Radioaktivität

Interaktives Medium

Der radioaktive Zerfall lässt sich mit einfachen Modellexperimenten nachstellen. In diesem Unterrichtsbaustein entwickeln die Schüler:innen basierend auf einem Realversuch eine digitale Simulation des Zerfalls mit Scratch.

Interaktives Medium

Diese Simulation verdeutlicht die Vorgänge beim radioaktiven Alpha-Zerfall von instabilen Atomkernen.

Interaktives Medium

Diese Simulation verdeutlicht und veranschaulicht die Vorgänge beim radioaktiven Betazerfall instabiler Atomkerne.

Interaktives Medium

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

Interaktives Medium

Gesetze des radioaktiven Zerfalls: Atomkerne altern nicht, sondern zerfallen stochastisch. Diesen grundlegenden Zusammenhang kannst du mit dieser Simulation erkunden.

Video

Videos zu Marie Curie | Radioaktiv – dieses Wort prägte Marie Curie. Als Physikerin, Polin, Mutter und Nobelpreisträgerin war sie außergewöhnlich. Doch wie schaffte es ein Mädchen aus dem verarmten polnischen Landadel bis an die Spitze der internationalen Forschung?

Video

Anhand der Entladung eines geladenen Elektroskopes wird die ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlen gezeigt und erläutert. Bezüge zum Nachweise radioaktiv…

Interaktives Medium

Der radioaktive Zerfall lässt sich mit einfachen Modellexperimenten nachstellen. In diesem Unterrichtsbaustein entwickeln die Schüler:innen basierend auf einem Realversuch eine digitale Simulation des Zerfalls mit Scratch.

Interaktives Medium

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

Unterrichtsbaustein/-reihe

Diese Geschichte lädt zum Nacherzählen ein und wirft ein Schlaglicht auf die Entdeckungsgeschichte der Radioaktivität: Das lange 19. Jahrhundert neigt sich seinem Ende zu, Polen als Land hat aufgehört zu existieren. Es ist aufgeteilt zwischen Österreich, Preußen und Russland. Was bleibt, ist das Gefühl vieler Menschen zur Polnischen Nation zu gehören, deren Kultur von allen drei Besatzungsmächten unterdrückt wird. In diese Zeit fällt die Geburt der Polin Maria Sklodowska. Ihre Geburtsstadt Warschau ist dem Russischen Reich zugeschlagen. Es darf offiziell nur russisch gesprochen werden, polnische Schulen sind verboten. Nichtsdestoweniger beendet Maria die Sekundarschule im Alter von 15 Jahren als beste Schülerin ihrer Klasse. Sie wird mit einer goldenen Medaille ausgezeichnet.

Unterrichtsbaustein/-reihe

Was ist eigentlich Radioaktivität, und wie wirkt Strahlung? Verständlich aufbereitete Auszüge aus Fachtexten vermitteln Grundlagen, von den Eigenschaften radioaktiver Atomkerne über die Strahlenwirkung auf den Körper bis hin zum Strahlenschutz.

Umwelt im Unterricht

Experiment

Radioaktivität ist ein Phänomen, das überall um uns herum existiert. Physiker:innen sprechen auch vom Nulleffekt. Mit Hilfe von Großflächenzählrohren lässt sich der Nulleffekt zuverlässig bestimmen.

Tutory

Interaktives Medium

Der radioaktive Zerfall lässt sich mit einfachen Modellexperimenten nachstellen. In diesem Unterrichtsbaustein entwickeln die Schüler:innen basierend auf einem Realversuch eine digitale Simulation des Zerfalls mit Scratch.

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?

Tutory

Arbeitsblatt

Ein Lückentextarbeitsblatt zum Basiswissen des Aufbaus von Atomkernen.

Tutory

Arbeitsblatt

Kaum ein physikalisches Thema wird von der Allgemeinheit so kontrovers diskutiert wie die Nutzung radioaktiver Substanzen und deren Gefährlichkeit.

Tutory

Arbeitsblatt

– 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 […]

Tutory

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?

Tutory

Arbeitsblatt

Was verbindest du mit dem Begriff Radioaktivität ? Fertige zur Beantwortung eine Mind-Map an. Hier ist eine Vorlage

Tutory

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 […]

Tutory

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 […]

