Trennrohr von Clusius/Dickel

Klaus Clusius, physikalischer Chemiker, in Breslau geboren am 19.3.1903, gestorben in Zürich am 23.5.1963, war Professor in München und Zürich (seit 1946). Er entwickelte zusammen mit seinem Doktoranden Gerhard Dickel 1938 das Trennrohr zur Isotopentrennung von Gasen.
Gerhard Dickel, geboren am 28.10.1913 in Augsburg, studierte Chemie an der LMU München. Er promovierte 1938 am Institut für physikalische Chemie der LMU mit dem Aufbau und Betrieb eines Trennrohres zur Trennung von Isotopen des Chlorgases. Es war das erste Mal in der Geschichte der Naturwissenschaften, dass dies gelang. Von 1945 -1947 war er Leiter dieses Instituts in einer schweren Zeit. Als Professor und Direktor arbeitete er an diesem Institut bis zur Emeritierung 1978. Seine Lehrtätigkeit befasste sich mit Vorlesungen zu Mathematik für Chemiker. Wissenschaftlich war er zusätzlich zu Fragen des Trenneffekts mit Experimenten beschäftigt, die seine Theorie des Transports von Partikeln durch Membranen und in Ionenaustauschern stützten. Insgesamt leitete er über 2 Dutzend Diplomanden und Doktoranden zu wissenschaftlicher Arbeit an. Dabei war ihm die Freiheit der wissenschaftlichen Entfaltung seiner Studiosi heilig. Das 100ste Lebensjahr erlebte er bei guter Gesundheit.
Das Clusius-Dickel'sche Trennrohr hat eine Länge von gut 3 m und einen Durchmesser von einigen cm. Mit ihm können auch Gasgemische getrennt werden durch Thermodiffusion. In seiner Mitte befindet sich ein Heizdraht, die Aussenwände können gekühlt werden. Am unteren und oberen Ende ist je ein Auffangbehälter angebracht, in dem sich die zwei getrennten Komponenten des Gasgemisches anreichern. Durch Konvektion strömt das Gasgemisch im Innenrohr nach oben und außen nach unten und wird dadurch getrennt. Das leichtere Gas (Isotop) reichert sich oben an, das schwerere unten. Clusius wollte das Trennrohr horizontal betreiben, Dickel stellte es vertikal auf und erzielte damit erst den Trenneffekt. Um das lange Trennrohr aufstellen zu können, mußte die Decke des Labors durchbrochen werden, was die Baubehörde 1938 problemlos genehmigte. Dadurch konnte diese wissenschaftliche Arbeit erfolgreich abgeschlossen werden.
Quellen: Gerhard Dickel, persönliche Mitteilungen bis 2013
                Brockhaus Enzyklopädie, Wiesbaden, 1966

D'Alembert'sches Prinzip

Jean-Baptiste le Rond, genannt D'Alembert, wurde am 16.11.1717 in Paris geboren und starb dort am 29.10.1783. Er war französischer Philosoph, Mathematiker und Literat. Seine Mutter setzte ihn als Findelkind an der Kirche Saint-Jean Le Rond aus, wonach er benannt wurde. Als Zwölfjähriger änderte er seinen Namen in D'Alembert. Er war Mitglied der Académie Royale des Sciences und der Berliner Akademie. Einem Ruf Friedrichs des Grossen bzw. der russischen Kaiserin Katharina II folgte er allerdings nicht.
Er war Universalgelehrter und Herausgeber der "Encyclopédie" zusammen mit Diderot. Als Mathematiker berühmt wurde er durch das von ihm aufgestellte D'Alembert'sche Prinzip. Ausgangspunkt ist das Modell eines Systems von N Massepunkten unter der Voraussetzung, dass die äusseren und inneren Kräfte eine potentielle Energie besitzen (muß nicht immer erfüllt sein). Im Idealfall lassen sich 3 N Bewegungsgleichungen des Systems der N Massepunkte aufstellen. Es treten Nebenbedingungen auf, die die Zwangskräfte realisieren. Bei jeder gedachten Bewegung, die mit den Zwangskräften verträglich ist, leisten Zwangskräfte keine Arbeit. Wird eine kleine, gedachte virtuelle Verschiebung vorgenommen, so ist das Produkt aus Zwangskraft und virtueller Verschiebung (oder Verrückung), summiert über alle 3 N Variable, gleich Null! Dies ist das D'Alembert'sche Prinzip.
Hieraus lassen sich die Lagrange-Gleichungen 1. Art ableiten, die die Bewegung des Systems der N Massepunkte beschreiben. Werden verallgemeinerte Koordinaten eingeführt und die kinetische und potentielle Energie in Betracht gezogen, ergeben sich die Lagrange-Gleichungen 2 Art.

