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Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Radioaktivität - Henri Becquerel, Marie und Pierre Curie

Antoine Henri Becquerel (1852-1908) hat ein schwieriges Nachleben: Sein Name steht für den Schrecken atomarer Verseuchung. Das war 1903 noch ganz anders. In diesem Jahr erhielt er zusammen mit dem Ehepaar Curie den Physik-Nobelpreis für die gemeinsame Entdeckung der spontanen Radioaktivität.

Von: Ein Film von M. Baur

Stand: 24.10.2011

Blick in einen Forschungsreaktor | Bild: BR

Würzburg im Jahre 1895: Professor Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt beim Experimentieren mit einer evakuierten Glasröhre, an deren Elektroden er Hochspannung anlegt, die heute nach ihm benannten Strahlen. Zu Beginn des Jahres 1896 verschickt er eine Zusammenfassung seiner Beobachtungen an eine Reihe von Fachkollegen in Europa. Henri Becquerel, ein Mitglied der französischen Akademie der Wissenschaften in Paris, interessiert sich besonders für die Wirkung der Röntgenstrahlen auf fluoreszierende Stoffe. Durch Zufall entdeckt er, dass ein Kristall aus Kaliumuranylsulfat eine lichtdicht in schwarzes Papier verpackte Fotoplatte belichtet, d. h. sie nach der Entwicklung schwärzt. Becquerel glaubt anfangs, dass die Kristalle durch die Belichtung mit Sonnenstrahlen zur Emission von Röntgenstrahlung angeregt werden.

Doch auch andere Kristalle, die mit einer Fotoplatte in einer dunklen Schublade gelagert werden, zeigen dasselbe Phänomen. Becquerel vermutet, dass die Schwärzung durch eine neue Art von Strahlung ausgelöst wurde, die von den Uransalzen ausgeht, doch seine Publikation darüber findet bei den meisten Wissenschaftlern wenig Beachtung.

Nur die polnische Chemielaborantin Maria Sklodowska, die erst vor kurzem den französischen Physikprofessor Pierre Curie geheiratet hat und nun Marie Curie heißt, beschäftigt sich in Paris mit den geheimnisvollen Uransalzen. Marie will promovieren und erhofft sich mit der Erforschung der Uranstrahlen wissenschaftliches Neuland zu betreten. Schon nach kurzer Zeit gelingen ihr die ersten Resultate: Sie kann zeigen, dass die Intensität der Strahlung nur durch die Zahl der Uranatome in einer Verbindung bestimmt wird und entdeckt ein zweites radioaktives Element, das Thorium.

Bei weiteren Untersuchungen zeigt sich, dass bei manchen Uranverbindungen, wie der Uranpechblende, die Strahlung stärker ist, als es die Zahl der Uranatome zulässt - es muss ein weit stärker strahlendes Element in diesen Verbindungen enthalten sein. Durch die chemische Analyse der Uranpechblende entdeckt sie bald ein weiteres radioaktives Element, das Polonium. Bei weiteren Untersuchungen zeigt sich, dass in der Pechblende ein noch aktiveres Element enthalten sein muss, Marie nennt es Radium - "das Strahlende".

Aus den Uranbergwerken im böhmischen St. Joachimsthal erhalten die Curies 1899 auf ihren Bittbrief hin einige Tonnen Pechblendenabfall, aus dem das Uran schon herausgelöst worden war, um es in der Glasindustrie zu verwenden. Mit den damals bekannten Verfahren der chemischen Analyse und Synthese gelingt es Marie Curie 1902, aus einigen Tonnen Pechblendenabfall ein Zehntel Gramm des bisher unbekannten Radium in Form seines Salzes Radiumchlorid zu synthetisieren. Pierre übernimmt den physikalischen Teil der Forschung, indem er die Strahlung der chemischen Zwischenprodukte misst. 1903 erhalten die Curies für ihre Forschungen den Nobelpreis für Physik. Sie teilen sich den Preis mit dem Entdecker der Radioaktivität, Henri Becquerel. 1911 erhält Marie Curie zusätzlich den Nobelpreis für Chemie.

Die weitere Forschung zeigt, dass die Radioaktivität eines Elements von instabilen Atomkernen ausgeht, die durch Aussendung von Kernteilchen, Elektronen oder elektromagnetischer Strahlung in einen stabileren Zustand übergehen. Marie Curie erkrankt durch den ungeschützten Umgang mit radioaktiven Substanzen und der damit verbundenen Strahlenbelastung um 1920 an Leukämie und stirbt am 4. Juli 1934, Pierre war schon 1906 bei einem Verkehrsunfall ums Leben gekommen.

Schon bald wird die biologisch zerstörende Wirkung der Radioaktivität medizinisch genutzt, z. B. zerstört die Alpha-Strahlung eines Pflasters mit radioaktiven Salzen ein darunter liegendes Geschwür. Viele beruflich mit Radioaktivität belastete Menschen dagegen, wie die Zifferblattmalerinnen, erkranken an strahleninduziertem Krebs. Auch eine von Marie Curies Töchtern, Irène, verheiratet mit Frédéric Joliot-Curie, erforscht die Radioaktivität wissenschaftlich und entdeckt mit ihrem Mann, dass bestrahlte inaktive Atomkerne radioaktiv werden können. Für diese Entdeckung der künstlichen Radioaktivität erhält das Ehepaar Joliot-Curie 1935 den Nobelpreis.

Auch bei der Kernspaltung des Uran, wie sie bei den oberirdischen Kernwaffenversuchen der 1950er Jahre hauptsächlich von den USA und der UdSSR durchgeführt wurde, entstehen künstliche radioaktive Elemente wie das hochgiftige und stark strahlende Plutonium, das seitdem in Spuren weltweit verbreitet ist. Künstliche radioaktive Elemente werden heute meist bei der Kernspaltung in speziellen Kernreaktoren durch den Neutronenbeschuss inaktiver Elemente hergestellt und in der Medizin, aber auch in Forschung und Technik eingesetzt.


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