Otto Hahn

Bedeutung und wissenschaftlicher Weg

Otto Emil Hahn (8. März 1879 in Frankfurt am Main–28. Juli 1968 in Göttingen) war ein deutscher Chemiker und Pionier der Radiochemie. Er gilt als „Vater der Kernchemie“. Seine wichtigste Entdeckung war Ende 1938 die Kernspaltung gemeinsam mit Fritz Straßmann und Lise Meitner. Sie machte den Weg zum Atomzeitalter frei. Für die Entdeckung der Spaltung schwerer Atomkerne erhielt Hahn 1945 den Nobelpreis für Chemie des Jahres 1944.

Hahn studierte ab 1897 Chemie und Mineralogie in Marburg sowie zeitweise bei Adolf von Baeyer in München. 1901 promovierte er in Marburg magna cum laude über „Bromderivate des Isoeugenols“. Nach einem Militärjahr arbeitete er zunächst als Assistent von Theodor Zincke.

1904 ging Hahn zu William Ramsay an das University College London und wandte sich der Radiochemie zu. Dort entdeckte er 1905 das sogenannte „Radiothorium“, das sich später als unbekanntes Thoriumisotop ^{228}Th und als Alpha-Strahler erwies. 1905 wechselte er zu Ernest Rutherford nach Montreal. Dort lernte er die Analyse von Alphastrahlen, Gasionisation, Reichweite und elektromagnetischer Ablenkung. Mit diesen Methoden identifizierte er unter anderem Thorium C, Radium D und Radioactinium.

Forschungen in Berlin und am Kaiser-Wilhelm-Institut

1906 kehrte Hahn nach Deutschland zurück und arbeitete am Chemischen Institut der Universität Berlin bei Emil Fischer. Er entdeckte dort Mesothorium I, Mesothorium II und Ionium. Mesothorium I, das Radiumisotop ^{228}Ra, war für die medizinische Strahlentherapie wichtig, weil es ähnlich wie ^{226}Ra verwendet werden konnte und in der Herstellung nur die Hälfte kostete.

1907 lernte Hahn die Physikerin Lise Meitner kennen. Ihre 30 Jahre dauernde Zusammenarbeit und lebenslange Freundschaft führte zu insgesamt 50 gemeinsamen Veröffentlichungen. 1908/09 wies Hahn den radioaktiven Rückstoß bei einer Alpha-Umwandlung nach und deutete ihn richtig: Das Restatom erhält beim Ausschleudern eines Alpha-Teilchens einen Rückstoß, ähnlich wie eine Kanone beim Abschuss eines Geschosses. Die Geschwindigkeit des Restatoms lässt sich nach dem Schwerpunktsatz bestimmen. Mit der daraus entwickelten Rückstoßmethode fanden Hahn und Meitner mehrere radioaktive Isotope, darunter ^{214}Po, ^{207}Tl, ^{208}Tl und ^{210}Tl.

1910 erhielt Hahn den Titel „Professor“, 1919 einen Lehrauftrag für Radioaktivität an der Berliner Universität. 1912 übernahm er die radiochemische Abteilung des neu gegründeten Kaiser-Wilhelm-Instituts für Chemie in Berlin-Dahlem. Von 1928 bis 1946 war er Direktor des Instituts. 1910 wurde er Mitglied der internationalen Radiumstandard-Kommission, zu der auch Marie Curie, Ernest Rutherford und Frederick Soddy gehörten.

1917 isolierte Hahn mit Meitner das Element „Proto-Actinium“, das 1949 endgültig Protactinium genannt wurde. Es besitzt die Ordnungszahl 91; Hahn und Meitner wurden als alleinige Entdecker bestätigt. 1921 entdeckte Hahn beim Uran Z (^ {234}Pa) die Kernisomerie, also unterschiedliche, zunächst nicht verstandene Zustände von Atomkernen. Carl Friedrich von Weizsäcker erklärte sie 1936 theoretisch als metastabile Zustände der Atomkerne.