Quellen: Werner Döring, Mechanik, Sammlung Göschen, Bd.76, 1960
                Brockhaus Enzyklopädie, Wiesbaden, 1966

Radiocarbon im/in Grundwasser/Groundwater

Die C-14- oder Radiocarbon-Altersbestimmungsmethode findet auch in der Hydrologie Anwendung. Diese befaßt sich mit Eigenschaft, Vorkommen und Haushalt des Wassers auf der Erde. Nach der von Münnich entwickelten Modellvorstellung versickert das Grundwasser im Boden und nimmt von der Zersetzung abgestorbener, organischer Substanz und der Wurzelatmung stammendes rezentes, biogenes Kohlendioxid auf. Das entstehende kalkagressive Sickerwasser löst im Boden befindliches, als fossil angenommenes Kalziumkarbonat auf. Es stellt sich zwischen diesen infrage kommenden Substanzen ein Gleichgewicht ein. Isotopenaustausch mit der Umgebung ist möglich.
Hiernach hat eine Wasserprobe einen für den betreffenden Aquifer typischen C-14-Gehalt, der der freien und gebundenen Kohlensäure des Grundwassers entspricht. Nach einer klassischen Methode kann dieses CO2 aus der Probe als Zählgas direkt verwendet werden oder z.B. in Methan oder Azethylen umgewandelt werden. Die Radiocarbon-Konzentration ist dann in einer geeigneten Meßapperatur quantitativ bestimmbar. Daraus kann die C-14-Konzentration der Wasserprobe berechnet werden. Aus den Meßdaten der Proben können Kenntnisse erlangt werden  über Fließgeschwindigkeit  und -richtung, Durchlässigkeit des Bodens etc.
Diese Methode hat sich bestens in der Praxis bewährt.
Quellen: Münnich, K.O.; Messungen des C-14-Gehaltes von hartem Grundwasser; Naturw.2 (1957);
Backhaus, G.; Aufbau einer Meßanlage zur Bestimmung der C-14-Konzentration von Karbonaten mit Hilfe von Gasproportionalzählrohren; Dipl.-Arbeit (1970) München
Stand der Technik bis 1980
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Begegnungen in der ev. Stadtakademie

Ende Januar 13 fand in der ev. Stadtakademie in München unter Leitung von Jutta Höcht-Stöhr ein Vortrag von Prof. Harald Lesch statt mit dem Thema: Die Dunkle Seite des Universums.
Als ich an der Kasse vorbei gegangen war, sah ich ihn mit der Leiterin der Stadtakademie sprechen. Sie begrüßte mich mit Handschlag. Nebenan war ein Tisch aufgebaut mit einem Stapel des neuesten Buches von Harald Lesch, das er zusammen mit dem Astrophysiker Dr. Josef M. Gaßner geschrieben hatte, der auch am Büchertisch stand. Ich kaufte ein Exemplar und bat Herrn Lesch um eine Widmung. Diesem Wunsch kam er bereitwillig nach. Zu meiner Überraschung fragte er mich, ob ich den Vortrag über das Higgs-Teilchen am Vortag im Deutschen Museum gehört hätte und was es Neues gäbe. Ich sagte ihm, dass am CERN in Genf bei 126 GeV ein Signal gefunden worden sei, das auf das Higgs-Teilchen hinweisen würde. Jedoch wäre die Bestimmung seiner Masse nicht eindeutig gelungen. Harald Lesch gab sich erstaunt und erwähnte dies in seinem Vortrag. Dieser war im Übrigen geprägt durch humoristische Anspielungen, wodurch es viel Applaus im Publikum gab. Fachlich ging es im Wesentlichen um Schwarze Löcher, Dunkle Materie und Dunkle Energie sowie um Neutrinos.
Der Titel des Buches von Lesch/Gaßner ist: Urknall, Weltall und das Leben/Vom Nichts bis heute morgen/Wissenschaft im Dialog.
Bei Amazon habe ich eine Rezension geschrieben unter dem Titel: Mit Humor geht es besser.
Dies Buch hat mich begeistert. Fazit: Momentan wüßte ich nicht, wie man es toppen könnte!