Leistungskurs Klasse 13 2021-2023

LK Physik Q4

Ziele

• Themen Q4 für Prüfung im Zentralabitur identifizieren
• Verschiedene Ursachen der Radioaktivität im Alltag benennen
• Entstehung radioaktiver Strahlung skizzieren
  • Alpha
  • Beta
  • Gamma
  • (schnelle) Neutronen (eigentlich keine radioaktive Strahlung aber wichtig, um Kettenreaktionen zu verstehen)
• Aufbau der Nuklidkarte nachvollziehen

Inhalte

Nuklidkarten

• https://www2.klett.de/sixcms/media.php/229/772425_1100_nuklidkarte.825366.pdf
• https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-wbk/faecher/getfile.php?file=2566
• https://www.egwoerth.de/images/Faecher/Physik/Physik_Nuklidkarte_EGW.pdf

interaktiv: https://www.physiklehrer.net/Nuklidkarte/

Zerfallsreihen

Isotope zerfallen unterschiedlich schnell, was mit der Halbwertszeit (und damit verknüpfte andere Größen) bemessen wird. Wenn sie zerfallen, entstehen neue Nuklide, die oft auch Isotope sind. Diese zerfallen oft ebenfalls in neue Isotope, bis nach einer endlichen Zahl an Zerfällen ein stabiles Nuklid entsteht.

Diese Abfolge von Zerfällen, nenn man Zerfallsreihen. Der folgende Wikipediaeintrag zeigt das anschaulich. https://de.wikipedia.org/wiki/Zerfallsreihe

In einem natürlich vorkommenden Erz, sind deshalb immer unterschiedliche Nuklide in sehr unterschiedlicher Zusammensetzung enthalten. Genau genommen, wird man auch unterschiedliche Arten der radioaktiven Strahlung nachweisen können.

Aufgabe

1. Entwickeln Sie eine Zerfallsreihe unter Zuhilfenahme der Nuklidkarte. Stoppen Sie die Weiterentwicklung nach fünf Zerfällen auch wenn kein stabiles Nuklid entsteht.

Strahlungsarten im elektrischen und magnetischen Feld

Hier nochmal zusammengefasst: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/eigenschaften-radioaktiver-strahlung

Aufgabe

1. Skizzieren Sie die Trajektorien verschiedener Strahlungsarten im homogenen elektrischen Feld.
2. Skizzieren Sie die Trajektorien verschiedener Strahlungsarten im homogenen magnetischen Feld.

Kettenreaktionen

Ansprechend von einem Energiekonzern moderiert: https://www.youtube.com/watch?v=jpDRfaWYk3I

Kettenreaktion spielerisch: https://phet.colorado.edu/de/simulations/nuclear-fission

Umfangreiche, kritische und humorvolle Behandlung des Themas: https://www.alternativlos.org/14/

Funktionsweise eines AKW beschreiben

• Exkurs in die Geschichte: Plutoniumproduktion in Windscale
• Vollständige Doku (1h28min) https://www.youtube.com/watch?v=x_pWgRx7lno
• Entwicklung eines Tafelbilds auf Basis des belgischen Videos

Größen zur Beschreibung radioaktiver Strahlung

• Aktivität (LBS. 308, Leifi)
• Energiedosis (LBS. 308, Lernhelfer)
• Äquivalentdosis (LBS. 308 & 309, Lernhelfer)
• Halbwertszeit (LBS. 310, Leifi)

Aufgaben

• Entwerfen Sie ein Tafelbild für eines der Themen.
• Stellen Sie dabei eine Modellrechnung auf

Aufgaben für später

• https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/radioaktivitaet-fortfuehrung/aufgabe/zerfall-des-kobaltisotiops-co-60

Wünsche für die Prüfungsvorbereitung/Abitraining

• Experimentalaufbau?
• Bestimmte Aufgaben rechnen?
• Bestimmte Themen aus Q1-Q4 (Q2 ist noch Premiere) besprechen