Das Wissen um die Vorgänge der friedlichen Nutzung der Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung beziehungsweise Kernfusion im Vergleich zur unkontrollierten Energiefreisetzung in Millionstel Sekunden sind für die Lernenden von entscheidender Bedeutung bei der Bewertung der friedlichen Energiegewinnung und der gleichzeitig möglichen militärischen Nutzung mit den daraus resultierenden verheerenden Zerstörungen und über Generationen andauernden gesundheitlichen Folgen für die betroffenen Menschen. Die Möglichkeiten der militärischen Nutzung der Energiefreisetzung durch Kernwaffen sind leider auch in der heutigen Welt denkbar; umso wichtiger ist es, genau Bescheid zu wissen über Bau- und Funktionsweise solcher Massenvernichtungswaffen und deren Auswirkungen für die Menschheit - sollte es zu einer Anwendung kommen.
Wie funktionieren Nuklearwaffen?
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Nuklearwaffen lernen die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise von Kernspaltungs- und Wasserstoffbomben kennen. Ausgehend von der Darlegung der Entwicklungen nach der Entdeckung der Kernspaltung im Jahr 1938, recherchieren die Lernenden eigenständig zum Aufbau und zur Funktionsweise einer Plutoniumbombe sowie einer Wasserstoffbombe. Ziel der Einheit ist ebenso das Überblicken kurz- und langfristiger Folgen und Auswirkungen nach Atombombenabwürfen.
- Physik / Astronomie
- Sekundarstufe II
- 3
- Recherche-Auftrag, Hausaufgabe, Internetressource
- 3 Arbeitsmaterialien
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Unterrichtsablauf
-
Einstieg
Anhand eines Referats oder mehrerer Kurzreferate kann die historische Entwicklung der ersten Atombombe den Lernenden vermittelt werden, gegebenenfalls unterstützt durch Videomaterial.
15 Minuten -
Erarbeitung: Plutoniumbombe
Mit dem Arbeitsblatt 1 erfolgt als Beispiel eine genaue Beschreibung einer Plutoniumbombe hinsichtlich Bau- und Funktionsweise. Mit zwei Übungsaufgaben sollen die Lernenden als Hausaufgabe die erlernten Kenntnisse vertiefen (Arbeitsblatt 1 und 3).
30 Minuten -
Erarbeitung: Wasserstoffbombe
Nach Auswertung der Hausaufgabe werden anhand von Arbeitsblatt 2 Bau- und Funktionsweise der H-Bombe besprochen.
40 Minuten -
Hausaufgabe
Die Übungsaufgabe 3 wird kurz von der Lehrkraft vorgestellt - Übungsaufgabe 3a soll als Hausaufgabe gelöst werden (Arbeitsblatt 2 und 3).
5 Minuten -
Vertiefung mithilfe von Übungsaufgaben
Die Übungsaufgabe 3 wird gemeinsam berechnet; anschließend werden die Ergebnisse intensiv diskutiert (Arbeitsblatt 2 und 3).
30 Minuten
Didaktisch-methodischer Kommentar
Nuklearwaffen als Thema im Physik-Unterricht
Die Unterrichtseinheit zum Thema Nuklearwaffen beschäftigt sich mit einer Entwicklung, die nach der Entdeckung der Kernspaltung im Jahr 1938 so nicht vorhersehbar war. Unter dem Decknamen "Manhattan-Projekt" wurde ab dem Jahr 1942 in der Wüste von Nevada die Kernspaltungsatombombe entwickelt. Mit dem Abwurf der ersten Uranbombe (Bezeichnung Little Boy) kurz vor dem Ende des Zweiten Weltkrieges am 6. August 1945 auf die japanische Stadt Hiroshima und dem drei Tage später folgenden Abwurf der ersten Plutonium-Atombombe (Bezeichnung Fat Man) erreichte diese Entwicklung ihren unrühmlichen Höhepunkt, der 300 000 Tote und eine völlig verwüstete und radioaktiv verseuchte Umgebung hinterließ.
Die Entwicklung von Kernspaltungsatombomben war nur der erste Schritt, denn das verstärkte Wissen um die Möglichkeiten der Kernfusion hatte schnell zur Folge, dass auch die Wasserstoff-Bombe entwickelt wurde, deren Energiefreisetzung in schier unvorstellbare Dimensionen vordringen sollte. Das Wissen um die Vorgänge der friedlichen Nutzung der Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung beziehungsweise Kernfusion im Vergleich zur unkontrollierten Energiefreisetzung in Millionstel Sekunden sind für die Lernenden von entscheidender Bedeutung bei der Bewertung der friedlichen Energiegewinnung und der gleichzeitig möglichen militärischen Nutzung mit den daraus resultierenden verheerenden Zerstörungen und über Generationen andauernden gesundheitlichen Folgen für die betroffenen Menschen.
