Fermi und der erste Atomreaktor
1942 Universität Chicago, Vereinigte Staaten
Kurz gesagt
Enrico Fermi, ein Physiker aus Rom und Nobelpreisträger 1938, verließ Italien in diesem Jahr auch deshalb, weil die Rassengesetze seine Frau Laura trafen, die Jüdin war. In den Vereinigten Staaten baute er mit seinem Team unter den Tribünen eines Stadions der Universität Chicago einen großen Meiler aus Blöcken von Graphit und Uran. Am 2. Dezember 1942 erreichte er die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion: Die in den Atomkernen steckende Energie wurde nach und nach freigesetzt, ohne zu explodieren.
Warum das wichtig ist Er öffnete den Weg sowohl zu den Atomkraftwerken als auch leider zu den Atomwaffen.
Quelle: Treccani, Stichwort „Fermi, Enrico“

Lernblatt etwa 5 Minuten Lesezeit
Die Geschichte
Der Junge aus Rom
Enrico Fermi wurde 1901 in Rom geboren und zeigte schon als Junge ein außergewöhnliches Talent für Mathematik und Physik. Mit siebzehn Jahren gewann er einen Wettbewerb für die Aufnahme an die Scuola Normale in Pisa und schloss mit etwas über zwanzig Jahren ab. Mit nur fünfundzwanzig Jahren wurde er Professor für Physik an der Universität Rom, wo er im alten Institut in der Via Panisperna eine Gruppe hervorragender junger Forscher versammelte, die Freunde „die Jungs von der Via Panisperna“ nannten: Edoardo Amaldi, Emilio Segrè, Franco Rasetti, Ettore Majorana und andere. Fermi, den man „den Papst“ nannte, weil er sich nie zu irren schien, war ein Lehrer, der jedes Problem mit einfachen Worten erklärte.
Im Jahr 1934 entdeckten Fermi und seine Gruppe etwas Wichtiges: Wenn man Atome mit Neutronen beschoss, Teilchen ohne elektrische Ladung, konnte man neue radioaktive Elemente erhalten. Sie bemerkten auch, dass das Phänomen viel stärker wurde, wenn die Neutronen zuerst durch Paraffin oder Wasser gingen, das sie verlangsamte. Für diese Forschungen erhielt Fermi 1938 den Nobelpreis für Physik.
Die Flucht aus Italien
Im Jahr 1938 verabschiedete das faschistische Regime die Rassengesetze. Fermis Frau Laura war Jüdin, und daher war die Familie in Gefahr. Als Fermi nach Stockholm fuhr, um den Nobelpreis entgegenzunehmen, kehrte er nicht mehr nach Italien zurück: Von Schweden aus schiffte er sich mit seiner Frau und den beiden Kindern in die Vereinigten Staaten ein, wo er eine Stelle an der Columbia University in New York bekam. Viele europäische Wissenschaftler, die vor den Verfolgungen flohen, gelangten nach Amerika, und ihre Arbeit war sehr wichtig.
Die Entdeckung der Kernspaltung
Ende 1938 entdeckten zwei deutsche Chemiker, Otto Hahn und Fritz Strassmann, dass sich beim Beschuss von Uran mit Neutronen das Atom in zwei kleinere Stücke spaltete und eine große Menge Energie freisetzte. Das Phänomen wurde von der österreichischen Physikerin Lise Meitner und ihrem Neffen Otto Frisch erklärt und Kernspaltung genannt. Die Wissenschaftler begriffen sofort, dass die Spaltung eine Kettenreaktion auslösen konnte: Die von einem Atom freigesetzten Neutronen konnten andere spalten, und so weiter, und enorme Energie freisetzen.
Es war der Beginn des Zweiten Weltkriegs. Die Wissenschaftler fürchteten, das nationalsozialistische Deutschland könnte eine Atombombe bauen. Im August 1939 schrieben der ungarische Physiker Leo Szilárd und Albert Einstein an den amerikanischen Präsidenten Roosevelt, um ihn zu warnen. So beschlossen die Vereinigten Staaten, ein großes Geheimprogramm zu beginnen, das das Manhattan-Projekt werden sollte.
