Geruch von Sprengstoff
Alle 20 Minuten wird auf der Welt ein Mensch von einer Mine getötet oder verletzt. Ist der Sprengstoff in Minen gut verborgen, ist seine Entdeckung fast unmöglich. Außer man kann den Sprengstoff riechen, so wie speziell ausgebildete Hunde. Am Fraunhofer-Institut in Karlruhe arbeitet man seit einigen Jahren an einem interessanten Projekt...
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Vorbereitung: Wortschatz
Im Text erscheinen folgende Eigennamen: | |
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Noch ein paar Wörter, die Ihnen das Bearbeiten der Aufgaben erleichtern:
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r Sprengstoff, -e | Substanz, mit der man Explosionen machen kann (z.B. Dynamit) |
r Spürhund, -e | Hund, der so dressiert ist, dass er z.B. Drogen (für die Polizei) auffinden kann |
e Mine, -n | eine Art Bombe, die man in den Boden oder unter Wasser legt; dort explodiert sie, wenn man sie berührt |
s Gehäuse, - | eine feste Hülle |
r Metalldetektor, -en | Gerät, mit dem man Metall in Gegenständen nachweisen kann |
großen Aufwand (be)treiben | sehr viel tun, um etwas zu erreichen |
s TNT (nur Singular) | = Trinitrotolnol, ein sehr starker Sprengstoff |
ppt | = parts per trillion (engl.) = 1 Teil auf 1 Billion Teile (deutsch); pp-Einheiten dienen vor allem in der Chemie zur Angabe sehr kleiner Konzentrationen |
heimtückisch | versteckt und nicht sichtbar, aber extrem gefährlich |
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(Wenn Sie Ihre Antwort mit der Lösung verglichen haben, gehen Sie gleich zu Aufgabe 2.
Lesen Sie noch keinen Text.)
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Aufgabe 1: Zentrale Aussage des Textes
Hören Sie sich nun den ganzen Text in aller Ruhe an. Machen Sie sich keine Notizen, sondern versuchen Sie nur, das Wesentliche zu verstehen. Wie könnte man die Hauptaussage des Berichts zusammenfassen? Kreuzen Sie bitte die entsprechende Aussage an. |
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Im Text geht es um ... |
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... die Überlegenheit von Tieren gegenüber dem Menschen. |
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... ein neues Verfahren zur Vernichtung von Sprengstoff. |
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... eine neue Methode der Entdeckung von gefährlichen Stoffen. |
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... den Einsatz des menschlichen Geruchssinns zur Detektion von Explosivstoffen. |
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Lösung
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Aufgabe 1: Zentrale Aussage des Textes
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Aufgabe 1: Zentrale Aussage des Textes
Hören Sie sich nun den ganzen Text in aller Ruhe an. Machen Sie sich keine Notizen, sondern versuchen Sie nur, das Wesentliche zu verstehen. Wie könnte man die Hauptaussage des Berichts zusammenfassen? Kreuzen Sie bitte die entsprechende Aussage an. |
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Im Text geht es um ... |
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... die Überlegenheit von Tieren gegenüber dem Menschen. |
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... ein neues Verfahren zur Vernichtung von Sprengstoff. |
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... eine neue Methode der Entdeckung von gefährlichen Stoffen. |
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... den Einsatz des menschlichen Geruchssinns zur Detektion von Explosivstoffen. |
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(Lesen Sie den Hörtext erst, wenn Sie Ihre Lösungen überprüft haben.)
