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Unterricht: Kernkraft

Lehrplanbezug

Schwedens Ankündigung des Ausstiegs aus dem Atomausstieg hat auch in Deutschland die Debatte um die Nutzung von Kernenergie neu entfacht. Genauere Kenntnisse der Prozesse zur Gewinnung von elektrischer Energie in Kernkraftwerken sowie eine kritische Auseinandersetzung mit den Licht- und Schattenseiten der Kernkraft sind daher von aktueller Bedeutung für den Schulunterricht. In diesem Kontext kann der Film „Kernkraft“ auf verschiedene Weise genutzt werden. Er eignet sich besonders gut für die Fächer Chemie, Physik und NWT in der Mittelstufe.

Grafische Darstellung einer Kernspaltung (Quelle: Dreamstime.com, Andrea Danti)

Modell einer Kernspaltung: Ein Neutron trifft auf einen Urankern und spaltet ihn

Klasse 10

Im Fach Physik finden sich beispielsweise Bezüge zu den Bildungsplänen (G8, G9) in Klasse 10, in denen die atomare Struktur der Materie, Kernspaltung und Radioaktivität sowie die Auswirkung radioaktiver Strahlung auf Mensch und Umwelt behandelt werden. Im Lehrplan Chemie für die 10. Klasse stehen ebenfalls die Themen Atombau und Periodensystem auf dem Programm. Der Film zeigt unter anderem die Urankernspaltung und die Kontrolle dieser Reaktion. Da hierbei Neutronen eine wichtige Rolle spielen, sind einige Grundkenntnisse der Schüler zum Kern-Hülle-Modell von Atomen sowie den Bestandteilen des Kerns eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis dieses Prozesses. Des Weiteren empfiehlt es sich, vor der Verwendung des Films einige Elemente wie Cadmium, Bor oder Plutonium den Schülern kurz vorzustellen, damit diese die im Sprechtext vermittelten Informationen leichter einordnen können.

Einige Aspekte des Films lassen sich auch für den Erdkundeunterricht verwerten, wie beispielsweise das Vorkommen und die Nutzung von Rohstoffen. Da im Unterricht zudem die Bedeutung der Naturwissenschaften an aktuellen gesellschaftlichen Diskussionen aufgezeigt werden soll, bietet sich fachübergreifender Unterricht an, der die Kernenergie aus verschiedenen Perspektiven betrachtet. Dies zeigen auch die Kompetenzziele des Faches NWT, in denen die Schüler unter anderem lernen sollen, Möglichkeiten der Energienutzung zu analysieren und zu bewerten.

  • Mehrere metallisch glänzende Brennelemente. Quelle: SWR/WDR

    Brennelemente eines Kernreaktors

  • 3D-Modell eines Reaktors, bei dem man die Vorgänge im Inneren sehen kann. Quelle: SWR/WDR

    3D-Modell eines Reaktors

  • Viereckige Metallkonstruktion, aus der runde Stäbe herausragen. Quelle: SWR/WDR

    Steuerstäbe zur Regelung des Reaktors

Oberstufe

Auch in der Oberstufe des Gymnasiums lässt sich der Film einsetzen. Hier erleichtert das Wissen um diverse chemische und physikalische Prozesse die tiefschürfende Auseinandersetzung mit dem komplexen Thema Kernkraft. So ist zum Beispiel im Bildungsplan Physik eine Vertiefung des Themas Kernphysik vorgesehen; im Fach Chemie lässt sich das Thema im Rahmen der Lehrplaneinheit Energetik behandeln.

Unterstufe

Für die Unterstufe ist ein großer Teil des Films zu komplex. Die ersten Filmsequenzen lassen sich jedoch im Rahmen der Themenkreise Elektrizität und Technik im Fach Naturphänomene nutzen, sich den Fragen zu nähern, wo der Strom aus der Steckdose eigentlich herkommt, welche Rohstoffe zur Stromgewinnung benötigt werden oder wie ein Kraftwerk funktioniert.

