Arbeiten zur Funktechnik

Nach der Übersiedlung von Hamburg nach Berlin 1913 besuchte Ardenne hier das Friedrich-Realgymnasium, das er 1923 mit der Primareife verließ. Bereits während seiner Schulzeit betrieb Ardenne radiotechnische Arbeiten in einem im Hause seiner Eltern befindlichen Laboratorium. Seit Dezember 1922 arbeitete er mit dem Unternehmer und Ingenieur Siegmund Loewe (1885–1962) in dessen Laboratorium und half diesem im März 1923 mit Eugen Nesper (1879–1961) und Otto Kappelmayer (1894–1971) bei einer Radiovorführung in Anwesenheit des Reichspräsidenten Friedrich Ebert (1871–1925). Sein erstes Patent erhielt Ardenne im Oktober 1923; 1924 verfasste er seinen ersten Artikel über Radiotechnik und veröffentlichte sein „Funk-Ruf-Buch“.

1928 richtete sich Ardenne ein Laboratorium für Elektronenphysik in einer Villa in Berlin-Lichterfelde ein. Als selbstständiger Erfinder und Unternehmer griff er häufig bekannte, aber nicht genutzte Konzepte auf und setzte sie erfolgreich in Prototypen um. Ein erster Erfolg gelang ihm auf Anregung Loewes mit dem Konzept der Widerstandsverstärker mit RC-Kopplung, dessen Breitbandeigenschaften zwar bekannt, aber aufgrund der damals verfügbaren Widerstände schwierig zu realisieren waren. Ardenne war damit an der Entwicklung des erfolgreichen Loewe-Radios OE333 beteiligt, das auf der Loewe-Dreifachröhre basierte, an deren Entwicklung Ardenne nicht beteiligt war. Auch wenn die Radiotechnik Ardennes Hauptarbeitsgebiet blieb, entwickelte er mit seinen Mitarbeitern die zugehörige Messtechnik.

Ardennes Interesse am Fernsehen wurde möglicherweise während seiner Studienreise in die USA geweckt, wo Philo Farnsworth (1906–1971) und Vladimir Zworykin (1888–1982) bei der Radio Corporation of America Fernsehversuche durchführten. Der Artikel „Radio Aerials Create No Lightning Hazard“ von Hugo Gernsback (1884–1967) erschien 1928 im Juli-Heft von „Radio News“, in dem auch Beiträge über das elektronische Fernsehen und dessen Schwächen enthalten waren. Seit 1929 entwickelte Ardenne mit der Firma E. Leybold’s Nachfolger Oszillografen, die auf einer von ihm verbesserten Braunschen Röhre basierten. Die neue Röhre war Bestandteil seines Konzepts für ein vollelektronisches Fernsehen, das er am 14. Dezember 1930 erstmals dem Staatssekretär August Kruckow (1874–1939) im Reichspostministerium vorführte. Am 16. August 1931 erschien Ardennes Flying Spot Scanner (Lichtpunktabtaster) auf der Titelseite der „New York Times“, und sein Fernsehempfänger, den die Radio A. G. der Gebrüder Loewe produzierte, war der weltweit erste Empfänger mit Braunscher Röhre, der auf der 8. Großen Funkausstellung in Berlin präsentiert wurde. Nach der Trennung von Loewe 1932 arbeitete Ardenne weiterhin an fernsehtechnischen Problemen, wenn auch seine Monografie „Die Kathodenstrahlröhre“ (1933) einen gewissen Abschluss dieser Arbeiten markierte. Mit der Realisierung des Fernsehsystems in Deutschland hatte er nichts mehr zu tun.

Arbeiten zur Elektronenmikroskopie und Kernphysik

Seit 1933 wandte sich Ardenne der aufkommenden Elektronenoptik und Elektronenmikroskopie zu, was 1937 zu seiner Erfindung des Rasterelektronenmikroskops führte; dafür übernahm er vom Fernsehen die Idee der zeilenweisen Abtastung. Das Patent verkaufte er an die Siemens & Halske AG und entwickelte das Universal-Elektronenmikroskop mit einer bis dahin unerreichten hohen Auflösung. In dem Werk „Elektronen-Übermikroskopie“ (1940) fasste er die Fortschritte auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie zusammen.

