Unterrichtsstunde: Gefahren der Atomkraft


Unterrichtsentwurf, 2007

8 Seiten


Leseprobe

Kernphysik

Thema der UE: Gefahren der Atomkraft

Thema der Stunde: Gefahren der Atomkraft

1. Ziele der UE
2. Übersicht über die Stunden der UE - Einordnung der Stunde in den Kontext der Unterrichtseinheit
1. Stunde/Sequenz
2. Stunde/Sequenz
3.Stunde/Sequenz
4. Stunde/Sequenz
5. Stunde/Sequenz

3. Planung der Stunde

3.1. Bedingungsfelder des Unterrichts

3.1.1. Analyse des Unterrichtsgegenstandes

Objekte: Atomkraftwerke, Atombombe

Definitionen und Eigenschaften:

Atomkraftwerk = Kernkraftwerk, Abkürzung KKW, allgemeinsprachlich Atomkraftwerk, Abkürzung AKW, ein mit Kernreaktoren betriebenes Dampfkraftwerk zur Umwandlung von Kernenergie in elektrische Energie. Dies gelingt bisher ausschließlich durch Spaltung schwerer Atomkerne (Kernspaltung), was als kontrollierte Kettenreaktion in einem Kernreaktor abläuft. Zur näheren Kennzeichnung eines Kernkraftwerks wird auch der verwendete Reaktortyp angegeben (z. B. Leichtwasserkernkraftwerk), von dem Gestaltung und Auslegung eines Kernkraftwerks wesentlich abhängen. In Deutschland werden in Kernkraftwerken derzeit nur noch Druckwasserreaktoren (DWR) und Siedewasserreaktoren (SWR) eingesetzt. Die in den westlichen Industrieländern üblichen Blockgrößen liegen heute bei mehr als 1 000 MW elektrischer Leistung. Quelle: http://lexikon.meyers.de/meyers/Kernkraftwerk

Atombombe, unpräzise Bezeichnung für Kernspaltungsbombe, reaktorphysikalisch gesehen ein unkontrollierter, stark überkritischer, schneller Reaktor. Der Sprengkörper der Atombombe besteht aus praktisch reinem Spaltstoff 235U oder 239Pu.

Die Explosion in Form einer nuklearen Kettenreaktion kann nur erreicht werden, wenn nicht zu viele der durch Spaltung entstandenen Neutronen verloren gehen, insbesondere nach außen entweichen, ohne dass sie neue Spaltungen auslösen. Dazu muss die Bombe hinreichend groß sein. So ist in einer Kugel aus reinem 235U mit einem Radius von 8,4 cm und damit 46,4 kg Gewicht eine Kettenreaktion mit schnellen Neutronen aufrechtzuerhalten. Dies ist die kritische Masse, die durch einen Reflektor, der die Neutronen zurückwirft, auf etwa 16 kg verringert werden kann.

Ein technisches Problem der Bombe besteht darin, die Kettenreaktion erst zum gewünschten Zeitpunkt in Gang zu setzen; dazu teilt man die kritische Masse in unterkritische Massen auf und ordnet diese räumlich getrennt voneinander an. Erst im Moment der Zündung der Bombe werden die zunächst in ausreichendem Abstand voneinander gelagerten unterkritischen Teilmassen des Kernbrennstoffs im Wege einer mit konventionellem Brennstoff erzeugten konzentrisch nach innen wirkenden Explosion mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde (etwa zehnfache Schallgeschwindigkeit) aufeinander geschossen, worauf innerhalb von 10-9 s die Explosion erfolgt.

Bei vollständiger Spaltung, die praktisch aber nicht erreichbar ist, entsteht je Kilogramm 235U eine Energie, die 20 000 t des herkömmlichen Sprengstoffs Trinitrotoluol (TNT) entspricht. Die Sprengkraft beruht auf der auftretenden Hitze- und Druckwelle. Außerdem entsteht eine sehr intensive Neutronen- und Gammastrahlung. Quelle: http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/physik/882

3.1.2. Vorüberlegungen zur Lerngruppe und den Lernvoraussetzungen

Angaben zur Lerngruppe:

Zusammensetzung der Lerngruppe:

acht Schüler, alle männlich

Klasse ist relativ homogen in Bezug auf Arbeitstempo und Verständnis.

Klasse ist leistungsstark

Lernsituation und Arbeitshaltung der Klasse:

Die S der 10a werden für den Physik- und Chemieunterricht geteilt und haben je ein Halbjahr Chemie und Physik im Wechsel.

