
Pb82
Tl81
Hg80
Au79
Ir77
Pt78
Os76
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
12 11 9 10 8
17 1615 14 13
18
Mn25 Ma
43 Re
75
Element 93 im Periodensystem Element 93 im Periodensystem Welchem Element steht Element 93 am nächsten?
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 7
Arbeitstisch Arbeitstisch im Deutschen Museum im Deutschen Museum MünchenMünchen
Bestrahlen
Chemie
Messen
Zählrohr
VerstärkerZählwerk
Messproben
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 8
Letzte gemeinsame Publikation Letzte gemeinsame Publikation 12.07.3812.07.38
Am 13. Juli 1938 flieht Lise Meitner, begleitet vom holländischen Physiker Dirk Coster, in die Niederlande. Danach am Nobel Institute for Physics in Stockholm. Beginn des Briefwechsels Hahn-Meitner.
Eingereicht bei der Zeitschrift Naturwissenschaften
U92 95
96
94
93
97
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 9
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Cr24
V23
Zn30
Cu29
Sc21
Co27
Ni28
Ti22
Fe26
Mn25
Mo42
Nb41
Sr38
Xe54
I53
Te52
Sb51
Sn50
In49
Cd48
Ag47
Y39
Rh45
Pd46
Zr40
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Ta73
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Rn86
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Bi83
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Tl81
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Au79
La57
Ir77
Pt78
Hf72
Os76
Re75
U92
Pa91
Ra88
Ac89
Th90
Mg12
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Be4
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
6 5 12 11 3 9 10 4 8 7
1 2 17 1615 14 13
18
Die Wende: Radium statt TransuraneDie Wende: Radium statt TransuraneIrène Curie & Paul Savitch (Paris) publizieren ein dem Lanthan
ähnliches Element 93 und greifen die Berliner Ergebnisse an (eingereicht 12.07.38).
Straßmanns Vermutung: das „Cu-Sa“ ist ein Gemisch der bekannten Elemente Radium und Actinium.
Daher: Suche nach Radium durch dessen Fällung zusammen mit Barium.
La ? La57
Ra88
Ac89
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 10
Aus O. Hahns Taschenkalender Aus O. Hahns Taschenkalender 21.10.3821.10.38
21.10.38
Arbeit von Curie + Savitchbegonnen nachzumachen: Der 3,5 Stunden-Körper scheint da zu sein ! Aber Eigg. un-verständlich
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 11
Erste Seite von „Chem. II“ Erste Seite von „Chem. II“ 1.11.381.11.38
Fritz Straßmanns Protokoll: Weitere Prüfung des „Cu-Sa“ (Curie-Savitch Aktivität) auf Radium-Actinium
.....
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 12
KomplikationenKomplikationen Mitte November 1938Mitte November 1938
Drei (oder gar vier) Radium-Actinium “Körper“:
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 13
Definitive Tests auf RadiumDefinitive Tests auf Radium abab 25.11.3825.11.38
Barium-Lösung mit Spuren von Radium
Beim Auskristallisieren von Bariumsalzen aus Lösungen reichert sich Radium in der ersten Fraktion stark an (Marie Curie, 1898).
Aber: das „Radium“ aus Uran reichert sich nicht an, sondern verteilt sich gleichförmig auf die Fraktionen.
Im „Indikatorversuch“ werden „Radium III“ aus Uran und natürliches Radium (Hahns Mesothor 1) gemeinsam fraktioniert.
Kristalle
1 32
Drei aufeinander folgende Barium-Fraktionen
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 14
Indikatorversuch „Ra III - Msth I“ S. 76 - 77
15,5 g Uran wird vom 16.XII. abends bis 17.XII. morgens 8 Uhr bestrahlt. Dann 2 ½ Stunden das „Ra II“ (14 min) zerfallen lassen. Dann das 86 min-Ra III frisch, also frei von Ac I und Ac II hergestellt. Dieses mit einer hinreichenden Menge vorher von Th B + C und Rdth befreiten Menge von Msth I versetzt, alles gemeinsam mit BaBr2 2g Ba - fraktioniert. Konzentration der Säure bei den Fraktionen blieb ungefähr gleich.
Der Indikatorversuch: Der Indikatorversuch: ChemieprotokollChemieprotokoll
Samstag,17.12.38
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 15
Indikatorversuch: Indikatorversuch: 1. Bariumbromid-Fraktion II 1. Bariumbromid-Fraktion II
17.12.11:15 h
17.12.19:41 h
18.-21.12.