Unter dem Stadion von Chicago
Um eine Bombe zu bauen, musste man zuerst beweisen, dass sich eine Kettenreaktion kontrollieren ließ. Fermi, an die Universität Chicago versetzt, leitete eine Gruppe, die an einem sehr merkwürdigen Ort einen „Atommeiler“, also einen Reaktor, baute: auf einem alten Squashplatz unter den Tribünen des Universitätsstadions. Der Meiler war eine große Masse aus Graphitblöcken, einer Form von Kohlenstoff, die Neutronen verlangsamt, mit Uranstücken darin. Zur Kontrolle gab es Stäbe aus Cadmium, einem Metall, das Neutronen absorbiert: Zog man sie heraus, begann die Reaktion; schob man sie wieder hinein, stoppte sie. Fermi und seine Mitarbeiter bauten den Meiler Schicht für Schicht, wochenlang, und maßen alles mit großer Sorgfalt.
Am 2. Dezember 1942 versammelte sich die Gruppe schweigend zum Versuch. Fermi ließ die Stäbe nach und nach herausziehen und kontrollierte mit dem Rechenschieber, wie die Zahl der Neutronen wuchs. Um fünfundzwanzig nach drei am Nachmittag erhielt sich die Kettenreaktion von selbst: Der Meiler funktionierte! Fermi ließ ihn einige Minuten laufen (etwa eine halbe Stunde insgesamt seit dem Start) und schaltete ihn dann ab. Zum ersten Mal beherrschte der Mensch die Energie des Atoms. Zur Feier tranken die Physiker Rotwein aus Pappbechern, und einer von ihnen rief einen Projektleiter an: „Der italienische Seefahrer ist in der neuen Welt gelandet.“ „Wie sind die Eingeborenen?“, fragte der andere. „Sehr freundlich.“
Nach dem Versuch
Fermis Arbeit diente dazu, in Los Alamos in der Wüste von New Mexico die erste Atombombe zu bauen, am 16. Juli 1945 getestet und am 6. und 9. August 1945 gegen zwei japanische Städte eingesetzt. Fermi, der an dem Projekt beteiligt war, gehörte nach dem Krieg zu den Ersten, die an die Risiken der Kernwaffen erinnerten. Er starb 1954 in Chicago mit dreiundfünfzig Jahren.
Warum es geschah
Fermis Meiler entstand aus der Entdeckung der Kernspaltung und der Furcht, das nationalsozialistische Deutschland könnte als Erstes zur Bombe kommen. Die Wissenschaftler, von denen viele Flüchtlinge aus Europa waren, drängten die Regierungen zu Investitionen. Das Manhattan-Projekt beschäftigte schließlich mehr als hunderttausend Menschen im ganzen Land.
Möglich wurde es auch, weil Physiker wie Fermi theoretische und experimentelle Arbeit verbanden: Er konnte mit Papier und Bleistift rechnen und die Geräte mit eigenen Händen bauen. In Chicago brauchte man genau einen Menschen, der allen erklären konnte, einen ruhigen und genauen Koordinator.
Was sich veränderte
Der Versuch von 1942 eröffnete das Atomzeitalter, mit sehr unterschiedlichen Wirkungen. Einerseits führte er zu den Atomwaffen, die die Weltpolitik verändert haben: Nach Hiroshima und Nagasaki lebt die Welt mit der Furcht vor einem Atomkrieg, und deshalb gibt es einen internationalen Vertrag (1968), der versucht, ihre Verbreitung zu verhindern.
Andererseits hat er erlaubt, die Kernenergie friedlich zu nutzen: Seit den Fünfzigerjahren wurden Kraftwerke gebaut, die Strom erzeugen, ohne Kohlendioxid auszustoßen. Heute stammen etwa zehn Prozent des weltweiten Stroms aus Kernkraftwerken. Es entstanden aber auch schwierige Fragen: die Sicherheit nach Unfällen wie denen von Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011) und der radioaktive Abfall, der Tausende von Jahren gefährlich bleibt. In Italien haben die Bürger in zwei Volksabstimmungen, 1987 und 2011, entschieden, diese Energie nicht zu nutzen.
