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Lise Meitner, Otto Hahn und Fritz Straßmann Die Berliner Jahre 1934-38 GÜNTER HERRMANN Mainz, 22. Februar 2002.

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1 Lise Meitner, Otto Hahn und Fritz Straßmann Die Berliner Jahre GÜNTER HERRMANN Mainz, 22. Februar 2002

2 Meitner, Hahn & Straßmann Das Berliner Team später 1956 in Mainz vor dem Kurfürstlichen Schloss

3 Meitner, Hahn & Straßmann Periodensystem der Elemente 1934 H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Cr 24 V 23 Zn 30 Cu 29 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 La Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Be 4 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He La 57 Sm 62 Ce 58 Yb 70 Tm 69 Er 68 Ho 67 Pr 59 Tb 65 Dy 66 Nd 60 Gd 64 Eu 63 Lu 71

4 Meitner, Hahn & Straßmann H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Cr 24 V 23 Zn 30 Cu 29 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 La Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Be 4 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He U 92 Th 90  Pa 91 Th 90  U 92 Pa 91 Transmutation chemischer Elemente Transmutation chemischer Elemente P 15 Al 13 spontan und erzwungen

5 Meitner, Hahn & Straßmann Zn 30 Cu 29 Cr 24 V 23 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Cd 48 Ag 47 Hg 80 Au 79 H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 La Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Be Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He Cu 29 Zn 30 Cr 24 Mn 25 U Elementsynthese mit Neutronen Elementsynthese mit Neutronen Enrico Fermi et al., Rom 1934: Anlagern eines Neutrons, danach Zerfall ins rechts daneben stehende Element

6 Meitner, Hahn & Straßmann U Cr 24 Mn 25 Mo 42 Ma 43 W 74 Re V 23 Sc 21 Ti 22 H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Nb 41 Sr 38 Y 39 Zr 40 Ta 73 Ba 56 La Hf 72 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Be Zn 30 Cu 29 Co 27 Ni 28 Fe 26 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Rh 45 Pd 46 Ru 44 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 Ir 77 Pt 78 Os 76 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He Mn 25 Ma 43 Re 75 Element 93 im Periodensystem Element 93 im Periodensystem Welchem Element steht Element 93 am nächsten?

7 Meitner, Hahn & Straßmann Arbeitstisch im Deutschen Museum München Arbeitstisch im Deutschen Museum München Bestrahlen Chemie Messen Zählrohr Verstärker Zählwerk Messproben

8 Meitner, Hahn & Straßmann Letzte gemeinsame Publikation 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 U

9 Meitner, Hahn & Straßmann H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Cr 24 V 23 Zn 30 Cu 29 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 La 57 Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Be 4 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He Die Wende: Radium statt Transurane Die Wende: Radium statt Transurane zI rène Curie & Paul Savitch (Paris) publizieren ein dem Lanthan ähnliches Element 93 und greifen die Berliner Ergebnisse an (eingereicht ). zStraßmanns Vermutung: das „Cu-Sa“ ist ein Gemisch der bekannten Elemente Radium und Actinium. zDaher: Suche nach Radium durch dessen Fällung zusammen mit Barium. La ? La 57 Ra 88 Ac 89  

10 Meitner, Hahn & Straßmann Aus O. Hahns Taschenkalender Aus O. Hahns Taschenkalender Arbeit von Curie + Savitch begonnen nachzumachen: Der 3,5 Stunden- Körper scheint da zu sein ! Aber Eigg. un- verständlich

11 Meitner, Hahn & Straßmann Erste Seite von „Chem. II“ Erste Seite von „Chem. II“ Fritz Straßmanns Protokoll: Weitere Prüfung des „Cu-Sa“ (Curie-Savitch Aktivität) auf Radium-Actinium.....

12 Meitner, Hahn & Straßmann Komplikationen Mitte November 1938 Komplikationen Mitte November 1938 Drei (oder gar vier) Radium-Actinium “Körper“:

13 Meitner, Hahn & Straßmann Definitive Tests auf Radium ab Definitive Tests auf Radium ab Barium-Lösung mit Spuren von Radium zBeim Auskristallisieren von Bariumsalzen aus Lösungen reichert sich Radium in der ersten Fraktion stark an (Marie Curie, 1898). zAber: das „Radium“ aus Uran reichert sich nicht an, sondern verteilt sich gleichförmig auf die Fraktionen. zIm „Indikatorversuch“ werden „Radium III“ aus Uran und natürliches Radium (Hahns Mesothor 1) gemeinsam fraktioniert. Kristalle 132 Drei aufeinander folgende Barium- Fraktionen

