Εξοικονόμηση πόρων: Ραδιενεργά και μη Ραδιενεργά ορυκτά

8/Θ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΔΗΜΟΤΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ

Κατηγορία έργου: Εξοικονόμηση πόρων και υλικών

Όνομα ομάδας: “The super five”

ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

• Η ομάδα μας έχει «υιοθετήσει» την Δ’ του δημοτικού σχολείου μας με σκοπό να λειτουργήσουμε ως μέντορες ώστε να υλοποιήσουμε από κοινού ένα διαθεματικό project  με τίτλο «Εξοικονόμηση πόρων: Ραδιενεργά και μη Ραδιενεργά ορυκτά».
• Στόχος μας ήταν να μελετήσουμε τα ραδιενεργά υλικά και να δούμε πως μπορούμε να τα αξιοποιήσουμε για την εξοικονόμηση φυσικών πόρων. Δημιουργήσαμε μια ρομποτική κατασκευή που κινείται και στην πορεία της διαχωρίζει τα ραδιενεργά από τα μη ραδιενεργά υλικά. Τα ραδιενεργά υλικά συλλέγονται και αξιοποιούνται από τη βιομηχανία για θετικούς σκοπούς.
• Με αυτό τον τρόπο συνδυάσαμε την φυσική επιστήμη με την ρομποτική και τον προγραμματισμό, εξοικειωθοήκαμε με την φιλοσοφία STEM ενώ ταυτόχρονα θα καλλιεργήσαμε την κριτική σκέψη, την δημιουργικότητα και τις καλλιτεχνικές και συνεργατικές μας δεξιότητες.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ

Αρχικά μελετήσαμε τι είναι η Ραδιενέργεια.

Ραδιενέργεια είναι το φαινόμενο της εκπομπής σωματιδίων ή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους πυρήνες ορισμένων χημικών στοιχείων.

Τα στοιχεία που εκπέμπουν ραδιενέργεια, ονομάζονται ραδιενεργά.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – Η ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗ ΦΥΣΗ

Τα ραδιενεργά στοιχεία βρίσκονται:

• στον αέρα,
• στο νερό,
• στο υπέδαφος,
• στο έδαφος,
• στα ζώα και φυτά, και συνεισφέρουν στην «Φυσική ακτινοβολία»
• σε ορυκτά με σημαντικά ποσοστά σε ουράνιο και θόριο.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΟΡΥΚΤΑ

Μεταξύ των ραδιενεργών ορυκτών γνωστά είναι ο ουρανινίτης UO2, ο θοριανίτης ThO2, ο θορίτης ThSiO4, ο ουρανοθορίτης (Th,U)SiO4, ο ωτουνίτης Ca(UO2)2(PO4)2·10-12H2O, ο μοναζίτης (Ce,La,Y)PO4, το ζιρκόνιο (ZrSiO4) κ.ά.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗ ΦΥΣΗ

Οι πηγές από τις οποίες προέρχεται η φυσική ακτινοβολία είναι:

• Κοσμική Ακτινοβολία: Προέρχεται από το διάστημα.
• Ατμόσφαιρα: Ραδιενεργά αέρια εκλύονται από την γη (Ραδόνιο ως παράγωγο του Ουρανίου).
• Έδαφος: Ραδιενεργά Υλικά, κυρίως Ουράνιο και Θόριο, βρίσκονται στο έδαφος, υπέδαφος και θάλασσες.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ

Η ραδιενέργεια είναι φυσικό συστατικό των πετρωμάτων, του εδάφους, των ωκεανών, των υλικών από τα οποία κατασκευάζονται οι κατοικίες.

Τα πετρώματα που έχουν τα μεγαλύτερα επίπεδα ραδιενέργειας είναι οι γρανίτες, π.χ. Ο γρανίτης Ξυλοσύρτης στην Ικαρία.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – ΧΡΗΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

• Έλεγχος πάχους υλικών,
• Αποστείρωση,
• Χρονολόγηση με ραδιοϊσότοπα,
• Τα ραδιοϊσότοπα ως ιχνηθέτες,
• Έλεγχος συγκολλήσεων μετάλλων,
• Η αντιμετώπιση του καρκίνου.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ – ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

• Πυρηνικά ατυχήματα,
• Πυρηνικός πόλεμος,
• Αύξηση κρουσμάτων καρκίνου,
• Δηλητηρίαση στον άνθρωπο, ακόμη και θάνατος,
• Ραδιενεργός μόλυνση ατμοσφαίρας, νερών  και εδάφους,
• Μεταλλάξεις στο DNA.

ΙΔΕΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

Η μακέτα μας προσομοιάζει ένα φυσικό τοπίο που αποτελείται από ένα ηφαίστειο μία στοά και διάφορους μικρούς λόφους. Αυτό το τοπίο το διασχίζει ένα Edison robot (EdDigger) το οποίο χειριζόμαστε τηλεκατευθυνόμενα μέσω υπέρυθρων ακτίνων. Στη διαδρομή του συναντά διάφορα ορυκτά και πετρώματα και τα αναγνωρίζει. Κάθε φορά που συναντά ένα ραδιενεργό υλικό παράγει έναν χαρακτηριστικό ήχο, ανάβει τα φώτα του και προειδοποιεί. Στη συνέχεια το συλλέγει και το μεταφέρει σε συγκεκριμένη τοποθεσία. Κάθε φορά που το ρομπότ συναντά ένα μη ραδιενεργό υλικό παράγει διαφορετικό ήχο, θα περιστρέφεται και κατόπιν συνεχίζει την πορεία του αδιαφορώντας.

ΠΡΟΣΧΕΔΙΟ

Η ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Ο ΚΩΔΙΚΑΣ ΣΕ EDSCRATCH ΓΙΑ ΤΟΝ EDDIGER

Προκειμένου να έχουμε καλύτερο χειρισμό του οχήματος  και να του προσθέσουμε έξτρα λειτουργίες προγραμματίσαμε το κάτω edison robot με δικό μας τρόπο και δεν αρκεστήκαμε στον έτοιμο κώδικα με barcodes.

Μπορείτε να βρείτε τον κώδικα εδώ

Ο ΚΩΔΙΚΑΣ ΜΕ BARCODES ΓΙΑ ΤΟ  EDDIGGER

Για να προγραμματίσουμε το ανέβασμα και το κατέβασμα της “κουτάλας” αξιοποιήσαμε τα barcodes.

  ΤΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ

ΒΙΝΤΕΟ

Ένα βίντεο με την αναλυτική παρουσίαση του έργου μπορείτε να δείτε εδώ

ΟΛΟ ΤΟ ΥΛΙΚΟ

Όλο το υλικό του project βρίσκεται διαθέσιμο εδώ.