Atomenergie

Der geknackte Kern und die Folgen

Eigentlich hat alles vor ungefähr 2000 Jahren ganz harmlos angefangen. Denn auch schon damals waren die Leute ziemlich neugierig. Was ist kleiner als klein? Wie oft kann man etwas teilen, bis man beim winzigsten Winzling der Welt angelangt ist.

Und damals nannte man das kleinste Teil, das man sich vorstellen konnte Atom. Das kommt von: atomos, das Unteilbare. Mittlerweile wissen wir, dass sich selbst das noch teilen lässt – und zwar mit ziemlich gigantischen Folgen …

Der Atomtestkrimi: Was geschah in Neuseeland?

Es geschah im Jahr 1985, genauer: am 10. Juli kurz vor Mitternacht: Das Greenpeace-Schiff Rainbow Warrior ankert im Hafen von Auckland, Neuseeland. Die Vorbereitungen für eine Protestfahrt gegen französische Atomversuche auf der Südseeinsel Moruroa sind in vollem Gange, als plötzlich die Zeit stillsteht: Ein mörderischer Knall zerreißt die Luft – durch die zerfetzte Bordwand schießt Wasser in den Schiffsbauch. Das Flaggschiff der Greenpeace-Flotte mit dem leuchtenden Regenbogen bekommt Schlagseite und sinkt. Der Greenpeace-Fotograf Fernando Pereira schafft es nicht mehr ins Freie zu klettern. Er ertrinkt in seiner Kabine.

Was war da passiert? Die französische Regierung hatte ihrem Geheimdienst den Auftrag gegeben, die Protestfahrt der Rainbow Warrior zu verhindern. Die Geheimagenten entschlossen sich daraufhin, Löcher in das Schiff zu sprengen. Haftminen sind für diesen Zweck das unauffälligste Mittel. Man muss das Schiff nicht offen angreifen, um es zu versenken. Man klebt die Minen einfach an den Rumpf und haut schnell wieder ab.

Was steckte dahinter? 1985 war es keineswegs üblich, dass ein demokratischer Staat mit solchen Methoden arbeitete – auch wenn dieses Datum für manche von euch in grauer Vorzeit liegen mag. Warum also wollte die französische Regierung die Protestfahrt der Rainbow Warrior verhindern – und zwar um jeden Preis?

Auf der einen Seite stand das Interesse des französischen Staates, seine Atomwaffen zu testen. Alle Atommächte testen ihre Waffen, um sie weiter zu entwickeln – und um anderen ihre Macht und ihren Willen zu demonstrieren: Wir sind in der Lage, euch – wenn nötig – das Allerschlimmste anzutun.

Auf der anderen Seite standen die schon Jahrzehnte andauernden Proteste unzähliger Menschen gegen Atomversuche und gegen die atomare Kriegsbedrohung. Die Rainbow Warrior war ein Symbol dieses Widerstands. Sie zu versenken hatte nicht nur das Ziel, die Atomtests ungestört durchziehen zu können. Es ging auch darum, den Protest endlich aus der Welt zu schaffen. An dieser Stelle eines vorweg: Das hat die französische Regierung nicht geschafft. Keine Regierung der Welt hat es bisher geschafft, den Widerstand gegen die gefährlichste Waffe seit Menschengedenken zu brechen.

Da stellt sich dann aber doch die Frage, was genau hinter dieser Technik steckt. Was macht sie so ungeheuerlich, dass sie Millionen Menschen zum Protest auf die Straße treibt? Um das zu klären, werfen wir zunächst einmal einen Blick in wirklich graue Vorzeiten …

Das Atom: Was die alten Griechen schon geahnt haben

Vor sehr langer Zeit dachte man, Atome seien die kleinsten Teile, die es gibt. Wenn man nämlich ein Ding teilt und diese Teile wieder teilt und die Teile der Teile in immer noch kleinere Teile teilt (und so weiter) dann müsste man ja irgendwann an den Punkt kommen, an dem es nicht mehr weitergeht. Dieses allerkleinste Teilchen – das freilich nie jemand zu Gesicht bekommen hatte – nannte man Atom. Das griechische Wort atomos heißt: das Unteilbare. Es war der griechische Philosoph Demokrit, der vor fast 2500 Jahren auf diesen Gedanken gekommen war. Der Gedanke war aber eher eine Ahnung, denn wie hätte man das auch untersuchen sollen? Es gab ja noch nicht einmal eine Lupe. Und so verschwand diese erste Atom-Ahnung für mehr als 2000 Jahre in der Versenkung …