Weitere Arbeitsgebiete waren die Geologie und die Angewandte Radiochemie. 1926 veröffentlichte Hahn eine Monographie über das Alter der Erdkruste, den Wärmehaushalt der Erde und die Gebirgsbildung; darin bestätigte er die damals umstrittene Theorie der Kontinentalverschiebung. Mit der Emaniermethode und dem Emaniervermögen begründete er in den 1920er Jahren die Angewandte Radiochemie. Sein Lehrbuch Applied Radiochemistry von 1936 beeinflusste zahlreiche Nuklearwissenschaftler.

Entdeckung der Kernspaltung

Ausgangspunkt waren Experimente, die Enrico Fermi 1934 begonnen hatte: Uran wurde mit Neutronen beschossen. Bis Ende 1938 nahm man an, dass dabei Transurane, also Elemente mit Ordnungszahlen größer als 92, entstünden. Ida Noddack hatte bereits 1934 vermutet, schwere Atomkerne könnten in mehrere größere Bruchstücke zerfallen; diese Möglichkeit wurde jedoch nicht überprüft.

Lise Meitner war nach dem Anschluss Österreichs an Deutschland wegen ihrer jüdischen Abstammung gefährdet. Mit Hahns Hilfe floh sie am 13. Juli 1938 über die Niederlande nach Schweden. Hahn und Fritz Straßmann setzten die Untersuchungen in Berlin fort. Im Dezember 1938 fanden sie in einer mit Neutronen bestrahlten Uranprobe Spuren von Barium. Das entscheidende Experiment war am 17. Dezember 1938 die „Radium-Barium-Mesothorium-Fraktionierung“. Hahn schloss daraus, dass der Urankern in mittelschwere Atomkerne „zerplatzt“ war: Die Kernspaltung war entdeckt.

Die Ergebnisse wurden am 6. Januar 1939 veröffentlicht. In einer zweiten Veröffentlichung vom 10. Februar 1939 verwendeten Hahn und Straßmann erstmals den Begriff „Uranspaltung“ und sagten voraus, dass dabei mehrere zusätzliche Neutronen freigesetzt werden könnten. Daraus konnte eine Kettenreaktion entstehen. Lise Meitner und Otto Robert Frisch erklärten den Vorgang am 11. Februar 1939 physikalisch und schätzten die frei werdende Energie auf etwa 200 Millionen Elektronenvolt. Sie verwendeten den Begriff fission („Spaltung“), aus dem sich nuclear fission beziehungsweise Kernspaltung entwickelte.

Hahns besondere Leistung lag in der außerordentlich genauen chemischen Trennung und Identifizierung kleinster Substanzmengen. Die Rolle Meitners und Straßmanns wird unterschiedlich bewertet. Meitner und Frisch lieferten die theoretische Erklärung, Hahn und Straßmann den radiochemischen Nachweis. Heute wird die Entdeckung meist als Ergebnis gemeinsamer Arbeit von Hahn, Meitner und Straßmann betrachtet; der frühere „Otto-Hahn-Tisch“ im Deutschen Museum heißt seit 2013 „Hahn-Meitner-Straßmann-Tisch“.

Während des Zweiten Weltkriegs untersuchte Hahn mit Mitarbeitern die Spaltreaktionen des Urans und erfasste bis 1945 insgesamt 25 nachgewiesene Elemente und 100 Isotope. Er war als Experte am deutschen Uranprojekt von 1939 bis 1945 beteiligt, nahm aber nur an wenigen Treffen teil. Das Projekt blieb erfolglos.

Krieg, Nationalsozialismus und Nobelpreis

Im Ersten Weltkrieg arbeitete Hahn trotz anfänglicher Bedenken in der von Fritz Haber geleiteten Spezialeinheit für chemische Kriegsführung. Von Januar 1915 bis Kriegsende war er am Entwickeln, Prüfen und Einsatzvorbereiten von Giftgas beteiligt. Diese Tätigkeit gehört zu den problematischen Seiten seiner Biografie.