Tutory

Arbeitsblatt

– Radioaktivität – Die Halbwertszeit – Lars Hildebrandt – 30.06.2020 – Allgemeine Hochschulreife, Fachhochschulreife, Mittlere Reife – Physik – 8, 9, 10, 11, 12, 13 Um die Lizenzinformationen zu sehen, klicken Sie bitte den gewünschten Inhalt an. Name: Radioaktivität – Die Halbwertszeit 26.01.2019 Niemand kann vorhersagen, wann ein einzelnes radioaktives Isotop zerfällt, Hat man es aber mit einer großen Anzahl an Atomen zu tun, lässt sich der zeitliche Verlauf der Zerfälle (Aktivität) sehr gut vorhersagen. Mit diesem Experiment, das auf den ersten Blick überhaupt nichts mit Radioaktivität zu tun hat, lernst du die wichtige Gesetzmäßigkeit der Halbwertszeit kennen. Ablauf – Bildet zunächst Zweiergruppen. Einer von euch ist Spieler 1, der andere Spieler 2. Jeder bekommt einen Würfel. – Zuerst würfelt Spieler 1, danach Spieler 2. Ihr erhaltet ein Ergebnis {X\Y}. Wichtig Die Reihenfolge der Würfel darf nicht vertauscht werden {1\6} ist also nicht das gleiche wie {6\1}. Markiert nun die gewürfelte Kombination in der Tabelle unten mit einem X. Die Zahl von Spieler 1 gibt die Zeile an, die Zahl von Spieler 2 die Spalte – Eure Aufgabe ist nun, sämtliche Felder aus der Tabelle zu erwürfeln. Gleichzeitig führt ihr eine Liste, in der ihr nach jedem Wurf eintragt, wieviele Würfelkombinationen noch frei sind. Ein Beispiel findet ihr unten rechts. Sollte also eine schon vorher gewürfelte Kombination nochmal auftauchen, erhöht sich zwar die Anzahl der Würfe, die Zahl der freien Felder bleibt aber gleich. – Das Spiel endet nach 15 min, egal, wieviele Felder noch frei sind. – Erstellt ein x-y-Diagramm, mit der Zahl der Würfe als x-Achse und der Zahl der noch freien Felder als y-Achse. – Betrachtet das Video (QR-Code rechts) oder informiert euch im Buch über die Halbwertszeit. Erklärt, was dieser Versuch mit dem Thema Radioaktivität zu tun hat und bestimmt die Halbwertszeit eures Würfelexperiments. Zahl der Würfe Zahl der freien Felder 0 36 1 35 2 34 3 33 … — 65 5 66 5 — — Be […]

Tutory

Arbeitsblatt

Nutzung der Kernenergie Die Nutzung der freiwerdenden Energie bei einigen Kernreaktionen ist sicherlich prägend für das Bild von “Radioaktivität”. Einerseits ist da die Atombombe d.h. die militärische Nutzung und auf der anderen Seite die Nutzung zur Energiegewinnung. Wie funktioniert das aber eigentlich? Das werdet ihr in etwas zusammengefassterer Form nun erarbeiten Atomkraftwerk GKN Neckarwestheim Neben den radioaktiven Zerfällen gibt es noch eine Vielzahl anderer Kernreaktionen. Die bekannteste Reaktion ist dabei die (neutroneninduzierte) Kernspaltung. Sehr schwere Kerne zerfallen auch ohne Neutronen, das ist aber für den Betrieb eines Kraftwerkes uninteressant. Prinzipiell kann man die Kernspaltung durch die Symbolschreibweise wie folgt darstellen: Ein Atomkern des Uran-235 wird durch ein Neutron zur Spaltung in zwei kleinere Tochterkerne angeregt, dabei wird Energie frei. Was passiert, wenn die auf der rechten Seite freiwerdenden Neutronen wieder mehr und mehr Urankerne spalten? […]

Tutory

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.

Tutory

Arbeitsblatt

Was ist Radioaktivität überhaupt? Bisher haben wir erfahren, dass Atome aus Protonen und Neutronen bestehen, die die Zusammensetzung der Elemente bzw. Nuklide bestimmen.  Die Protonen und Neutronen bilden dabei die Kernbestandteile, die auch Nukleonen genannt werden. Diese Nukleonen werden durch die Kernkraft zusammengehalten. Reicht die Bindungsenergie aus der Kernkraft nicht aus (weil z.B. zuviele Protonen im Kern sind) und ein energetisch günstigerer Zustand erreichbar ist, ist der Atomkern instabil. Die wesentliche Bedingung für das Aufreten von Radioaktivität ist ein instabiler Atomkern. Der instabile Kern kann dann durch Aussendung hochenergetischer Teilchen oder Photonen den energetisch günstigeren Zustand erreichen. Doch wie sieht Radioaktivität aus und welche Formen kann sie annehmen? Historisch begründet ist die Trennung dreier Zerfallsarten ( α − , β − \gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{\alpha-,\be […]

Tutory

Arbeitsblatt

Arbeitsblatt zum Thema Biologische Strahlenwirkung und Radioaktivität im Alltag.

Tutory

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 […]

Tutory

Unterrichtsbaustein/-reihe

Was ist eigentlich Radioaktivität, und wie wirkt Strahlung? Verständlich aufbereitete Auszüge aus Fachtexten vermitteln Grundlagen, von den Eigenschaften radioaktiver Atomkerne über die Strahlenwirkung auf den Körper bis hin zum Strahlenschutz.

Umwelt im Unterricht