In der ersten Stunde habe ich eine Schülerbefragung gemacht, damit die Schüler ihre Wünsche, Vorschläge, Probleme, Vorhaben zum Thema Physikunterricht äußern können. Diese Befragung hat gezeigt, dass alle Schüler sehr an guten Noten interessiert sind, und bereit sind, fleißig zu arbeiten, um dieses Ziel zu erreichen (Abschlussklasse). S haben vorgeschlagen, oft kleine Tests zu schreiben, um jedem seine Lernsituation und Lernstand transparent zu machen. Ich gehe diesem Wunsch nach. Wir haben schon einen Test zum Thema „Atomaufbau. Isotope“ und einen zum Thema „Arten der radioaktiven Strahlung. Biologische Wirkungen und Nachweiß radioaktiver Strahlung“ geschrieben. Die Durchschnittnote des ersten Tests beträgt 1,6, des zweiten Tests 1,4, das zeigt, dass Motivation, Arbeitsbereitschaft und Interesse für Physik sehr hoch ist.

S haben auch den Wünsch geäußert, mehr an der Fachsprache zu arbeiten und Fertigkeiten in dem Präsentieren von Arbeitsergebnissen (einschließlich Präsentieren mit digitalen Medien – PPT usw.), dem Vortragen vor der Klasse zu verbessern, weil dies für die Prüfungsvorbereitung und einer weiterführenden Ausbildung von besonderer Bedeutung ist. Ich gehe dem Wunsch nach.

Bewußtmachen der Lernvoraussetzungen:

Inhaltliche Vorkenntnisse:

Schüler verfügen über sehr gute Vorkenntnisse über Biologische Wirkungen radioaktiver Strahlung. (Ergebnisse des 2. Tests)

Methodische Vorkenntnisse:

S können ziemlich gut in Gruppen arbeiten und Arbeitsergebnisse präsentieren, haben aber in der Schülerbefragung den Wünsch geäußert, mehr an der Fachsprache zu arbeiten und Fertigkeiten in dem Präsentieren von Arbeitsergebnissen und dem Vortragen vor der Klasse zu verbessern, weil dies für die Prüfungsvorbereitung von besonderer Bedeutung ist. Ich gehe dem Wunsch nach und habe einen Merkblatt „Worauf sollst du bei einem Vortrag achten“ zusammengestellt, das wir besprochen haben. S benutzen dieses Merkblatt beim Vortragen.

S können mit dem Computer umgehen, können im Internet zu einem Thema recherchieren, die Fertigkeiten darin sind jedoch sehr unterschiedlich, von sehr gut bis ausreichend. Für den Umgang mit Microsoft PPT ist die Erfahrungs-, Kenntnis- und Fertigkeitsspanne noch größer: z. B. hat Marvin mit diesem Programm schon mehrmals gearbeitet und kennt sehr viele Funktionen von PPT; Philipp hat dieses Programm in dieser Unterrichtsreihe kennen gelernt. Alle Schüler arbeiten allerdings sehr gern am Computer.

3.2. Didaktische Überlegungen

3.2.1. Bezüge zum Rahmenplan

Bezüge zur Umwelt und zum Umweltschutz

Die Beschäftigung mit der Kernenergie und ihrer Nutzung in Kernkraftwerken ist in der Regel Anlass, sich mit Fragen

des Umweltschutzes und der Umweltverträglichkeit von Technik zu beschäftigen. Dazu gehören auch die Beschäftigung

mit der Nutzung radioaktiver Stoffe und ionisierender Strahlung in Wissenschaft, Technik und Medizin.

Der Physikunterricht öffnet sich also für Sachverhalte, die im klassischen Sinn nicht zur Physik gehören. Durch die

inhaltliche Erweiterung wird aber Schülerinnen und Schülern gezeigt, dass Physik sehr effizient einen Teil unserer

Welt und unseres Lebens erklären kann und dass Forderungen des Umweltschutzes auf naturwissenschaftlichen

Fakten basieren.

3.2.2. Eigene didaktische Entscheidung

Ich habe mich für das Recherchieren im Internet in Partnerarbeit mit darauffolgender Darstellung der Inhalte mit PPT entschieden, weil diese Arbeitsform für Verständnis von physikalischen Texten, Verbesserung der Fähigkeit die Fachsprache angemessen zu gebrauchen, Entwicklung der Teamfähigkeiten und der Fähigkeit, eigene Arbeitsergebnisse zu präsentieren förderlich ist.

3.3. Stundenplanung – Verlaufsplanung

Verlaufsplanung

Tabelle an der Tafel

[...]

Ende der Leseprobe aus 8 Seiten

Details

Titel
Unterrichtsstunde: Gefahren der Atomkraft
Autor
Jahr
2007
Seiten
8
Katalognummer
V112504
ISBN (eBook)
9783640131822
Dateigröße
599 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Unterrichtsstunde, Gefahren, Atomkraft
Arbeit zitieren
Liubov Mut (Autor), 2007, Unterrichtsstunde: Gefahren der Atomkraft, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/112504

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