AB Aktivität im Laufe der Zeit und Nachhaltigkeitsfragen der Kernenergie

Автор:Thomas Kgr

Teil 1: Untersuchung der Aktivität eines Präparats im zeitlichen Verlauf Wie im Unterricht besprochen, strahlen radioaktive Stoffe nicht unendlich lang mit immer der gleichen Aktivität, sondern die Strahlungsstärke wird im Laufe der Zeit schwächer. Wir wollen die Abnahme genauer untersuchen.

1.1 Experiment Es ist gar nicht so leicht, ein einfaches Experiment zu finden, mit dem wir in der Schule die Veränderung messen können, denn dazu muss die Veränderung innerhalb von Minuten stattfinden. Aber wenn wir ein Präparat kaufen mit einer derartig schnellen Änderung kaufen, dann ist nach kurzer Zeit – spätestens nach 2-3 Tagen – keine Aktivität mehr messbar. Also brauchen wir einen Trick: Durch eine Plastikdose mit einem Cäsium-137 / Barium-137 - Gemisch wird eine Flüssigkeit in ein Reagenzglas gepresst. Das Cäsium zerfällt dabei – zeitlich ziemlich konstant – in das Barium. Filter und Spüllösung sind so angelegt, dass ausschließlich Barium in das Reagenzglas hineingespült wird.

Die Aktivität des Bariums ändert sich zeitlich schnell und das Folgeprodukt strahlt selbst nicht mehr, so dass wir das zeitlich messen können. Das Gerät dazu heißt „Isotopengenerator“. Leider haben wir derzeit keinen Isotopengenerator an unserer Schule – daher können wir nur bereits aufgenommene Messwerte auswerten:

a) Stelle die Messwerte in einem Diagramm dar. b) Zeichne per Augenmaß eine Ausgleichsgerade oder Ausgleichskurve ein.

c) Beschreibe den Verlauf des Graphen in Worten.

1.2 Die Halbwertszeit a) Recherchiere, was man unter Halbwertszeit versteht und fasse das in ein bis zwei Sätzen zusammen. Eine mögliche Quelle findest du hier: https://youtu.be/i7KiqThts7c

b) Bestimme per Augenmaß die Halbwertszeit aus unserem Experiment und gib sie hier an.

d) Ein anderes Präparat habe eine Halbwertszeit von 2 Stunden. Wie stark ist die ursprüngliche Aktivität nach 4 Stunden und nach 6 Stunden? (Angabe in Prozent)

e) Nimm Stellung zu der Aussage „Wir müssen das Material sicher lagern bis es aufgehört hat zu strahlen!"

Teil 2: Anwendung der Halbwertszeit in der Kernenergie 2.1 Radioaktive Abfälle In Kernkraftwerken entstehen radioaktive Abfälle. Diese Abfälle müssen sicher gelagert werden, um die Umwelt und die menschliche Gesundheit nicht zu gefährden. Die sechs am häufigsten vorkommenden Isotope in radioaktiven Abfällen sind Uran U235, Plutonium Pu239, Cäsium Cs137, Strontium Sr90, Iod I131 und Kobalt Co60.

a) Recherchiert die Halbwertszeiten dieser Isotope.

b) Überlegt in Kleingruppen, welche Isotope aufgrund ihrer Halbwertszeit mehr Probleme zur sicheren Endlagerung spielen und welche weniger.

c) Welche anderen Aspekte sind beim Umgang mit diesen Isotopen zu beachten? Überlegt zunächst selbst und recherchiert anschließend.

2.2 Lagerung von radioaktiven Abfällen Zur Lagerung von radioaktiven Abfällen gibt es viele Überlegungen. Es gibt folglich verschiedene Ansätze für die sichere Lagerung. Darunter:

Oberflächenlagerung: Abfälle werden in oberirdischen Einrichtungen gelagert.
Tiefenlagerung: Abfälle werden in tiefen geologischen Formationen gelagert.

a) Diskutiert die Vor- und Nachteile der beiden Lagerungsmethoden. Welche Methode haltet ihr für nachhaltiger und warum?

b) Stellt eine Liste mit Anforderungen auf, die für die Lagerstätten wichtig sind.

c) Fallen euch noch andere Methode ein, mit der man radioaktive Abfälle entsorgen kann? Notiert sie und diskutiert, ob sie umgesetzt werden können.

Teil 3: BNE-Aspekte und Diskussion 3.1 Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) Die Lagerung von radioaktiven Abfällen ist ein Beispiel für eine Herausforderung, die Denken aus verschiedenen Blickrichtungen erfordert. Aufgabe 1) in 4er-Gruppen: Ihr habt eine Lagerstätte gefunden, die euren Anforderungen aus 2.2b) genügt. Nun soll dieses Endlager erschlossen und mit radioaktiven Abfällen gefüllt werden. Jeder von euch bekommt eine Rolle: 1) Betreiber des Kraftwerks und „Besitzer“ der Abfälle 2) Fachkraft für Strahlenschutz (Doktor oder Professur an der Universität) 3) Bürgermeister der Region, in der das Endlager errichtet werden soll 4) Sprecher einer Vereinigung von Hausbesitzern in dieser Region Solltet ihr in einer 5er-Gruppe sein, so kann die fünfte Person ein Moderator für das Gespräch sein. Er selbst nimmt keine Position ein, sondern sorgt dafür, dass alle zu Wort kommen und alle Argumente ausgetauscht werden. Ihr trefft euch zu einer Lagebesprechung. Überlegt zuerst, was ihr in eurer Rolle VOR dem Treffen für Anliegen habt und was eurer Meinung nach bei dem Treffen herauskommen sollte. Führt anschließend das Treffen mit dem Gespräch durch.

Notiert hier wesentliche Punkte und die Ergebnisse eurer Besprechung. Auch ungelöste Meinungsverschiedenheiten können hier festgehalten werden.

Aufgabe 2: Diskutiert in Gruppen, wie Forschung, Bildung und die Entwicklung von Technologien zur Lösung der Herausforderungen im Zusammenhang mit radioaktiven Abfällen beitragen kann. Wesentliche Erkenntnisse könnt ihr hier festhalten:

Teil 4: Abschluss 4.1 Präsentation Bereitet eine kurze Präsentation (ca. 5 Minuten) vor, um die Ergebnisse Eurer Recherchen und Diskussionen mit der Klasse zu teilen. 4.2 Reflexion

Wie stehst du zu dem Thema „Energieerzeugung durch Kernspaltung"?

Haben die Besprechungen zum Thema „Suche nach Endlagern“ deine Position verändert? Wenn ja, wie?

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