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Aufgabe 2: Detailfragen
Beantworten Sie die folgenden Fragen mit Infomationen aus dem Text. |
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a. | Wann sind Hunde erfolgreicher bei der Sprengstofferkennung als Metalldetektoren? | |
_____________________________________________________________ |
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b. | Wieso ist die Explosivstoff-Entdeckung durch Hunde so erfolgreich? Kreuzen Sie bitte an. | |
Weil Hunde sich gut konzentrieren können. |
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Weil Hunde noch besser riechen können als Ratten. |
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Weil Hunde auch sehr geringe Geruchsmengen wahrnehmen können. |
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c. | Worin bestehen die Nachteile von Hunden bei der Sprengstoff-Entdeckung? Nennen Sie drei Nachteile. |
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d. | Was ist das Ziel der Forscher vom Karlsruher Fraunhofer-Institut? | |
_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ |
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e. | Aus welcher wissenschaftlichen Teildisziplin stammt das Verfahren der so genannten "zyklischen Voltametrie", das man einsetzt, um sehr kleine Konzentrationen von Molekülen nachzuweisen? | |
_____________________________________________________________ |
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f. | Welche anderen Stoffe außer Sprengstoff lassen sich vermutlich noch entdecken? | |
______________________________________________________________ |
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g. | Wieso ist das Auffinden von Pastiksprengstoffen schwieriger als die von TNT? | |
______________________________________________________________ |
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h. | Was denkt Michael Krausa über die Chancen, auch Plastiksprengstoffe mit seinem Verfahren nachzuweisen? Kreuzen Sie bitte an. | |
Der Nachweis von Plastiksprengstoff ist zu schwierig und deshalb unmöglich. |
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Wenn das Verfahren verbessert wird, dann wird es hoffentlich möglich sein, auch Plastiksprengstoffe zu entdecken. |
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Krausa ist optimistisch, dass sein Verfahren alle Sorten von Sprengstoff entdecken kann. |
(Lesen Sie den Hörtext erst, wenn Sie Ihre Lösungen überprüft haben.)
Text
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„Noch erheblich schwieriger nachzuweisen – chemisch – sind die heute bekannten Plastiksprengstoffe, wo die Konzentrationen noch kleiner sind als beim TNT in der Gasphase, aber wir gehen davon aus, dass wir bei weiterer Optimierung des Verfahrens vielleicht auch da eine Chance haben.“
Lösung
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Aufgabe 2: Detailfragen
Wie riecht eigentlich Sprengstoff? Bisher konnten Spürhunde diese Frage wohl am besten – indirekt – beantworten, aber jetzt bekommen diese Spürhunde Konkurrenz. Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie entwickeln elektrochemische Sensoren, die ähnlich wie die tierischen Nasen kleinste Mengen gefährlicher Stoffe detektieren können. Im Gegensatz zu den vierbeinigen Kollegen jedoch werden die Sensoren auch bei Dauereinsatz nicht müde. Und Arbeit gibt es genug – über 100 Millionen Minen sind heute immer noch in rund 70 Ländern vergraben. Gerhard Trey berichtet:
Minengehäuse aus Metall zu finden ist mit Metalldetektoren relativ einfach, allerdings auch sehr unspezifisch. Bei modernen Minen befindet sich der Sprengstoff aber meist in einem Kunststoffgehäuse. Und da haben Hunde im wahrsten Sinne des Wortes noch die Nase vorne. Sie können nämlich auch Sprengstoff in Kunststoffhüllen entdecken, weil er in winzigen Mengen nach außen dringt. Nun wollen Karlsruher Wissenschaftler mit einem elektrochemischen Verfahren den Sprengstoff ebenfalls direkt in der Umgebungsluft nachweisen.
Michael Krausa, Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut: „Die Explosivstoff- oder Minendetektion durch Hunde ist eines der erfolgreichsten Systeme, das überhaupt eingesetzt werden (es müsste heißen: wird). Hunde riechen kleine Konzentrationen sehr empfindlich. Besser können’s noch offenbar Ratten, die im Moment trainiert werden, um auch Minen wiederzufinden. Es gibt heute nahezu kein technisches Verfahren, insbesondere kein chemisches Verfahren, das die Nachweisempfindlichkeit hat, die Hunde heute aufweisen.“
Minengehäuse aus Metall zu finden ist mit Metalldetektoren relativ einfach, allerdings auch sehr unspezifisch. Bei modernen Minen befindet sich der Sprengstoff aber meist in einem Kunststoffgehäuse. Und da haben Hunde im wahrsten Sinne des Wortes noch die Nase vorne. Sie können nämlich auch Sprengstoff in Kunststoffhüllen entdecken, weil er in winzigen Mengen nach außen dringt. Nun wollen Karlsruher Wissenschaftler mit einem elektrochemischen Verfahren den Sprengstoff ebenfalls direkt in der Umgebungsluft nachweisen.
