Fermi und der erste Atomreaktor

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.