Der Bauplan der Atome: Von Schweren Jungs und Leichtgewichten

Erst im 19. Jahrhundert besannen sich die Chemiker wieder auf die Atomtheorie der alten Griechen. Sie fanden dann allerdings im Laufe der Zeit heraus, dass die Atome selbst nicht die winzigsten Winzlinge waren, die man sich denken konnte, denn die hatten ganz offensichtlich auch noch ein reges Innenleben. Das bestand aus einem Kern und einer Hülle. An die Teilbarkeit der Atome dachte man damals aber zunächst noch nicht, deshalb schien der Name Atom immer noch ganz passend zu sein.

Den Atomkern darf man sich aber nicht wie einen Kirschkern vorstellen und die Hülle auch nicht wie einen Überzug – sondern so:

Positiv geladene Teilchen (Protonen) und solche ohne elektrische Ladung (Neutronen) bilden den Atomkern. Um ihn herum sausen – beinahe mit Lichtgeschwindigkeit – die negativ geladenen Teilchen, die Elektronen.

Alle Atome – mit Ausnahme des Wasserstoffs, denn der hat keine Neutronen – sind nach diesem Schema aufgebaut, egal ob es sich zum Beispiel um Sauerstoff, Eisen oder Uran handelt. Sie haben alle den gleichen Bauplan.

Gleicher Bauplan: klar. Aber wie unterscheiden sich denn die Atome unterschiedlicher Elemente? Was macht Kohlenstoff zu Kohlenstoff? Und Sauerstoff zu Sauerstoff? Ganz einfach: Es ist die Menge der Einzelteile im Atomkern. Hat ein Atomkern acht Protonen und – in der Regel – acht Neutronen, dann handelt es sich um Sauerstoff. Hat er sechs Protonen und sechs Neutronen ist es ein Kohlenstoffatom. Obwohl es sich bei den Atomen um unsichtbare Superzwerge handelt, sind manche der Elemente richtig schwere Jungs: Ihre Atomkerne haben besonders viele Protonen und Neutronen. Es gibt zwar keine Waage, die bei einem Atom etwas anzeigen würde – aber man nennt das Atomgewicht.

Von der Teilung des Unteilbaren und der Frage, warum Wolkenkratzer nicht zerfließen

Alles, was es gibt, besteht aus Atomen, die wiederum aus einzelnen Teilchen zusammengesetzt sind. Die Stahlkonstruktion eines Wolkenkratzers beispielsweise besteht praktisch nur aus Eisen- und Kohlenstoffatomen. Aber warum steht der Wolkenkratzer – und fließt nicht einfach auseinander? Es muss also in den Atomen gigantische Kräfte geben, die die Einzelteile zusammenhalten. Die Wissenschaftler haben im Laufe der Zeit herausgefunden, dass es Atome gibt, die diesen Job gut machen, aber auch andere, die weniger begabt sind.

Besonders die oben erwähnten schweren Jungs, also die mit einem hohen Atomgewicht, schaffen es manchmal nicht, ihr Innenleben richtig zusammenzuhalten. Wissenschaftlich korrekt sagt man dazu: Die Atomkerne schwerer Elemente neigen dazu, instabil zu sein, sie zerfallen. Uran zum Beispiel ist ein Element der besonders schweren Sorte. Die Erkenntnis, dass Atomkerne zerfallen können, war ziemlich sensationell. Die noch größere Sensation war aber, dass die gewaltigen Bindungskräfte, die zuvor den Kern zusammengehalten hatten, beim Zerfall als Energie frei wurden. Winzigste Teilchen werden da zum Teil mit Lichtgeschwindigkeit herausgeschossen – das nannten die Forscher radioaktive Strahlung.