Michael Krausa, Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut: „Die Explosivstoff- oder Minendetektion durch Hunde ist eines der erfolgreichsten Systeme, das überhaupt eingesetzt werden (es müsste heißen: wird). Hunde riechen kleine Konzentrationen sehr empfindlich. Besser können’s noch offenbar Ratten, die im Moment trainiert werden, um auch Minen wiederzufinden. Es gibt heute nahezu kein technisches Verfahren, insbesondere kein chemisches Verfahren, das die Nachweisempfindlichkeit hat, die Hunde heute aufweisen.“
Hunden geht es wie Menschen: Sie ermüden, ihre Konzentration lässt nach. Und natürlich stehen entsprechend geschulte Tiere nicht immer zur Verfügung. Obendrein haben Hunde ähnlich wie Menschen nicht immer Lust zu arbeiten. Technische Einrichtungen kennen solche Probleme nicht.
„Ziel unserer Arbeiten ist es, Sprengstoffe aus der Luft nachzuweisen, zu detektieren, ähnlich wie es Hunde beim Riechen machen, so dass man unabhängig davon ist, in welchem Gehäuse sie stecken, beispielsweise Metallminen oder Plastikminen, die ummantelt sind.“
Wer unvorstellbar winzige Spuren nachweisen will, muss großen Aufwand treiben. Das ist auch beim Sprengstoff nicht anders. Und doch greifen die Forscher am Fraunhofer-Institut auf eine wohlbekannte Methode zurück. Allerdings hat man sie gewaltig optimiert: "Als Messverfahren setzen wir die zyklische Voltametrie ein, das ist ein Standardverfahren in der Elektrochemie, das auch dazu eingesetzt werden kann, sehr kleine Konzentrationen von Molekülen in der Gasphase nachweisen (es müsste heißen: nachzuweisen), wie beispielsweise im Fall des TNTs bis runter zu 500 ppt. Ppt, dahinter verbirgt sich ein Teilchen auf eine Billion kleiner Teilchen."
Aufspüren könnte man mit dieser Technik natürlich nicht nur Sprengstoffe wie TNT, sondern auch andere Stoffe, etwa Kampfgase wie Sarin oder auch Drogen. In etwa zwei Jahren soll es so weit sein. Das kleine, tragbare Gerät wird innerhalb einer Sekunde Alarm schlagen. Ein Prototyp mit gläsernem Ansaugrüssel existiert bereits. Zumindest auf längere Sicht hofft man damit auch den heimtückischen Plastiksprengstoff nachweisen zu können, der als terroristische Waffe besonders gefürchtet ist.
Aufspüren könnte man mit dieser Technik natürlich nicht nur Sprengstoffe wie TNT, sondern auch andere Stoffe, etwa Kampfgase wie Sarin oder auch Drogen. In etwa zwei Jahren soll es so weit sein. Das kleine, tragbare Gerät wird innerhalb einer Sekunde Alarm schlagen. Ein Prototyp mit gläsernem Ansaugrüssel existiert bereits. Zumindest auf längere Sicht hofft man damit auch den heimtückischen Plastiksprengstoff nachweisen zu können, der als terroristische Waffe besonders gefürchtet ist.