Hahn war Gegner der nationalsozialistischen Diktatur. 1933 verweigerte er die Unterzeichnung des Bekenntnisses deutscher Professoren zu Adolf Hitler und trat am 31. Januar 1934 freiwillig von seiner Professur zurück. Gemeinsam mit seiner Frau Edith half er gefährdeten und verfolgten Menschen, darunter jüdischen Institutsangehörigen und Untergetauchten. Er unterstützte auch die Flucht Lise Meitners. Die Darstellung seines Verhältnisses zum Nationalsozialismus ist im Artikel als in ihrer Neutralität umstritten gekennzeichnet.

Nach der Zerstörung des Kaiser-Wilhelm-Instituts durch einen Bombenangriff in der Nacht vom 11. zum 12. Februar 1944 verlagerte Hahn die verbliebenen Einrichtungen nach Tailfingen. Dort lebte er bis zum Kriegsende.

Im April 1945 wurde Hahn festgenommen und mit neun weiteren deutschen Wissenschaftlern in Farm Hall bei Cambridge interniert. In der Operation Epsilon hörten die Alliierten die am Uranprojekt beteiligten Wissenschaftler ab. Als Hahn am 6. und 9. August 1945 von den Atombombenabwürfen auf Hiroshima und Nagasaki erfuhr, war er tief erschüttert und fühlte sich als Entdecker der Kernspaltung mitverantwortlich. Aus dieser Erfahrung entwickelte sich sein aktiver Pazifismus.

Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften zeichnete Hahn am 16. November 1945 „für seine Entdeckung der Spaltung schwerer Atomkerne“ mit dem Nobelpreis für Chemie des Jahres 1944 aus. Die Übergabe erfolgte wegen seiner Internierung erst am 10. Dezember 1946 in Stockholm. Hahn war bereits seit 1914 vielfach für den Nobelpreis vorgeschlagen worden.

Aufbau, Friedenspolitik und friedliche Nutzung

Nach seiner Rückkehr wurde Hahn im April 1946 Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft. Er leitete ihre Neuordnung und die Überführung in die 1948 gegründete Max-Planck-Gesellschaft. Bis 1960 war er deren erster Präsident. Unter seiner Leitung wuchs die Gesellschaft bis zum Ende seiner Amtszeit auf 40 Institute und Forschungsstellen mit 840 Wissenschaftlern. Hahn setzte sich außerdem für bessere staatliche Förderung von Forschung, Wissenschaft und Schulen ein.

Seit den Atombombenabwürfen kämpfte Hahn gegen Kernwaffen, Kernwaffentests und die radioaktive Verseuchung der Erde. In seiner Rundfunkrede „Cobalt 60 – Gefahr oder Segen für die Menschheit?“ vom 13. Februar 1955 warnte er vor Cobaltbomben und forderte internationale Kontrolle über Atomwaffen. Mit Max Born initiierte er die Mainauer Kundgebung vom 15. Juli 1955. Zunächst 18, ein Jahr später 52 Nobelpreisträger warnten darin vor Kernwaffen. Die Erklärung endet: „Alle Nationen müssen zu der Entscheidung kommen, freiwillig auf die Gewalt als letztes Mittel der Politik zu verzichten. Sind sie dazu nicht bereit, so werden sie aufhören zu existieren.“

1957 unterzeichnete Hahn die Göttinger Erklärung von 18 westdeutschen Atomwissenschaftlern gegen eine nukleare Bewaffnung der Bundeswehr. Die Erklärung und die Kampagne „Kampf dem Atomtod“ trugen dazu bei, dass die Bundeswehr dauerhaft atomwaffenfrei blieb. Im selben Jahr richtete Hahn den Wiener Appell gegen Atom- und Wasserstoffbomben an die Öffentlichkeit.

