Einleitende Informationen

Transkript

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2 Inhaltsverzeichnis A Lehrplanbezug S. 3 B Einleitende Informationen S. 4 C Auflistung aller Medien mit Inhaltsbeschreibung S. 6 D Kommentartexte aller Filme S. 14 E Grafische Darstellung der Programmierung S. 28 F Stundenverlauf und Unterrichtsentwürfe S. 30 G ROM-Teil / Arbeitsmaterial S. 35 H Informationen zur Benutzung dieser DVD S. 42 I Danksagungen und Rechtevermerke S. 43 J Impressum S

3 B Einleitende Informationen B 4 5

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8 C D D 14 15

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19 K ERNKRAFT FLUCH ODER SEGEN? THEMENKREIS I : PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN G ARBEITSBLATT Kernspaltung Was geschieht bei der Kernspaltung? Du hast gerade den Film "Atombau und Kernspaltung" gesehen. Schau Dir nun die nachfolgende Grafik an und beschrifte sie korrekt. Weitere Übungsaufgaben: Durch welches Teilchen wird die Spaltung eines Urankerns ausgelöst? Was geschieht mit einem Urankern bei der Spaltung? Wie viele Neutronen werden im Mittel bei jeder Kernspaltung frei? Ein Neutron löst eine Kernspaltung aus. Dabei entstehen z. B. zwei Neutronen. Wie viele Neutronen entstehen in der 10. Generation, wenn alle Neutronen der vorausgegangenen Generation Kernspaltungen ausgelöst haben? 36

20 K ERNKRAFT FLUCH ODER SEGEN? THEMENKREIS I : PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN K ERNKRAFT FLUCH ODER SEGEN? THEMENKREIS III : TSCHENOBYL UND DIE FOLGEN LÖSUNG Kernspaltung ARBEITSBLATT Hilfe organisieren Hilfe beschreiben Was geschieht bei der Kernspaltung? Rollenspiel "Talkrunde": Hilfsorganisationen stellen sich vor Du hast den Film "'Tschernobyl-Kinder' berichten" gesehen. Der Film erzählt auch vom Ehepaar Schrader, das sich für Kinder aus der Region Tschernobyl engagiert. Dazu haben die Schraders eine Stiftung gegründet, die Erholungsreisen für Kinder aus Gomel in Weißrussland finanziert. Doch: Wie arbeitet eine solche Organisation? Welche anderen Hilfsorganisationen gibt es noch? Stellt Euch vor, Ihr wärt Mitglied einer solchen Hilfsorganisation. Eines Tages kommt ein Brief vom Fernsehen. Der Inhalt: Der Fernsehsender lädt einen Vertreter Eurer Organisation zu einer Gesprächsrunde ein, die anlässlich des Jahrestages der Katastrophe stattfindet. In der Sendung sollen sich mehrere Hilfsorganisationen vorstellen, die etwas mit der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl zu tun haben: Stiftungen, Vereine, Initiativen. Jetzt gilt es, die Fernsehsendung vorzubereiten: Die Klasse wählt einen Moderator (diese Rolle kann auch der Lehrer oder die Lehrerin übernehmen); anschließend werden fünf Kleingruppen gebildet. Jede Gruppe nimmt sich eine der folgenden Internetadressen vor und recherchiert die Aufgabe, Geschichte, Tätigkeit und den Hintergrund der betreffenden Organisation. Anschließend bestimmt die Gruppe einen Vertreter, der in der Fernsehsendung auftreten soll. Die anderen "Mitglieder" bilden das Publikum. Vertretene Gruppen: Weitere Übungsaufgaben: Durch welches Teilchen wird die Spaltung eines Urankerns ausgelöst? Die Spaltung wird durch ein "thermisches" oder "langsames" Neutron ausgelöst. Was geschieht mit einem Urankern bei der Spaltung? Der Atomkern zerfällt in zwei Trümmerkerne und in jeweils zwei bis drei Neutronen. Wie viele Neutronen werden im Mittel bei jeder Kernspaltung frei? zwei bis drei Neutronen. Ein Neutron löst eine Kernspaltung aus. Dabei entstehen z. B. zwei Neutronen. Wie viele Neutronen entstehen in der 10. Generation, wenn alle Neutronen der vorausgegangenen Generation Kernspaltungen ausgelöst haben? Neutronen Generationen Nun wird die Sendung "aufgezeichnet". Vorn, an der Tafel, ist die Bühne. Hier sitzen der Moderator und seine Gäste - gegenüber im Klassenraum das Publikum. Der Moderator eröffnet die Sendung, begrüßt Gäste und Publikum und führt ins Thema ein, anschließend stellt er seine Gäste vor. Nun hat jeder Gast drei bis fünf Minuten Zeit, seine Organisation vorzustellen: Wie heißen wir? Was ist unser Zweck? Was tun wir? Wie finanzieren wir uns? usw. Natürlich sollen während dieser Zeit die anderen Gäste und der Moderator nicht nur schweigend: Wenn ein besonders prägnanter Satz fällt, darf applaudiert werden, der Moderator und die anderen Gäste können Fragen stellen. Der Moderator muss übrigens die Sendezeit im Blick behalten: Er sollte seine Einführung nicht länger als drei Minuten machen und darauf achten, dass seine Gäste ihre Redezeit nicht überziehen. Außerdem sollte er ihnen mit einer Frage oder Anmerkung helfen, wenn sie nicht mehr weiter wissen. Zuletzt sollte er noch ein geeignetes Schlusswort finden. Zu diesem Rollenspiel lassen sich viele Varianten denken: Es kann mit einer Videokamera aufgezeichnet werden, es kann für die Parallelklasse "gespielt" werden, Filme von der DVD können als "Beiträge" eingesetzt werden. Zu diesem Arbeitsmaterial gibt es kein Lösungsblatt.