„Noch erheblich schwieriger nachzuweisen – chemisch – sind die heute bekannten Plastiksprengstoffe, wo die Konzentrationen noch kleiner sind als beim TNT in der Gasphase, aber wir gehen davon aus, dass wir bei weiterer Optimierung des Verfahrens vielleicht auch da eine Chance haben.“
Quelle: Bayern 5 am Sonntag (Redaktion Wissenschaft & Technik)
Sendung vom 09.06.2002 [ca. 490 Wörter; Länge: 3:43]Ein neuerer Bericht zu diesem Thema (Planet Wissen, 26.01.2011)
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Aufgabe 2: Detailfragen
Beantworten Sie die folgenden Fragen mit Infomationen aus dem Text. |
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a. | Wann sind Hunde erfolgreicher bei der Sprengstofferkennung als Metalldetektoren? | |
Wenn der Sprengstoff in einer Kunststoffhülle steckt. |
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b. | Wieso ist die Explosivstoff-Entdeckung durch Hunde so erfolgreich? Kreuzen Sie bitte an. | |
Weil Hunde sich gut konzentrieren können. |
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Weil Hunde noch besser riechen können als Ratten. |
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Weil Hunde auch sehr geringe Geruchsmengen wahrnehmen können. |
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c. | Worin bestehen die Nachteile von Hunden bei der Sprengstoff-Entdeckung? Nennen Sie drei Nachteile. |
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d. | Was ist das Ziel der Forscher vom Karlsruher Fraunhofer-Institut? | |
Sie wollen mit einem elektrochemischen Verfahren den Sprengstoff in der Luft nachweisen, unabhängig vom Gehäuse, in dem er steckt. |
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e. | Aus welcher wissenschaftlichen Teildisziplin stammt das Verfahren der so genannten "zyklischen Voltametrie", das man einsetzt, um sehr kleine Konzentrationen von Molekülen nachzuweisen? | |
aus der Elektrochemie |
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f. | Welche anderen Stoffe außer Sprengstoff lassen sich vermutlich noch entdecken? | |
Kampfgase und/oder Drogen |
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g. | Wieso ist das Auffinden von Pastiksprengstoffen schwieriger als die von TNT? | |
Die Konzentrationen (in der Gasphase) sind noch kleiner. |
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h. | Was denkt Michael Krausa über die Chancen, auch Plastiksprengstoffe mit seinem Verfahren nachzuweisen? Kreuzen Sie bitte an. | |
Der Nachweis von Plastiksprengstoff ist zu schwierig und deshalb unmöglich. |
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Wenn das Verfahren verbessert wird, dann wird es hoffentlich möglich sein, auch Plastiksprengstoffe zu entdecken. |
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Krausa ist optimistisch, dass sein Verfahren alle Sorten von Sprengstoff entdecken kann. |
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Aufgabe 3: ganzen Text noch einmal hören
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„Noch erheblich schwieriger nachzuweisen – chemisch – sind die heute bekannten Plastiksprengstoffe, wo die Konzentrationen noch kleiner sind als beim TNT in der Gasphase, aber wir gehen davon aus, dass wir bei weiterer Optimierung des Verfahrens vielleicht auch da eine Chance haben.“
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Wie riecht eigentlich Sprengstoff? Bisher konnten Spürhunde diese Frage wohl am besten – indirekt – beantworten, aber jetzt bekommen diese Spürhunde Konkurrenz. Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie entwickeln elektrochemische Sensoren, die ähnlich wie die tierischen Nasen kleinste Mengen gefährlicher Stoffe detektieren können. Im Gegensatz zu den vierbeinigen Kollegen jedoch werden die Sensoren auch bei Dauereinsatz nicht müde. Und Arbeit gibt es genug – über 100 Millionen Minen sind heute immer noch in rund 70 Ländern vergraben. Gerhard Trey berichtet:
Minengehäuse aus Metall zu finden ist mit Metalldetektoren relativ einfach, allerdings auch sehr unspezifisch. Bei modernen Minen befindet sich der Sprengstoff aber meist in einem Kunststoffgehäuse. Und da haben Hunde im wahrsten Sinne des Wortes noch die Nase vorne. Sie können nämlich auch Sprengstoff in Kunststoffhüllen entdecken, weil er in winzigen Mengen nach außen dringt. Nun wollen Karlsruher Wissenschaftler mit einem elektrochemischen Verfahren den Sprengstoff ebenfalls direkt in der Umgebungsluft nachweisen.
Michael Krausa, Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut: „Die Explosivstoff- oder Minendetektion durch Hunde ist eines der erfolgreichsten Systeme, das überhaupt eingesetzt werden (es müsste heißen: wird). Hunde riechen kleine Konzentrationen sehr empfindlich. Besser können’s noch offenbar Ratten, die im Moment trainiert werden, um auch Minen wiederzufinden. Es gibt heute nahezu kein technisches Verfahren, insbesondere kein chemisches Verfahren, das die Nachweisempfindlichkeit hat, die Hunde heute aufweisen.“
Minengehäuse aus Metall zu finden ist mit Metalldetektoren relativ einfach, allerdings auch sehr unspezifisch. Bei modernen Minen befindet sich der Sprengstoff aber meist in einem Kunststoffgehäuse. Und da haben Hunde im wahrsten Sinne des Wortes noch die Nase vorne. Sie können nämlich auch Sprengstoff in Kunststoffhüllen entdecken, weil er in winzigen Mengen nach außen dringt. Nun wollen Karlsruher Wissenschaftler mit einem elektrochemischen Verfahren den Sprengstoff ebenfalls direkt in der Umgebungsluft nachweisen.
