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Olaf Zelesnik (WLO - Fachportalmanager)
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Kernphysik

Die Kernphysik untersucht Phänomene, die sich auf der Ebene der Atomkerne abspielen. Drei Prozesse sind hierbei von besonderer Bedeutung: Der Zerfall, die Spaltung und die Fusion von Atomkernen. Radioaktive Zerfälle sind verantwortlich für die Freisetzung ionisierender Strahlung. Kernspaltungen werden technisch in Kernkraftwerken zur Stromerzeugung wie auch in Atombomben genutzt. Es lässt sich allerdings nicht nur durch die Spaltung von Atomkernen eine unglaubliche Menge an Energie gewinnen. Auch die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren, die Kernfusion, setzt gewaltige Energiemengen frei: Zum Beispiel in unserer Sonne.

Wofür ist das wichtig?

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Cover: Rückbau deutscher Kernkraftwerke
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Arbeitsblatt

- Rückbau deutscher Kernkraftwerke - jubili - 30.06.2020 - Physik - 9, 10 Rückbau deutscher Kernkraftwerke Die deutschen Kernkraftwerke sollen in nächster Zeit alle abgeschaltet und wieder abgebaut werden. Wie geht das und was kostet es? Kernkraftwerke können nicht, wie andere größere Gebäude, gesprengt werden. Sie müssen in mehreren Phasen auseinander gebaut werden. Beim Rückbau eines Kernkraftwerkes fallen zwischen 160.000 bis 250.000 Tonnen Bauschutt an. 97% davon sind nicht mit Radioaktivität in Berührung gekommen. Dieses Material kann verkleinert und wieder verwertet werden. Der Rest ist oberflächlich verstrahlt oder radioaktiv. Das oberflächlich verstrahlte Material kann durch wiederholtes Abspülen gereinigt werden. Das radioaktive Material muss sicher eingeschlossen und eingelagert werden. Das geplante Endlager dafür ist der Schacht Konrad in Salzgitter. Für die alten Brennelemente gibt es noch kein geeignetes Endlager. Diese werden zurzeit noch in Zwischenlagern gelagert. Der Rückbau eines Kernkraftwerkes dauert zwischen 15 bis 20 Jahren. Die Kosten belaufen sich laut Betreiber (KKW Stade) auf 500 Millionen Euro. Neuere Zahlen[1] gehen von 1000 Millionen Euro aus. [1] Vergl.: https://www.ndr.de/nachrichten/niedersachsen/Stade-AKW-Rueckbau-dauert-laenger-als-geplant,akwstade166.html (Abruf 20.05.2020) Der Rückbau in Phasen[2] Phase 1 (ca. 3 Jahre) Abbau im nicht nuklearen Bereich: - Speisewasser und Dampfsysteme - Turbinen und Generatoren Abbau im nuklearen Bereich: - Flutwasserbehälter - Druckspeicher - Regelstabführungen Phase 2 (ca. 2 Jahre) - Primärkühlmittelleitungen und Pumpen - Dampferzeuger Phase 3 (ca. 4 Jahre) Die am stärksten radioaktiv belasteten Komponenten: - Reaktordruckbehälter - Betonabschirmung, dem „Biologischen Schild“ In Phase 4 (ca. 8 Jahre) - Alle noch verbliebenen Systeme im Kontrollbereich - Abwasseraufbereitungsanlage - Abluftanlage - Reinigung und Dekontamination der Gebäudestrukturen Wenn die Anforderungen an eine Freigabe erfüllt [...]

Arbeitsblatt

Physik, Politik: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Tutory

Cover: Messung radioaktiver Strahlung (Teil 2)
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Arbeitsblatt

Viele verbinden mit der Messung radioaktiver Strahlung einen piepsenden Kasten, dessen immer schnelleres Piepsen Gefahr andeutet. Doch wie funktioniert so ein Kasten, ein sogenanntes Geiger-Müller-Zählrohr eigentlich?

Arbeitsblatt

Physik: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Tutory

Cover: Strahlenschutz
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Arbeitsblatt

Es scheint allgemein bekannt zu sein, dass Radioaktivität für die Umwelt und uns Menschen problematisch werden kann. Wieso ist das aber überhaupt so? Warum können Lebewesen aber dann in gewissen Grenzen Radioaktivität überleben? Ziel dieser Station ist es, die Grundlagen für einen Schutz vor Radioaktivität d.h. Grundlagen des Strahlenschutzes zu erarbeiten.

Arbeitsblatt

Physik: Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Tutory

Cover: Biologische Strahlenwirkung und Radioaktivität im Alltag
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Arbeitsblatt

Arbeitsblatt zum Thema Biologische Strahlenwirkung und Radioaktivität im Alltag.