Gleichzeitig befürwortete Hahn die friedliche Nutzung der Kernenergie. Bei der Genfer Atomkonferenz 1955 leitete er die deutsche Delegation. An der zwölftägigen Konferenz nahmen Vertreter aus 73 Nationen und etwa 1500 Wissenschaftler teil; es wurden rund 450 Vorträge gehalten. 1958 erklärte er in seiner „Atomium-Rede“ in Brüssel, die wachsenden wissenschaftlichen und technischen Möglichkeiten erforderten internationale Zusammenarbeit. Die Atomforschung solle dem Frieden und dem Fortschritt der Menschheit dienen. Als Zukunftsoption wünschte er sich Fusionsreaktoren, weil bei der kontrollierten Fusion von Wasserstoff zu Helium Uran-235 und Plutonium vermieden werden könnten. Wegen großer technischer Schwierigkeiten waren solche Kraftwerke bis heute nicht verwirklicht.

Hahns internationale Friedensarbeit zeigte sich auch in seiner Israelreise 1959, die wissenschaftliche Kontakte zwischen Deutschland und Israel förderte, in seiner Ablehnung einer Ehrung durch das südafrikanische Apartheid-Regime 1965 und in seiner letzten Auslandsreise nach Jáchymov und Prag 1966. Er setzte sich bis zu seinem Tod für Völkerverständigung, Abrüstung und internationale Entspannung ein.

Tod, Ehrungen und Nachwirkung

Am 21. März 1968 stürzte Hahn beim Aussteigen aus seinem Dienstwagen und verletzte sich an der Halswirbelsäule. Er starb am 28. Juli 1968 in Göttingen an akutem Herzversagen. Auf seinem Grabstein steht neben seinem Namen die Formel der Uranspaltung. Seine Frau Edith starb am 14. August 1968 und wurde im selben Grab bestattet.

Hahn war Ehrendoktor zahlreicher Universitäten, Mitglied oder Ehrenmitglied von 45 Akademien und wissenschaftlichen Gesellschaften und Träger von 37 nationalen und internationalen Orden und Medaillen. Zu den wichtigsten Auszeichnungen gehören das Große Verdienstkreuz mit Stern und Schulterband (1954), das Großkreuz des Verdienstordens der Bundesrepublik Deutschland (1959), der Enrico-Fermi-Preis (1966, gemeinsam mit Lise Meitner und Fritz Straßmann) sowie die Ehrenbürgerschaften von Frankfurt am Main, Göttingen und Berlin. Die Ehrenbürgerschaft Magdeburgs und die Ehrenmitgliedschaft der Sowjetischen Akademie der Wissenschaften lehnte er 1957 beziehungsweise 1958 ab.

Seine wissenschaftliche Selbstbiografie Vom Radiothor zur Uranspaltung erschien 1962. Die persönlichen Erinnerungen Mein Leben wurden zwei Wochen nach seinem Tod veröffentlicht. Zahlreiche Schulen, Straßen, Institute, Preise und weitere Einrichtungen tragen seinen Namen; darunter die Otto-Hahn-Medaille, die Otto-Hahn-Friedensmedaille, das Hahn-Meitner-Institut und der Kleinplanet (19126) Ottohahn. Für die Elemente mit den Ordnungszahlen 105 und 108 wurde zeitweise der Name Hahnium vorgeschlagen, endgültig heißen sie jedoch Dubnium beziehungsweise Hassium.

Neben seiner Forschung interessierte sich Hahn für Bergsteigen, Musik und Literatur. Er bestieg unter anderem 1911 das Matterhorn und 1930 Mönch, Jungfrau und Finsteraarhorn. Seine Biografie verbindet damit wissenschaftliche Leistungen, institutionellen Wiederaufbau und ein lebenslanges Engagement für die moralische Verantwortung der Wissenschaft.