Dieselben Prinzipien dienen auch in der Medizin, mit Krebsbehandlungen, und in der Forschung. Zu Ehren Fermis heißt ein chemisches Element „Fermium“ und ein Weltraumteleskop für Gammastrahlen „Fermi“.
Wichtige Menschen und Orte
Menschen
- Enrico Fermi
- Italienischer Physiker (1901-1954): Er leitete den ersten Atommeiler; Nobelpreis für Physik 1938.
- Laura Fermi
- Frau Enricos (1907-1977): Schriftstellerin, sie erzählte das Leben ihres Mannes und der Familie.
- Leo Szilárd
- Ungarischer Physiker (1898-1964): Er hatte die Idee der Kettenreaktion und förderte den Brief an Roosevelt.
- Edoardo Amaldi
- Italienischer Physiker (1908-1989): Mitarbeiter Fermis, er gehörte zu den Gründern von CERN und INFN.
- Ettore Majorana
- Italienischer Physiker (1906-verschwunden 1938): der genialste der Jungs von der Via Panisperna, er verschwand auf geheimnisvolle Weise.
Orte
- Via Panisperna, Rom
- Hier arbeitete Fermi mit seiner Gruppe junger Physiker.
- Stagg Field, Universität Chicago
- Der Ort, an dem am 2. Dezember 1942 der erste Atommeiler funktionierte.
Gut zu wissen
- Die Kollegen nannten Fermi „den Papst“, weil er sich nie zu irren schien.
- Der erste Atommeiler bestand aus Graphitblöcken mit Uranstücken darin.
- Am 2. Dezember 1942 lief der erste Atommeiler einige Minuten, etwa eine halbe Stunde insgesamt seit dem Start.
- Zur Feier tranken die Physiker Wein aus Pappbechern.
- Zu Ehren Fermis heißt das chemische Element Nummer 100 „Fermium“.
Zum Weiterlesen
- The Nobel Prize, „Enrico Fermi – Facts“ (auf Englisch) nobelprize.org
- Wikipedia, Artikel „Enrico Fermi“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Chicago Pile“ de.wikipedia.org
- Wikipedia, Artikel „Via Panisperna boys“ (auf Englisch) en.wikipedia.org
Verwandte Ereignisse
- Spezielle Relativitätstheorie1905 · Das frühe 20. JahrhundertEinsteins Formel E = mc² erklärt, woher die Kernenergie kommt.
- Marie Curie, zwei Nobelpreise1911 · Das frühe 20. JahrhundertMarie Curie hatte die Radioaktivität entdeckt.
- Zweiter Weltkrieg1939–1945 · Das frühe 20. JahrhundertFermis Versuch fand während des Zweiten Weltkriegs statt.
- Entstehung der Europäischen Gemeinschaft1957 · HeuteDie Euratom wurde 1957 geschaffen, um die Kernenergie friedlich zu nutzen.
Davor und danach, in der Epoche „Das frühe 20. Jahrhundert“
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DavorErster Weltkrieg1914–1918
DavorRussische Revolution1917
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DavorDer Jazz verbreitet sichca. 1920
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DavorTotalitäre Regime in Europa1922
DavorTonfilm1927
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DavorWeltwirtschaftskrise1929
DavorPicassos Guernica1937
DavorZweiter Weltkrieg1939–1945
DavorShoahca. 1941–1945
DavorAnne Frank schreibt ihr Tagebuch1942
Du bist hierFermi und der erste Atomreaktor1942
DanachItalienischer Widerstand1943–1945
DanachItalienische Republik und Frauenwahlrecht1946
DanachErster elektronischer Universalrechner1946
DanachItalienische Verfassung1948
DanachWiederaufbau nach dem Kriegca. 1948
DanachDas Fernsehen verbreitet sichca. 1950
Hör rein / Lies weiter
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