Der gesamte Film zeichnet sich durch eine hohe Informationsdichte aus. Es bietet sich daher vor allem in der Sekundarstufe I an, den Film entweder in thematischen Sequenzen vorzuführen oder die Schüler vorab mit einer Frageliste auszustatten, die dann mithilfe des Films bearbeitet wird:

Woher kommt der Strom und wie funktioniert ein Kraftwerk grundsätzlich?
Welche Rohstoffe werden zur Gewinnung von elektrischer Energie verwendet?
Wie ist ein Kernkraftwerk aufgebaut?
Wie funktioniert die Gewinnung von elektrischer Energie in einem Kernkraftwerk?
Wie sind Kernkraftwerke weltweit verteilt?
Wo und warum werden neue Reaktoren gebaut?
Welche Vor- und Nachteile hat die Nutzung von Kernenergie?
Wie könnte die Stromversorgung in der Zukunft aussehen?

Der Film zeigt auf, welche Länder zur Energiesicherung besonders auf Kernkraft setzen und gegenwärtig Anstrengungen unternehmen, die Kapazitäten in diesem Bereich auszubauen.
Auf Basis dieser Informationen können die Schüler zum Beispiel auf einer Weltkarte die Verteilung der Kernkraftwerke auf der Erde darstellen sowie die Beweggründe für das Festhalten beziehungsweise den Ausbau der Kernenergie diskutieren. Da sich der Film auch ausführlich mit Sicherheitsaspekten und Gefahren der Kernenergie befasst, bildet er auch eine gute Grundlage für weiterführende Arbeitsaufträge wie Recherchen und/oder Referate sowie Diskussionen: So können die Schüler zum Beispiel eine Recherche zu verschiedenen Nuklearunfällen in der Geschichte der Kernkraft (sowie ihrer geschätzten Dunkelziffer) durchführen, die Vor- und Nachteile der Kernenergie inklusive der technischen Limitationen der Reaktorsicherheit (der im Film dargestellte Bau des neuen Druckwasserreaktors EPR in Finnland liefert hierfür aktuelle Informationen) oder der Lagerung radioaktiver Abfälle (siehe zum Beispiel Castor-Transporte, Bau von Endlagern, Atom-U-Boot-Friedhöfe im Nordmeer, et cetera) sowie die nichtfriedliche Nutzung der Kernkraft und die damit verbundene Bedrohung diskutieren.

  • Gelbe Fässer stehen in einer grauen Halle aus Beton. (Quelle: SWR/WDR)

    Radioaktiver Abfall im oberirdischen Zwischenlager Gorleben

  • Auf einer Großbaustelle entstehen mehrere riesige Gebäude. Rund ein halbes Dutzend Kräne ist zu sehen. (Quelle: SWR/WDR)

    Ein neuer Kernreaktor entsteht – der EPR in Finnland

Das Pro – Contra der Atomenergie

Gruppenarbeit: Die Klasse bildet mehrere Gruppen, von denen die eine Hälfte Argumente pro, die andere contra Nutzung der Kernkraft sammelt. Im Anschluss stellen einige Gruppen ihre Argumente dafür/dagegen vor und versuchen die anderen davon zu überzeugen, Kernkraft in Zukunft zu nutzen/nicht zu nutzen. Eine Abstimmung nach der Diskussionsphase in der gesamten Klasse macht deutlich, welche Argumente mehr überzeugt haben.
Alternativ können Kurzreferate zu Pro – Contra der Atomenergie an die Schüler ausgegeben werden mit der Vorgabe, eine bestimmte Rolle oder Funktion (Vorsitzender der regionalen Anti-Kernkraftbewegung, Leiter eines Kernkraftwerks, Politiker der verschiedenen Parteien, etc.) zu übernehmen. Als mögliche Themen bieten sich zum Beispiel. an: „Kernkraft und Klimaschutz“, „Vergleich Kernenergie und andere Energiequellen“, „Uran als Rohstoff“, „Atommüll als Altlast“, „Nuklearunfälle“, „Tschernobyl – der Super- GAU“, „Geschichte der Atomkraft in Deutschland“, „Zwischen- und Endlagerung von Atommüll“, „Atommächte und Terrorismus“.
Als weitere thematische Erweiterung bietet sich der Vergleich von Kernkraft und anderen Möglichkeiten der Gewinnung elektrischer Energie an. Darüber hinaus können die Schüler Szenarien zur Stromversorgung der Zukunft entwerfen.

Arbeitsbätter

  • Arbeitsblatt 1: Aufbau eines Kernkraftwerkes
  • Arbeitsblatt 2: Kernreaktor und Kernkraftwerke

Weitere Informationen zum Thema

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