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Das Urkilogramm oder Wie das Kilo in die Waage kommt.

Wie schwer ein Kilogramm ist, das findet jeder mithilfe einer Waage leicht heraus. Aber woher weiß die Waage, wie schwer ein Kilogramm ist? Dafür wird jede Waage kalibriert und zwar mit sogenannten „Normalen“. Ganz oben in der Hierarchie dieser Vergleichsnormale steht das Urkilogramm. Gerade wird es vom Internationalen Büro für Maß und Gewicht neu definiert.

Obwohl das 1889 von den Staaten der Meterkonvention definierte Urkilogramm nur selten aus dem Tresor hervorgeholt wurde, hat es ca. 50 Mikrogramm verloren. Das hat man in Vergleichsmessungen mit seinen sechs offiziellen Kopien, den sogenannten Referenznormalen, herausgefunden.

50 Mikrogramm (0,00005 g) machen vielleicht nicht viel aus, wenn man das Körpergewicht bestimmt, für andere hochpräzise Anwendungen, ist es aber durchaus problematisch, wenn das Kilogramm abnimmt. Außerdem sind andere Maßeinheiten wie Mol oder Ampere an das Kilogramm gekoppelt. Verliert das Kilogramm Gewicht, ist das komplette Einheitensystem davon betroffen.

Wie der Gewichtsverlust zustande kommt, ist nicht geklärt. Vermutet wird ein Entweichen von Wasserstoff aus der Legierung. Die Annahme, dass ein Teil der Masse durch Reinigungsmaßnahmen „wegpoliert“ wurde, gilt dagegen als unwahrscheinlich.

Neben den sechs offiziellen Kopien des Urkilogramms existieren weitere, die sogenannten Kilo-Prototypen, die sich zum Großteil im Besitz der Staaten der Meterkonvention befinden. Von diesen nationalen Kilo-Prototypen erstellen die Landesbehörden Referenznormale niedrigerer Ordnung. So stammen auch die Prüfgewichte des seca Service in direkter Linie vom Urkilogramm ab. Sie erlauben eine erste Kalibrierung der Waage, genauso wie eine Nachkalibrierung.

Bislang mussten die nationalen Behörden ihre Prototypen mit dem Urkilogramm bzw. einem seiner sechs Kopien abgleichen lassen. Zumindest wenn sie sichergehen wollten, dass sie keinen unentdeckten Fehler in die unteren Ordnungen durchreichen.

Nun wird also ein Ersatz für das oberste dieser Referenzkilos gesucht, das bislang als Zylinder aus Iridium und Platin existierte. Gewünscht ist stattdessen eine Referenz, die nicht länger auf einem Festkörper basiert, sondern auf einer als unveränderlich angenommen Naturkonstanten.

So können alle anderen Basis-Maßeinheiten bereits seit längerem aus der Natur abgeleitet werden. Der Meter ist etwa als Strecke definiert, die Licht im Vakuum in der Dauer von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt.

Eine vielversprechende neue Methode sieht vor, das Kilogramm als die Masse einer bestimmten Anzahl von Siliziumatomen zu definieren. Damit wäre es jedem Spezialisten mit der nötigen technischen Ausstattung möglich, ein eigenes Urkilogramm zu erschaffen.

Was bedeutet das nun für unsere medizinischen Waagen, bei denen jedes Gramm zählt? Nicht viel. Die Patienten werden weder leichter noch schwerer. Das Kilogramm bleibt gleich, nur seine Definition verändert sich. Und dass die Waage geeicht oder ungeeicht präzise misst, dafür sorgt der seca Service