Arbeitsblatt

Physik: Sekundarstufe I

Tutory

Cover: Radiomedizin
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Arbeitsblatt

- Radiomedizin - A-.T.P - 30.06.2020 - Allgemeine Hochschulreife - Physik Radiomedizin Radioaktivität ist nicht nur mit dem Betrieb von Atomkraftwerken oder der zerstörerischen Kraft von Nuklearwaffen verbunden. Eine weitere Möglichkeit radioaktive Substanzen zu nutzen findet sich in der medizinischen Anwendung wieder. Hierbei werden radioaktive Substanzen entweder zur Erkennung (Diagnostik) oder zur Behandlung (Therapie) von Krankheiten genutzt. Im Rahmen dieses Arbeitsblattes werdet ihr euch mit einer Form der therapeutischen Nutzung radioaktiver Substanzen, der sogenannten Strahlentherapie beschäftigen. - Welches radioaktive Nuklid wird hierbei genutzt und welche Strahlungsart gehört zu diesem Nuklid? - Fasse zusammen, wie das Nuklid an den Krankheitsherd gelangt und die Vermessung des Krankheitsherdes gelingt. - Mal angenommen, es gäbe für eine Krankheit eine ähnlich gute Methode ohne die Nutzung eines radioaktiven Tracers. Für welche Methode sollte sich der Arzt entscheiden? Begründe deine Entscheidung Anlagerung an Gewebe mit hohem Nährstoffumsatz, d.h. entzündetes Minimierungsgebot, Strahlungsfreie Untersuchung dann immer besser https://www.tutory.de/entdecken/dokument/4c4a6040 Neben der Diagnostik, kann man radioaktive Strahlung auch verwenden, um Krankheiten zu heilen. Radioaktive Strahlung wirkt besonders stark auf Gewebearten, die sich schnell teilen (z.B. Knochenmark). Eine Schädigung des Knochenmarks kann zur Bildung einer Leukämie (umgangsprachlich Blutkrebs genannt) führen. Allerdings zeichnen sich Krebszellen dadurch aus, dass sie sehr sensibel auf Strahlung reagieren. Dies führt paradoxerweise dazu, dass Krebserkrankungen mit Hilfe einer Bestrahlung therapiert werden können. beim Strahlenschutz findest du mehr über die Wirkung radioaktiver Strahlung - Gibt es Alternativen oder Ergänzungen zu der Strahlentherapie? - Weshalb verkraften gesunde Zellen, die Bestrahlung besser als kranke Zellen? - Wie reduzieren Ärzte, die Nebenwirkungen auf gesunde Zell [...]

Arbeitsblatt

Physik, Biologie: Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

Tutory

Cover: Halbwertszeit
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Arbeitsblatt

- Halbwertszeit - A-.T.P - 30.06.2020 - Allgemeine Hochschulreife - Physik Halbwertszeit Wie ihr bereits an der Station Was ist Radioaktivität überhaupt gesehen bzw. gelernt haben, sind einige Atomkerne bzw. Nuklide instabil. Instabil heißt, dass Sie unter Aussendung von Alpha-, oder Betateilchen oder Gammaphotonen einen Zustand niedrigerer Energie einnehmen können, wann ein einzelner Atomkern zerfällt, lässt sich leider nicht vorhersagen. Lediglich für eine sehr große Zahl lässt sich die sogenannte Halbwertszeit T21 angeben, von dieser Größe habt ihr vielleicht schon einmal etwas in den Nachrichten gehört. Was dieser Begriff der Halbwertszeit überhaupt bedeutet, werdet ihr nun erarbeiten. - Lest zunächst die Anleitung vollständig durch. Es wichtig den Aufbau vorher verstanden zu haben, da der eigentliche Versuch recht schnell vorbei ist. Bei Fragen wendet euch vor der Durchführung an eure Betreuungsperson. - Baut den Versuch bis auf das 137mBa-Präparat auf. - Das 137mBa -Präparat muss aus einem Isotopengenerator gewonnen werden, wobei die Betreuungspersonen dies für euch übernehmen. Fragt nun eure Betreuungsperson, ob er auch das Präparat herstellen kann - Sobald der Taschenrechner korrekt angeschlossen ist, startet Vernier DataQuest™. Das Programm sollte das Zählrohr dann korrekt erkennen, ggf. hilt euch eure Betreuungsperson. - Startet die Messung der Zählrate n mit den Einstellungen Modus: Zeitbasiert, Intervall 10s/Stichprobe und einer Dauer: 600s. - Fertige eine Skizze der Kurve an! - Versuche auch in deine Skizze den Nulleffekt mit einzufügen. https://www.tutory.de/entdecken/dokument/21beb080 Halbwertszeitdeutet darauf hin, dass der Wert einer Größe sich während dieser Zeit halbiert. - Wann passiert dies innerhalb deines Diagramms? - Wann halbiert er sich erneut? - Wenn der Wert sich immer nur halbiert, kann er dann auf 0 sinken? Halbwertszeiteine Definition für den Begriff in den unteren Kasten zu schreiben. Füge auch deine Messung bzw. die Halbwertszeit des [...]