21 K ERNKRAFT FLUCH ODER SEGEN? THEMENKREIS II: DAS KERNKRAFTWERK 1 2 K ERNKRAFT FLUCH ODER SEGEN? THEMENKREIS I : PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN INFORMATION Brennstoffkreislauf INFORMATION Strahlungsarten Wie funktioniert der Brennstoffkreislauf? Der Brennstoffkreislauf ist der Weg des Kernbrennstoffs von der Uranmine bis zur Endlagerung verbrauchter Kernbrennstäbe. Deswegen ist der Begriff des Kreislaufs auch irreführend schließlich handelt es sich nicht um ein geschlossenes System. Vielmehr muss stetig Uran zugeführt werden und es entsteht stetig nuklearer Abfall. Als Alternative bietet sich daher der Begriff Brennstoffkette an. Was versteht man unter Alpha-, Beta- und Gammastrahlung? In der Kernphysik existieren drei verschiedene Arten von radioaktiver Strahlung. Dies sind die Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlen. Ihre Entstehung ist auf den Zerfall von Atomkernen zurückzuführen. Die Alpha-Strahlen: Die beim radioaktiven Zerfall von Atomkernen ausgesandten Heliumkerne (zwei Protonen, zwei Neutronen) werden Alphastrahlen genannt. Sie verlassen den Kern mit großer Geschwindigkeit. Die Alphateilchen sind zweifach positiv geladen. Hinsichtlich ihrer Eigenschaften fällt auf, dass die Alphastrahlung in der Luft nur eine Reichweite von 4-8 cm aufweist und bereits von einem Blatt Papier aufgehalten werden kann. Am Beispiel eines Uranatoms (Uran-238) wird der Alphazerfall deutlich. Das Uranatom besitzt 92 Protonen und insgesamt 238 Nukleonen. Werden Alphastrahlen ausgesandt, verlassen zwei Protonen und zwei Neutronen den Kern es verbleiben somit noch 90 Protonen. Hieraus resultiert die Entstehung des Elements Thorium, da dieses durch die Protonenanzahl 90 charakterisiert ist. Von den 238 Kernteilchen haben vier den Kern verlassen, so dass im Thoriumkern 234 Nukleonen vorhanden sind (Thorium-234). Die Beta-Strahlen: Im Gegensatz zu den Alpha-Strahlen besitzen die Beta-Strahlen eine höhere Geschwindigkeit und eine größere Reichweite. In der Luft können sie mehrere Meter, 100 Blatt Papier oder auch ein 4-5 mm dickes Aluminiumblech durchdringen. Beta-Strahlung besteht aus schnellen Elektronen, die bei der Umwandlung eines Neutrons in ein Proton entstehen. Diese Eigenschaft, dass sich im Kern eines radioaktiven Atoms ein Neutron in ein Proton und Elektron umwandelt und den Kern verlässt, wird an Thorium-234 deutlich. Es ist ein sog. Beta- Strahler. Der neue Kern besitzt nun mit 91 Protonen ein zusätzliches Proton und wird aufgrund der Protonenanzahl dem Element Protactinium zugeordnet. Diese Kette hat folgende Glieder - wie in der Grafik oben beschrieben: 1. Uranabbau 2. Urananreicherung und Herstellung von Brennelementen 3. Reaktorbetrieb 4. Wiederaufarbeitung 5. Rückführung der wieder aufbereiteten Spaltstoffe in die Brennelementherstellung oder Endlagerung. Die Gamma-Strahlen: Während Alpha- und Betastrahlen bei der Aufspaltung abgelenkt werden, erfährt Gamma-Strahlung keine Ablenkung. Auch bestehen Gamma-Strahlen nicht aus Teilchen. Vielmehr handelt es sich hierbei um elektromagnetische Wellen. Sie sind elektrisch neutral, wohingegen Alpha-Strahlen zweifach positiv und Beta-Strahlen negativ geladen sind. In den meisten Fällen tritt ihre Entstehung begleitend bei einem Alpha- oder Betazerfall auf. Bei einem Gammazerfall ändert sich letztlich nur der Energiegehalt des Kerns, nicht aber dessen Kernladungs- oder Massenzahl. Hinsichtlich ihrer Reichweite treten ebenfalls enorme Unterschiede auf. In der Luft breiten sie sich über mehrere Kilometer aus. Abgeschirmt werden können sie u. a. nur durch meterdicke Betonwände oder dicke Bleiblöcke.

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