Wenn man diesen Prozess des Zerfalls steuern und beschleunigen, Atomkerne also künstlich spalten könnte – so der Gedanke – dann käme man an eine Energiequelle, von der man bisher nicht einmal zu träumen wagte. Was die Wissenschaftler zu Beginn des letzten Jahrhunderts aber noch nicht wussten: Ob ein Atom natürlich zerfällt oder zukünftig sogar künstlich gespalten werden könnte – die dabei entstehende radioaktive Strahlung kann tödlich sein. Diese Erfahrung musste auch die berühmte Forscherin und Nobelpreisträgerin Marie Curie machen, besser bekannt als Madame Curie. Sie führte zahlreiche Experimente mit radioaktiven Stoffen durch – und starb an Krebs.

Der geknackte Kern

Im Jahr 1938 gelang Otto Hahn und Fritz Strassmann in Berlin die erste künstliche Atomkernspaltung. Doch auch der berühmte Physiker Otto Hahn wusste nicht so recht, wie das eigentlich passiert war und schrieb an seine langjahrige Kollegin, die Physikerin Lise Meitner: Wäre es möglich, dass Uran 239 zerplatzt (…)? Könntest du etwas ausrechnen und publizieren? Lise Meitner war nicht mehr in Deutschland. Sie war Jüdin und hatte vor den Nazis nach Schweden fliehen müssen. Aber sie rechnete etwas aus und benutzte dafür die berühmte Formel des Physikers Albert Einstein, der schon Anfang des 20. Jahrhunderts die gesamte Physik auf den Kopf gestellt hatte …

… und Lise Meitner lieferte mit ihren Berechnungen im Jahr 1939 erstmalig die theoretischen Grundlagen der Atomkernspaltung, also: Das sind die Gründe, warum es geht und diese Bedingungen müssen erfüllt sein, damit es klappt. Alle drei Wissenschaftler fanden das Thema so spannend, dass sie sich wenig Gedanken darüber machten, welche Folgen ihre Erkenntnisse haben könnten. Andere Leute haben die Forschungen aber mit großem Interesse verfolgt …

Der geknackte Kern und die Folgen: Der Bau der Superbombe

… denn das, was diese neue Forschung so überwältigend machte, war die ungeheure Energiemenge, die bei der Atomkernspaltung frei wird. Das musste sich auch militärisch nutzen lassen. Denn Bomben sind – verkürzt ausgedrückt – nichts anderes als auf den (Explosions-)Punkt gebrachte Energie. Eine Atombombe konnte alles bisher Dagewesene in den Schatten stellen.

Mittlerweile hatte Deutschland die Welt zum zweiten Mal in einen Weltkrieg (1939 bis 1945) gestürzt. Die Vorstellung, Nazi-Deutschland könnte eine solche Bombe entwickeln, veranlasste die Amerikaner dazu, fieberhaft an der militärischen Nutzung der Kernspaltung zu arbeiten. Denn eines war klar: Wer als erster eine Waffe mit einer solchen Kraft baute, der hatte die Superbombe – und er würde den Krieg gewinnen. In den USA arbeitete der Physiker Robert Oppenheimer unter Kriegsgeneral Groves im so genannten Manhattan Project am Bau der Atombombe. Oppenheimer und sein Team waren weltweit als erste fertig.

Und am 6. und 9. August 1945 stellten die Amerikaner alles bisher Dagewesene in den Schatten: Sie zündeten zwei Atombomben über den japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki. Hunderttausende Menschen starben in Bruchteilen von Sekunden. Hundertausende starben später an den Folgen der radioaktiven Verseuchung. Hiroshima und Nagasaki wurden komplett zerstört. Noch heute werden in der Umgebung missgebildete Kinder geboren. Die Bomben hießen Little Boy und Fat Man… Der Kleine Junge war eine Uran-, der fette Mann eine Plutoniumbombe.

Heute wissen wir, dass diese Angriffe die Zivilbevölkerung eines Landes getroffen hatten, das kurz vor der Kapitulation stand. Die US-Regierung wusste das schon damals – sie wusste, dass der Krieg ohnehin bald vorbei sein würde. Die japanischen Städte wurden vom Erdboden gelöscht, nur um Macht zu demonstrieren und um allen anderen zu zeigen: Wir haben die Superbombe nicht nur, wir setzen sie auch ein. Wir sind die Supermacht.

Der Physiker Albert Einstein sagte: Wenn ich die Folgen geahnt hätte, wäre ich Uhrmacher geworden. Damit sind wir beim nächsten Punkt. Irgendwie gibt es zu wenig Uhrmacher …

Was das heißt? Weiterlesen in Teil 2.