Text
Video
Spel och lekar
Tävling
Ljudinspelning
Uppgift
Lärarvägledning

Inlärningsmål

{{learningObjectiv.description}}

Uppgiften har delats ut

{{assignment.Index}} {{assignment.Type}}

Kommentar

Uppgifter

{{assignment.Comment}}

Gå till uppgifter
print

Om kärnkraft

Årskurs 7.-10. klass Skolämne Naturkunskap Lärandefokus Teknologi och produktion Tema Energikällor Ämnesområde Kärnkraft Typ Text
omkernekraft.jpg

 

Atomkraft, kärnkraft och fissionsenergi är olika ord för samma sak. Att utnyttja energin i radioaktiva material, som kan spjälkas till mindre delar. I Finland och Sverige är kärnkraften en utbredd energikälla, medan varken Danmark, Norge, Island, Grönland eller Färöarna har några kärnkraftverk.


Ett kärnkraftverk producerar energi genom att atomer spjälkas och utvecklar värme, som sedan kan användas för att producera elektricitet.


De första kärnkraftverken använder materialet uran i processen. Man kan utvinna uran ur jorden på flera platser i världen, och det finns tre typer – eller isotoper som det heter: U-235 (0,71 %) med 143 neutroner, U-238 (99,28 %) med 146 neutroner och U-234 (ca 0,0054 %). Uran 235 är lämpligast för kärnkraft eftersom det är enklast att spjälka.


Fissionsprocessen


Upptäckten av att atomkärnor kan spjälkas och frambringa energi är en av de största upptäckterna inom modern fysik. Det är samtidigt en historia om passion och historiska omständigheter som skapar hinder.


Den judiska flickan Lise Meitner föddes i Wien 1878 och hon visade mycket tidigt en talang för naturvetenskap. Redan som 8-åring älskade hon att läsa matematikböcker på natten och i slutet av 1800-talet betraktades det som både konstigt och opassande eftersom Lise var en flicka. När hon 1892 gick ut folkskolan fick hon därför inte fortsätta i skolan, den lagen ändrades först 1899. Hon söker då in till skolan och 1901 är hon en av bara fyra flickor som tar studentexamen i Österrike.


Hon klarar sig bra och är redan 1905 färdig med sina universitetsstudier och blir 1906 doktor i fysik. På universitetet i Berlin möter Lise sin jämnåriga kollega Otto Hahn, som är kemist och mycket intresserad av radioaktivitet, och de inleder ett samarbete. Återigen står dock Lises kön i vägen för arbetet, då bådas chef, Emil Fisher, inte tycker att kvinnor ska vara i laboratoriet. Därför måste Lise och Otto smyga runt i korridorerna för att utföra sina experiment. De första fem åren får Lise inte ens någon lön, men hon brinner så mycket för uppgiften att hon ändå fortsätter att samarbeta med Otto Hahn, och efter fem års arbete börjar hon få en liten månadslön som hon med nöd och näppe kan försörja sig på. Under första världskriget stoppas allt arbete och först när kriget tar slut 1918 återupptar de samarbetet, som bland annat resulterar i upptäckten av ett nytt radioaktivt grundämne, protaktinium – grundämne nummer 91. Det var deras första stora genombrott.


Under 1930-talet hade Hitler emellertid stramat åt greppet om judarna i Tyskland och Lise tvingades fly till Sverige 1938. Lise hade äntligen skapat sig ett namn i Tyskland, men nu bemöttes hon återigen av likgiltighet från sin överordnade, fysikern Karl Siegbahn.


Hennes gamla kollega i Berlin, Otto Hahn, skriver till henne och berättar om en mycket märklig händelse. Otto och en kollega hade bombarderat grundämnet uran med neutroner och förväntade sig att resultatet skulle bli radium; i stället fick de barium och ett annat okänt ämne. Hahn skriver till Lise: ”Kan du kanske föreslå en eller annan fantastisk förklaring?”. Det kunde hon. Lise hade fått besök av sin brorson Robert Frisch, som arbetade hos Niels Bohr i Danmark. Tillsammans räknade de ut att det måste ha skett en uranatomspjälkning. De visade också att det under processen även uppstod en förlust av massa, vilket orsakar en frigivning av en stor energimängd på många miljoner elektronvolt. Det fragment som Hahn och hans kollega inte kunde identifiera antar Lise måste vara grundämnet krypton – och det visade sig senare vara riktigt.


Kärnkraft – bomber och energi


I och med upptäckten av hur atomkärnor kan spjälkas och utveckla energi inleddes en massa ny forskning. Många fysiker och kemister kunde se möjligheterna och i och med andra världskriget ombads forskarna också att ta reda på hur energin i en kärnprocess kan utnyttjas till bomber. Det ledde till att man byggde de första kärnvapnen, som även användes för att avsluta andra världskriget, då amerikanska flygare fällde atombomber över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki. I en atombomb löses all energi i det radioaktiva materialet uran ut på en gång. I ett kärnkraftverk ser man till att processen går mycket långsamt så att man kan kontrollera hur mycket energi som produceras. Men principen är i grund och botten densamma.

Logga in för att se mer

Uppgifter

  • Flervalsfrågor

  • Temauppgift

    • 1Temauppgift

       

      Beskriv kärnprocessen i samband med spjälkning av uran 235 och visa hur energin kan användas för energiproduktion i ett atomkraftverk.

    • 2Temauppgift

       

      Gör en karta över Norden och visa var man har placerat kärnkraftverk. I avsnittet ”Elproduktion” finns en översikt över hur mycket kärnkraften bidrar till den samlade elproduktionen.


      Om varje kärnkraftverk i de enskilda länderna producerar lika mycket elektricitet, hur mycket elektricitet producerar varje enskilt kärnkraftverk då?


      Räkna också ut hur många vindkraftverk ett kärnkraftverk motsvarar, om ett enda vindkraftverk producerar 5 000 MWh om året.

  • Vänklass

    • 1Vänklass

       

      Rita en modell av ett kärnkraftverk och dela den med er vänklass. Ägna tid åt att beskriva de enskilda elementen på ert eget språk och be er vänklass att göra en översättning till sitt språk.