Zeitbild Wissen: Kernenergie - Die Situation in Deutschland - page 35

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Zeitbild Wissen
Arbeitsblatt 1
Aufgabe 1: E =
mc
2 , Albert Einsteins berühmte For-
mel. (E= Energie,
m
= Masse,
c
= Lichtgeschwindigkeit)
Aufgabe 2: Uran ist ein in der Natur vorkommendes
radioaktives Schwermetall. Insgesamt existieren über
25 Uranisotope. Natürlich vorkommende Uranisotope
sind Uran-238 (99,27 %-Anteil), Uran-235 (0,72 %-An-
teil) und Uran-234 (0,0054 %-Anteil). Die übrigen Ura-
nisotope werden künstlich erzeugt. Uranisotope unter-
scheiden sich durch ihre Halbwertszeit. Das Uranisotop
Uran-235 wird im Rahmen der Kernspaltung eingesetzt.
Aufgabe 3: Der Kern von Uran-235 zerplatzt durch
Aufnahme eines langsamen Neutrons in zwei Bruch-
stücke und einige Neutronen. Als radioaktive Spaltpro-
dukte entstehen ein Kryptonkern, ein Bariumkern und
drei Neutronen. Es wird mehr Energie freigesetzt als das
Neutron mitgebracht hat.
Arbeitsblatt 2
Aufgabe 1: Ein Alphateilchen besteht aus zwei Neu-
tronen und zwei Protonen – also einem Heliumatom-
kern.
Aufgabe 2: Im Kern des Cäsiums wandelt sich ein
Neutron in ein Proton um und sendet dabei ein schnel-
les Elektron aus. Das Elektron führt Energie mit sich.
Zurück bleibt ein Kern eines anderen Elements (Bari-
um), dessen Kernladungszahl um 1 größer ist.
Arbeitsblatt 3
Aufgabe 1: Gammastrahlung tritt auf, wenn beim Al-
pha- oder Betazerfall überschüssige Energie in Form von
elektromagnetischer Strahlung abgegeben wird.
Arbeitsblatt 4
Aufgabe 1: Ein Alphateilchen überträgt wegen seiner
hohen Ionisierungsdichte (Zahl der Ionen pro Wegstrec-
ke) besonders viel Energie an eine einzelne Körperzel-
le. Deshalb ist der Schaden viel größer als bei anderen
Strahlungsarten mit gleicher Energiedosis.
Aufgabe 2: Die empfangene Jahresdosis durch die
natürliche kosmische Strahlung beträgt 0,3 mSv (bei
einer Dosisleistung auf Meereshöhe von 0,035
μ
Sv pro
Stunde).
Arbeitsblatt 5
Aufgabe 1: Bei einer mittleren jährlichen Dosis von
4,0 mSv/a, beträgt die erworbene Strahlendosis eines
70-jährigen Menschen in Deutschland 280 mSv.
Aufgabe 2: Geologisch bedingt ist die mittlere exter-
ne Strahlenexposition in Deutschland in Bodennähe im
Bayerischen Wald, im Fichtelgebirge, im Schwarzwald,
im thüringische und sächsische Erzgebirge, im Thürin-
ger Wald, im südlichen Hunsrück sowie lokal im Rheini-
schen Schiefergebirge, erhöht.
Arbeitsblatt 7
Aufgabe 1: Die Brennstäbe enthalten den Brenn-
stoff (Uranoxid). Mehrere Brennstäbe werden zu ei-
nem Brennelement zusammengefasst. Die Regelstäbe
dienen zur Regelung der Neutronenmultiplikationsrate
eines Kernreaktors. Ein Regelstab besteht aus neutro-
nenabsorbierendem Material (Cadmium, Bor usw.).
Aufgabe 2: Wasser bremst die schnellen Neu-
tronen ab und bringt sie damit auf Spaltgeschwin-
digkeit. Wasser dient auch als Kühlmittel und
besorgt
den
Energietransport
(Wasserdampf).
Aufgabe 3: Kernkraftwerke und Kohlekraftwerke
sind Wärmekraftwerke. Ein Stoff erzeugt Wärme, der
wiederum Dampf erzeugt, mit dessen Hilfe über eine
Turbine ein Generator angetrieben wird, der dann
Strom erzeugt.
Arbeitsblatt 8
Der Primärkreislauf nimmt die Wärme des Reaktors
auf und gibt sie an den Sekundärkreislauf ab. Dadurch
verdampft darin das Wasser; der Dampf treibt die Turbi-
ne an. Der Kühlkreislauf kühlt den Dampf im Sekundär-
kreislauf im Kondensator wieder zu Wasser.
Arbeitsblatt 9
Aufgabe 1: Unter einer kontrollierten Kettenreaktion
versteht man das Steuern des Spaltungsprozesses. Ge-
steuert wird über die Regelstäbe.
Lösungshinweise
Bildnachweis:
Titelbild: Reaktorbereich des KKW Unterweser während einer Abschaltung
DAtF: 8, 9, 15, 19 (2x), 24, 25, 26, 29, 30, 32 (2x)
EnBW Kernkraft GmbH: 11
E.ON Kernkraft GmbH: 1, 3, 10, 12, 17, 31
Fice: 19
Hundertmark: 11, 21, 27
KIT/M. Priske: 22
RWE Power AG: 3, 16
TEPCO: 5
Thomas Köhler/photothek.net: 18
Vattenfall Europe Nuclear Energy GmbH: 2 (2x), 7, 13, 14
Zeitbild: 4, 6, 28
1...,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34 36
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