Vorkenntnisse
Grobe Vorkenntnisse von Lernenden können in gewisser Weise vorausgesetzt werden, da die Thematik in den verschiedensten Medien immer wieder aufbereitet wird. Konkrete Kenntnisse sind jedoch nur eingeschränkt zu erwarten, weil das physikalische Wissen zu Aufbau und Funktion von Atomwaffen kaum bekannt ist.
Didaktische Analyse
Radioaktive Strahlung als Folge von radioaktivem Fallout nach Kernwaffentests dürfte die Lernenden sehr interessieren, weil der gesundheitliche Aspekt im Vordergrund steht. Die intensive Auseinandersetzung mit dem Thema setzt aber viel konkretes Wissen voraus, um die Gefahren richtig einschätzen zu können. Bei der Behandlung dieses sensiblen Themas muss man darauf achten, dass nur das Wissen um die genauen Abläufe bei der unkontrollierten Kernenergie-Freisetzung die Voraussetzung bietet, bei der Diskussion um das Für und Wider solcher Waffen mitreden zu können.
Im Unterricht sollte der Diskussion ausreichend Zeit gegeben werden. Lehrkräfte müssen deshalb gut präpariert sein, um auf kritische Fragen sachkompetent eingehen und antworten zu können.
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Unterrichtsmaterial "Nuklearwaffen" zum Download (PDF)
- nuklearwaffen-arbeitsblatt-1.pdf
Das Arbeitsblatt 1 zeigt neben einem kurzen historischen Abriss den schematischen Aufbau einer Plutonium-Atombombe sowie zwei erläuternde Übungsaufgaben.
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Das Arbeitsblatt 2 beschreibt in Kurzform die Entwicklung der Wasserstoff-Atombombe und ihren möglichen Aufbau. Zwei Übungsaufgaben erläutern ihre Funktionsweise.
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Das Arbeitsblatt 1 zeigt neben einem kurzen historischen Abriss den schematischen Aufbau einer Plutonium-Atombombe sowie zwei erläuternde Übungsaufgaben.
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Das Arbeitsblatt 2 beschreibt in Kurzform die Entwicklung der Wasserstoff-Atombombe und ihren möglichen Aufbau. Zwei Übungsaufgaben erläutern ihre Funktionsweise.
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Dieses Arbeitsblatt enthält die Lösungen zu den Übungsaufgaben zum Thema Nuklearwaffen.
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Hier können Sie alle Arbeitsmaterialien sowie die Lösungen der Unterrichtseinheit "Nuklearwaffen" im Word-Format als ZIP-Ordner herunterladen.
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Vermittelte Kompetenzen
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- wissen, wie Kernspaltungs- und Wasserstoffbomben prinzipiell funktionieren.
- können zum besseren Verstehen der Zusammenhänge Übungsaufgaben zu den unterschiedlichen Nuklearwaffen lösen.
- kennen die kurz- und langfristigen Folgen und Auswirkungen nach Atombombenabwürfen.
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- recherchieren selbständig Fakten, Hintergründe und Kommentare zu Nuklearwaffen im Internet.
- können die Inhalte von Videos, Clips und Animationen auf ihre sachliche Richtigkeit hin überprüfen und entnehmen den unterschiedlichen Formaten sinnvolle Sachinformationen.
Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
- lernen durch Partner- und Gruppenarbeit das Zusammenarbeiten als Team.
- setzen sich mit den Ergebnissen ihrer Mitschülerinnen und Mitschüler auseinander und lernen so, deren Ergebnisse mit den eigenen Ergebnissen konstruktiv zu vergleichen.
- erwerben genügend fachliches Wissen, um mit anderen Lernenden, Eltern, Freunden wertfrei diskutieren zu können.
Externe Links
- youtube.com
In diesem Schüler-Video wird die historische Entwicklung der Kernspaltungsbombe kurz und prägnant beschrieben, einschließlich der Abwürfe auf Hiroshima und Nagasaki.
- youtube.com
Diese sehr ausführliche ARTE-Dokumentation zeigt die historischen und physikalischen Hintergründe, die zum Bau und Abwurf der ersten amerikanischen Wasserstoffbombe führten.