Michael Krausa, Wissenschaftler am Karlsruher Fraunhofer-Institut: „Die Explosivstoff- oder Minendetektion durch Hunde ist eines der erfolgreichsten Systeme, das überhaupt eingesetzt werden (es müsste heißen: wird). Hunde riechen kleine Konzentrationen sehr empfindlich. Besser können’s noch offenbar Ratten, die im Moment trainiert werden, um auch Minen wiederzufinden. Es gibt heute nahezu kein technisches Verfahren, insbesondere kein chemisches Verfahren, das die Nachweisempfindlichkeit hat, die Hunde heute aufweisen.“
Hunden geht es wie Menschen: Sie ermüden, ihre Konzentration lässt nach. Und natürlich stehen entsprechend geschulte Tiere nicht immer zur Verfügung. Obendrein haben Hunde ähnlich wie Menschen nicht immer Lust zu arbeiten. Technische Einrichtungen kennen solche Probleme nicht.
„Ziel unserer Arbeiten ist es, Sprengstoffe aus der Luft nachzuweisen, zu detektieren, ähnlich wie es Hunde beim Riechen machen, so dass man unabhängig davon ist, in welchem Gehäuse sie stecken, beispielsweise Metallminen oder Plastikminen, die ummantelt sind.“
Wer unvorstellbar winzige Spuren nachweisen will, muss großen Aufwand treiben. Das ist auch beim Sprengstoff nicht anders. Und doch greifen die Forscher am Fraunhofer-Institut auf eine wohlbekannte Methode zurück. Allerdings hat man sie gewaltig optimiert: "Als Messverfahren setzen wir die zyklische Voltametrie ein, das ist ein Standardverfahren in der Elektrochemie, das auch dazu eingesetzt werden kann, sehr kleine Konzentrationen von Molekülen in der Gasphase nachweisen (es müsste heißen: nachzuweisen), wie beispielsweise im Fall des TNTs bis runter zu 500 ppt. Ppt, dahinter verbirgt sich ein Teilchen auf eine Billion kleiner Teilchen."
Aufspüren könnte man mit dieser Technik natürlich nicht nur Sprengstoffe wie TNT, sondern auch andere Stoffe, etwa Kampfgase wie Sarin oder auch Drogen. In etwa zwei Jahren soll es so weit sein. Das kleine, tragbare Gerät wird innerhalb einer Sekunde Alarm schlagen. Ein Prototyp mit gläsernem Ansaugrüssel existiert bereits. Zumindest auf längere Sicht hofft man damit auch den heimtückischen Plastiksprengstoff nachweisen zu können, der als terroristische Waffe besonders gefürchtet ist.
Aufspüren könnte man mit dieser Technik natürlich nicht nur Sprengstoffe wie TNT, sondern auch andere Stoffe, etwa Kampfgase wie Sarin oder auch Drogen. In etwa zwei Jahren soll es so weit sein. Das kleine, tragbare Gerät wird innerhalb einer Sekunde Alarm schlagen. Ein Prototyp mit gläsernem Ansaugrüssel existiert bereits. Zumindest auf längere Sicht hofft man damit auch den heimtückischen Plastiksprengstoff nachweisen zu können, der als terroristische Waffe besonders gefürchtet ist.
„Noch erheblich schwieriger nachzuweisen – chemisch – sind die heute bekannten Plastiksprengstoffe, wo die Konzentrationen noch kleiner sind als beim TNT in der Gasphase, aber wir gehen davon aus, dass wir bei weiterer Optimierung des Verfahrens vielleicht auch da eine Chance haben.“
Quelle: Bayern 5 am Sonntag (Redaktion Wissenschaft & Technik)
Sendung vom 09.06.2002 [ca. 490 Wörter; Länge: 3:43]Ein neuerer Bericht zu diesem Thema (Planet Wissen, 26.01.2011)
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