Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2008

Freiheit ohne Selbstbeschränkung zerstört sich selbst.
(Marion Gräfin Dönhoff)


9. Dezember 2024


zurück Übersicht weiter

DIE GESCHICHTE DER ATOMBOMBE: E = mc2


Die Atombombe, kaum wird sie erwähnt, zieht im Schlepptau unvermeidlich das ominöse E = mc2 nach sich. Die Formel besagt, dass Energie gleich Masse mal der Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat ist, und sie hat eine Geschichte, die in der Schweiz begann.

Der in Bern lebende deutsche Physiker Albert Einstein hatte 1905 in der Zeitschrift „Annalen der Physik“ mehrere Arbeiten veröffentlicht. Eine dieser Arbeiten, es war eine Abhandlung über Photonen (Lichtteilchen), führte später zum Nobelpreis. Eine andere Arbeit „zur Elektrodynamik bewegter Körper“ fand zunächst keine Beachtung, denn Einstein hatte darin behauptet, dass Raum, Zeit und Masse keine fundamentalen Größen sind. Sie sind nicht absolut sondern relativ.

Als sich Einsteins Theorie herumzusprechen begann, formierten sich seine Feinde, die großteils aus der antisemitischen Ecke kamen. Einstein war Jude, also musste er schon deswegen Unrecht haben. Höhepunkt der Angriffe bildete das Buch „100 Autoren gegen Einstein“.

Während die Physiker herumstritten, begann den Chemikern zu dämmern, dass an Einsteins Formel etwas dran sein musste. Der Kern eines Wasserstoffatoms ist ein Proton mit der Masse 1,0073 u. („u“ ist die hier nicht näher erläuterte Einheit der Atommasse). Ein Neutron hat die Masse 1,0087 u. Ein Heliumkern besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Rechnet man die Massen zusammen, erhält man einen theoretischen Wert von 4,032 u. Der Heliumkern hat aber tatsächlich nur eine Masse von 4,0015 u. Er ist also wesentlich leichter als er sein sollte. Dieses Phänomen nennt man „Massendefekt“. Wasserstoff und Helium sind die leichtesten Atome, die es gibt. Bei den schweren Atomen finden wir das gleiche Phänomen, aber in die andere Richtung. Teilt man einen Urankern in zwei Teile, erhält man Barium- und Kryptonkerne. Das eine Element ist ein Metall, das andere ein Edelgas. Auch hier sind die beiden Bruchstücke leichter als erwartet. Bei den leichten Atomen geht also Masse durch Atomkernfusion verloren, bei den schweren Elementen durch Atomkernspaltung.

Verwendet man Einsteins Formel, erhält man fantastische Zahlen. Bei der Kernfusion von Wasserstoff zu Helium beträgt der Massendefekt 0,75%. Fusioniert man 1 Kilogramm Wasserstoff zu Helium, werden 7,5 Gramm in Energie umgewandelt. Dieser Wert multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat (eine 9 mit 16 Nullen) ergibt 675 Billionen Joule oder 187,5 Millionen Kilowattstunden. Was hier zunächst unvorstellbar erschien, wurde 1945 Realität. Die Atombomben setzen Energie durch Massendefekt frei, in Hiroschima durch Spaltung schwerer Atomkerne, später (in der Wasserstoffbombe) durch Fusion von leichten Kernen.




© 2008 Rudolf Öller, Bregenz


Frontpage Übersicht Sitemap Joker Kontakt und Videos
1996 1997 1998 1999 2000
2001 2002 2003 2004 2005
2006 2007 2008 2009 2010
2011 2012 2013 2014 2015
2016 2017 2018 2019 2020
2021 2022 2023 2024

Helden der Wissenschaft:
Alessandro Graf von Volta
(1745-1827)
baute die erste leistungsfähige Batterie und begründete dadurch die Elektrodynamik. Die Einheit der elektrischen Spannung ist nach ihm benannt.


Rudolf Oeller:

Typhon District

Thriller über eine Gruppe von Wissenschaftlern, die Gott gründlich ins Handwerk pfuscht und dabei zugrunde geht.
Europa Verlagsgruppe. ISBN 9791220149914

Alles beginnt mit einer harmlosen Untersuchung: Als Ben, ein Molekularbiologe, um Hilfe gebeten wird, weil die Schimpansenweibchen im Zoo keinen Nachwuchs bekommen, ahnt er noch nicht, dass seine Welt bald aus den Fugen geraten wird. Die Ursache der Zeugungsunfähigkeit ist nämlich eine Chromosomenmutation der Affendamen, und die bringt seinen Chef auf eine folgenreiche Idee. So entsteht das unter Verschluss gehaltene Projekt Typhon District, benannt nach einem Hybridmonster aus der Mythologie. Erst allmählich kommen bei Ben und seinem internationalen Team Zweifel auf. Doch da sind sie bereits tief in einem Strudel von Geld und Machtgier, Manipulation und Skrupellosigkeit gefangen. Nicht nur ihre eigenen Leben sind bedroht. Als sie das bemerken, ist es bereits zu spät.

Das Buch ist sowohl im Handel als auch im Internet erhältlich.