Nach Entdeckung der Kernspaltung wandte sich Ardenne der Kernphysik zu und erweiterte seinen 1937 geschlossenen Vertrag mit dem von Wilhelm Ohnsorge (1872–1962) geführten Reichspostministerium 1940 auf die Erforschung der Atomzertrümmerung. Er baute einen Linearbeschleuniger mit einem van de Graff-Generator, der jedoch zu geringe Energien lieferte, weshalb er sich 1940 zum Bau eines bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs nicht fertiggestellten Zyklotrons entschloss, das in einem Bunker platziert wurde und bei dessen Errichtung auch Häftlinge des KZ-Außenlagers Lichterfelde des KZ Sachsenhausen zum Einsatz kamen. Unterstützt wurde Ardenne durch den Kernphysiker Friedrich Houtermans (1903–1966), der seit 1941 in seinem Laboratorium arbeitete und die geheime Mitteilung „Zur Auslösung von Kern-Kettenreaktionen“ verfasste, in der auf die Erzeugung des Transurans Plutonium hingewiesen wurde, welches sich neben dem Uranisotop 235 als atomarer Sprengstoff eignen könnte. Weiterhin entwickelte Ardenne einen elektromagnetischen Isotopentrenner, um die natürlich vorkommenden Isotope Uran-235 und Uran-238 voneinander zu trennen, da nur erstere zu einer selbst erhaltenden Kettenreaktion fähig sind. Im sog. Uranverein wirkte Ardenne nicht mit. Seine kernphysikalischen Forschungen publizierte er in dem Buch „Die physikalischen Grundlagen der Anwendung radioaktiver oder stabiler Isotope als Indikatoren“ (1944).

Kurz nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurde Ardenne im Rahmen der Aktion Ossawakim in die UdSSR verbracht, wo er hauptsächlich an dem Isotopentrenner für die Extraktion von Uran-235 arbeitete. Auch wenn dieses ineffiziente Verfahren nicht zum Einsatz kam, gehörte Ardenne zum inneren Zirkel des Netzwerks von Wissenschaftlern, die das Atombombenprojekt der UdSSR förderten, wofür er 1953 den Stalinpreis 2. Klasse erhielt.

Forschungen zur Medizintechnik in Dresden

Anfang der 1950er Jahre transferierte Ardenne Teile seines in der UdSSR erworbenen Vermögens auf ein Konto in der DDR und erwarb in Dresden Immobilien. Nach seiner Ankunft in der DDR 1955 gründete er hier mit seinem Institut Manfred von Ardenne das einzige größere private Forschungsinstitut der DDR (1989: ca. 500 Mitarbeitende), wobei ihm Kontakte zu Walter Ulbricht (1893–1973) gute Bedingungen verschafften. Basierend auf seinen Arbeiten in der UdSSR ließ er 1956 sein Duoplasmatron, eine leistungsstarke Ionenquelle, patentieren. Seit 1956 lehrte Ardenne als nebenamtlicher Professor für elektrotechnische Sonderprobleme der Kerntechnik an der TH Dresden (seit 1961 TU).

Ende der 1950er Jahre wurde die Medizintechnik Ardennes neuer Schwerpunkt, in dem er mit einem verschluckbaren Intestinalsender und der Entwicklung einer Herz-Lungen-Maschine auf sich aufmerksam machte. Nach einem Treffen 1959 mit dem Nobelpreisträger Otto Warburg (1883–1970), mit dem er bereits 1933/34 in der medizinischen Messtechnik zusammengearbeitet hatte und der ihm über seine Arbeiten in der Krebsforschung berichtete, entwickelte er seine Krebs-Mehrschritt-Therapie, deren therapeutischer Nutzen bis heute nicht belegt ist, und darauf basierend später die Sauerstoff-Mehrschritt-Therapie. Im Sinne der Kybernetik stellte Ardenne Warburgs heute als überholt geltende Hypothese des Stoffwechsels von Krebszellen in Analogie zu rückgekoppelten Systemen dar.

Ardenne war Mitglied wissenschaftlicher Gremien, die dem Ministerrat der DDR zugeordnet waren und dort teilweise in leitender Position. Von 1963 bis 1989 war er für den Kulturbund Abgeordneter in der Volkskammer der DDR. Nach 1990 teilte Ardenne sein Institut in verschiedene Unternehmen auf, wobei er bis 1997 als Geschäftsführer des Von Ardenne Institut für Angewandte Medizinische Forschung GmbH fungierte.

Ardenne gehört mit seinen mehr als 600 Patenten, über 700 Publikationen und 31 Büchern zu den produktivsten deutschen Erfindern des 20. Jahrhunderts. Trotz fehlenden formalen wissenschaftlichen Abschlusses war er als Wissenschaftsunternehmer auf den Gebieten der Elektrophysik, Kernphysik und Medizintechnik erfolgreich, indem er frühzeitig das Potenzial neuartiger wissenschaftlicher Entwicklungen erkannte und diese in technische Innovationen umsetzte. Geschickt verstand er es, sich an die jeweilige politische Situation anzupassen und diese für seine Zwecke zu nutzen, ohne sich vollständig an das jeweilige Regime zu binden (kein Mitglied in der NSDAP bzw. SED). So war er sowohl in der Zeit des Nationalsozialismus als auch in der Sowjetunion und DDR etabliert, u. a. indem er Kontakte zu den Herrschenden pflegte und von staatlichen Aufträgen profitierte. Die Nähe zu den diktatorischen Regimen brachte ihm auch Kritik ein, die u. a. in dem Film „Manfred von Ardenne – Der wendige Baron“ (2010) thematisiert wird.