59,9Imp/min
46,3
66
Zeitpunkt Zeitpunkt ZählrateZählrate
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 16
xxxx
x
xxx x
Indikatorversuch: Indikatorversuch: Analyse der MessdatenAnalyse der Messdaten
natürliches Radium
„Radium“ aus Uran
X XXX
XX X
X
reines „Radium“ aus Uran
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 17
Indikatorversuch:Indikatorversuch: das Fazitdas Fazit
Otto Hahns Kommentar im Protokoll:
ergibt Fraktion I : II : III. für Msth 66 : 24,5 : 11
für RaIII 80 : 70-(80):65-70
für Msth 1 : 6 für Ra III 1 : 1,2
nat. Ra 1 : 6„Ra“ aus U 1 : 1,2
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 18
Otto Hahn an Lise Meitner Otto Hahn an Lise Meitner 19.12.38, 23 h19.12.38, 23 h
Inzwischen arbeite ich, und arbeitet Strassmann unermüdlichan den Urankörpern [ ... ]Es ist nämlich etwas bei den „Radiumisotopen“, was so merkwürdig ist, dass wir es vorerst nur Dir sagen. [ ... ]
Sie lassen sich von allen Elementen ausser Barium trennen; alle Reaktionen stimmen. Nur eine nicht [ ... ]: die Fraktionierung funktioniert nicht. Unsere Ra-isotope verhalten sich wie Ba. [ ... ]Dann habenStrassmann + ich am Samstag eines unserer „Ra“-Isotope und Msth I als Indikator fraktioniert. Das Mesothor wurde programmässig angereichert, unser Ra nicht. [ ... ]
Aber immer mehr kommen wir zu dem schrecklichen Schluss: Unsere Ra-isotope verhalten sich nicht wie Ra, sondern wie Ba. [ ... ]
Ich habe mit Strassmann verabredet, dass wir vorerst nur Dir dies sagen wollen. Vielleicht kannst Du irgend eine phantastische Erklärung vorschlagen. Wir wissen dabei selbst, dass es eigentlich nicht in Ba zerplatzen kann.
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 19
Hahn & Straßmanns 1. Arbeit Hahn & Straßmanns 1. Arbeit 22.12.38 I22.12.38 I
.... der chemische Kunstgriff .... der chemische Kunstgriff
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 20
Hahn & Straßmanns 1. Arbeit Hahn & Straßmanns 1. Arbeit 22.12.38 II22.12.38 II
Ganz am Schluss gehen H+S auf einige neuere Untersuchungen ein, die sie der seltsamen Ergebnisse wegen nur zögernd veröffentlichen: die Radium-Barium Fraktionierungen:
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 21
Hahn & Straßmanns 1. Arbeit Hahn & Straßmanns 1. Arbeit 22.12.38 III22.12.38 III
Kopie des Manuskripts geht an Lise Meitner am 23.12.38 nach Kungälv/Schweden.
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 22
Hahn & Straßmanns 2. Arbeit Hahn & Straßmanns 2. Arbeit 28.01.3928.01.39
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Kr36
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As33
Ge32
Ga31
Cr24
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Sc21
Co27
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Mo42
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Y39
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Ma43
W74
Ta73
Ba56
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Ir77
Pt78
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Re75
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Pa91
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Ar18
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F9
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N7
C6
B5
He2
6 5 12 11 3 9 10 4 8 7
2 17 1615 14 13
1 18
Ba56
La57
Xe54
Cs55
Sr38
Y39
Kr36
Rb37
9292 = = 5656 + + 3636 Protonen Protonen
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 23
L. Meitner & O.R. Frisch: L. Meitner & O.R. Frisch: DeutungDeutung 31.12.3831.12.38
+ +
Beim Spaziergang von „Tanterl“ und Neffe im Schnee in Kungälv
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 24
O.R. Frisch: Spaltung bestätigt O.R. Frisch: Spaltung bestätigt 13.1.3913.1.39
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 25
Weltweite ResonanzWeltweite ResonanzInnerhalb eines Monats 19 Bestätigungen durch 12 experimentelle und 7 theoretische ArbeitenDie Tagespresse berichtet (New York Times, 18.01.1939):„Atomic Explosion Frees 200,000,000 Volts - New Physics Phenomenon Credited to Hahn“Verpasste Gelegenheiten: „Frisch“-Experimente (u.a. E. Fermi et al.),Barium-Fällungen (F. Straßmann 1936, Berlin-Team Frühjahr 1938) u.a.m.
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 26
H1 Li
3 Na
11 K
19
Cs55
Rb37
Ca20
Kr36
Br35
Se34
As33
Ge32
Ga31
Cr24
V23
Zn30
Cu29
Sc21
Co27
Ni28
Ti22
Fe26
Mn25
Mo42
Nb41
Sr38
Xe54
I53
Te52
Sb51
Sn50
In49
Cd48
Ag47
Y39
Rh45
Pd46
Zr40
Ru44
Ma43
W74
Ta73
Ba56
Rn86 Po
84 Bi
83 Pb
82 Tl
81 Hg
80 Au
79 La
57 71 Ir
77 Pt
78 Hf
72 Os
76 Re
75 U
92 Pa
91 Ra
88 Ac
89 Th
90
Mg12
Ar18
Cl17
S16
P15
Si14
Al13
Be4
Ne10
F9
O8
N7
C6
B5
He2
6 5 12 11 3 9 10 4 8 7
1 2 17 1615 14 13
18
93
94
95
96
Falsche PrämissenFalsche Prämissen
Tc43
Kr36
Ba56
Kernreaktionen liefern nur benachbarte Elemente
Transurane sind Elemente der Gruppen 7 bis 10
93„Element 93“ war 43, Technetium, Tc
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 27
Faszination und TragikFaszination und Tragik
Die Faszination: Zugang zur Energie der Atomkerne als neue Energiequelle (E. Rutherford noch 1933: „moonshine“)
Die Tragik: mit dem Ausbruch des 2. Weltkriegs dominieren die militärischen Aspekte
Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38Meitner, Hahn & Straßmann 1934-38 28
EpilogEpilog
Otto Robert Frisch in „What Little I Remember“: „In the end it was good solid chemistry that
got things on the right track“