14 Meitner, Hahn & Straßmann Indikatorversuch „Ra III - Msth I“ S ,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 BaBr 2  2g Ba - fraktioniert. Konzentration der Säure bei den Fraktionen blieb ungefähr gleich. Der Indikatorversuch: Chemieprotokoll Der Indikatorversuch: Chemieprotokoll Samstag,

15 Meitner, Hahn & Straßmann Indikatorversuch: 1. Bariumbromid-Fraktion II :15 h :41 h ,9 Imp/min 46,3 66 Zeitpunkt Zählrate

16 Meitner, Hahn & Straßmann x x x x x x x x x Indikatorversuch: Analyse der Messdaten natürliches Radium „Radium“ aus Uran X X X X X X X X reines „Radium“ aus Uran

17 Meitner, Hahn & Straßmann Indikatorversuch: das 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

18 Meitner, Hahn & Straßmann Otto Hahn an Lise Meitner , 23 h Inzwischen arbeite ich, und arbeitet Strassmann unermüdlich an 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 haben Strassmann + 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.

19 Meitner, Hahn & Straßmann Hahn & Straßmanns 1. Arbeit I Hahn & Straßmanns 1. Arbeit I.... der chemische Kunstgriff

20 Meitner, Hahn & Straßmann Hahn & Straßmanns 1. Arbeit II Hahn & Straßmanns 1. Arbeit 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:

21 Meitner, Hahn & Straßmann Hahn & Straßmanns 1. Arbeit III Kopie des Manuskripts geht an Lise Meitner am nach Kungälv/Schweden.

22 Meitner, Hahn & Straßmann Hahn & Straßmanns 2. Arbeit Hahn & Straßmanns 2. Arbeit H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Cr 24 V 23 Zn 30 Cu 29 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 La Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Be 4 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He Ba 56 La 57 Xe 54 Cs 55 Sr 38 Y 39 Kr 36 Rb = Protonen

23 Meitner, Hahn & Straßmann L. Meitner & O.R. Frisch: Deutung Beim Spaziergang von „Tanterl“ und Neffe im Schnee in Kungälv

24 Meitner, Hahn & Straßmann O.R. Frisch: Spaltung bestätigt O.R. Frisch: Spaltung bestätigt

25 Meitner, Hahn & Straßmann Weltweite Resonanz Weltweite Resonanz Innerhalb eines Monats 19 Bestätigungen durch 12 experimentelle und 7 theoretische Arbeiten Die Tagespresse berichtet (New York Times, ): „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.

26 Meitner, Hahn & Straßmann H1H1 Li 3 Na 11 K 19 Cs 55 Rb 37 Ca 20 Kr 36 Br 35 Se 34 As 33 Ge 32 Ga 31 Cr 24 V 23 Zn 30 Cu 29 Sc 21 Co 27 Ni 28 Ti 22 Fe 26 Mn 25 Mo 42 Nb 41 Sr 38 Xe 54 I 53 Te 52 Sb 51 Sn 50 In 49 Cd 48 Ag 47 Y 39 Rh 45 Pd 46 Zr 40 Ru 44 Ma 43 W 74 Ta 73 Ba 56 Rn 86 Po 84 Bi 83 Pb 82 Tl 81 Hg 80 Au 79 La Ir 77 Pt 78 Hf 72 Os 76 Re 75 U 92 Pa 91 Ra 88 Ac 89 Th 90 Mg 12 Ar 18 Cl 17 S 16 P 15 Si 14 Al 13 Be 4 Ne 10 F9F9 O8O8 N7N7 C6C6 B5B5 He Falsche Prämissen Falsche Prämissen Tc 43 Kr 36 Ba 56 z Kernreaktionen liefern nur benachbarte Elemente z Transurane sind Elemente der Gruppen 7 bis „Element 93“ war 43, Technetium, Tc

27 Meitner, Hahn & Straßmann Faszination und Tragik Faszination und Tragik zDie Faszination: Zugang zur Energie der Atomkerne als neue Energiequelle (E. Rutherford noch 1933: „moonshine“) zDie Tragik: mit dem Ausbruch des 2. Weltkriegs dominieren die militärischen Aspekte

28 Meitner, Hahn & Straßmann Epilog Epilog Otto Robert Frisch in „What Little I Remember“: „In the end it was good solid chemistry that got things on the right track“


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