Arbeitsblatt

Physik: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Tutory

Cover: Abstandsgesetz
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- Abstandsgesetz - A-.T.P - 30.06.2020 - Allgemeine Hochschulreife - Physik Um die Lizenzinformationen zu sehen, klicken Sie bitte den gewünschten Inhalt an. Name: Abstandsgesetz 24.04.2018 Abstandsgesetz Ein radioaktives Präperat strahlt radioaktive Strahlung ab (hier Gammastrah-lung). Wir haben bereits vermutet, dass die Intensität der Radioaktivität mit zunehmenden Abstand abnimmt, aber ist das wirklich so? Strahlenwarnzeichen 1 Wieso sollte sich mit zunehmender Entfernung die Intensität ändern? Ziel dieser Frage ist es eine Hypothese für ein Experiment zu formulieren. - Suche dir ein ähnliches bzw. analoges Problem aus! - Begründe anhand dieser Analogie, wie die Strahlung sich deiner Vorstellung nach ändert! 2 Nun werdet ihr die Abhängigkeit der Zählrate vom Abstand zur radioaktiven Quelle bestimmen - Eure Aufgabe wird es sein den Abstand d zwischen dem Zählrohr und der radioaktiven Quelle und die dazugehörige Zählrate n zu bestimmen. Tragt eure experimentellen Daten in die Tabelle ein! - Berechnet nun die Zählrate, die ohne den Strahlungshintergrund d.h. die Nullrate n0 zu erwarten wäre (Hinweis: Messung radioaktiver Strahlung 1) Tragt euch diese Daten in die Tabelle ein! d/cm n/min−1 (n−n0)/min−1 1 Abhängigkeit der Zählrate vom Abstand zur radioaktiven Quelle d/cm n/min−1 (n−n0)/min−1 Angaben zu den Urhebern und Lizenzbedingungen der einzelnen Bestandteile dieses Dokuments finden Sie unter https://www.tutory.de/entdecken/dokument/5cca6630 https://www.tutory.de/entdecken/dokument/5cca6630 Name: Abstandsgesetz 24.04.2018 3 Stellt die Daten nun graphisch dar! - Tragt dazu die Zählrate ohne Nullrate d.h. n−n0 über dem Abstand d auf! 4 Welche Zusammenhänge könnt ihr aus dem Diagramm ziehen? Vervollständigt dafür folgenden Satz Je größer der Abstand, desto geringer ist die Zählrate (n−n0). Verdoppelt sich der Abstand, ist die Zählrate (n−n0) etwa halb so groß. 5 Welche Schlussfolgerung zieht ihr aus diesem Ergebnis in Hinblick auf den Strahlenschutz? Leitet aus eure [...]

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Physik: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Tutory

Cover: Abschirmung radioaktiver Strahlung
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Arbeitsblatt

In den vorhergehenden Stunden wurde die Vermutung aufgestellt , dass man sich vor Radioaktivität möglicherweise durch eine "Schutzschicht" abschirmen kann. Doch wie soll das funktionieren?

Arbeitsblatt

Physik: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Tutory

Medien (1)

Cover: Virtuelle Experimente zur Radioaktivität

Interaktives Medium

Dieser Unterrichtsbaustein behandelt Schritt für Schritt alle wichtigen Aspekte des Themenbereichs Radioaktivität anhand virtueller Bildschirmexperimente.

Interaktives Medium, Unterrichtsbaustein/-reihe, Tool

Physik, Chemie: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Unterrichtsplanung (2)

Cover: Virtuelle Experimente zur Radioaktivität

Interaktives Medium

Dieser Unterrichtsbaustein behandelt Schritt für Schritt alle wichtigen Aspekte des Themenbereichs Radioaktivität anhand virtueller Bildschirmexperimente.

Interaktives Medium, Unterrichtsbaustein/-reihe, Tool

Physik, Chemie: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Cover: Escape Radon
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Unterrichtsbaustein/-reihe

Du bist frisch in eine langweilige Kleinstadt gezogen – hier erwartet dich ein Rätsel, das dich herausfordert. Dieser virtuelle Escape-Room fordert dich und dein Wissen über Kernphysik heraus. Viel Spaß beim Spielen!

Unterrichtsbaustein/-reihe

Physik, Chemie: Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Praxismaterialien (0)

Tools (0)

Quellen (0)

Bildungsangebote, Termine, Veranstaltungen (0)

Weitere Inhalte (1)

Cover: Welt der Physik: Hadronen- und Kernphysik
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Webseite

Die Kernphysik erforscht Strukturen, die aus Protonen und Neutronen hervorgehen, während sich die Hadronenphysik mit den Eigenschaften von allen Partikeln beschäftigt, die sich aus Quarks zusammensetzen.

Webseite

Physik: Sekundarstufe II, Sekundarstufe I

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