Atom und Kernphysik–Teil 2 - Atomare Strahlung

Das Material behandelt die Themen Strahlenbelastung, Radioaktivität, Ionisation, Strahlungsarten, Strahlenschutzmaßnahmen, Einsatz von Radioaktivität in Medizin und Technik. Es ist für das Fach Physik entwickelt und richtet sich an Schülerinnen und Schüler der neunten und zehnten Klasse einer Haupt-, Real-, oder Oberschule. Es werden alle gängigen Online-Medien genutzt und ein Arbeitsblatt angeboten. Zeitrichtwert 240 Minuten.

Die Hinweise richten sich an begleitende Erwachsene.

Bitte die Links im Text beachten.

Strahlenbelastung in Deutschland
  1. Schau dir die aktuellen Messwerte für radioaktive Strahlung in Deutschland an. Suche die Messstation, die deinem Wohnort am nächsten liegt, heraus und notiere den Wert für den heutigen Tag.

    Hinweise:
    - Die verlinkten Webinhalte sind inhaltlich überprüft.
    - Das Glossar aus Teil 1 soll hier immer wieder durch Fachbegriffe erweitert werden.
    -
    Weitere Informationen zu den Unterthemen sind auch im Schulbuch zu finden.

  2. Vergleiche nun die Messwerte in ganz Deutschland miteinander. (Abschnitt „Strahlenexposition durch natürliche Quellen“) und erarbeite die Quellen natürlicher Strahlenbelastung heraus.
    Entdeckung der Radioaktivität
  3. Recherchiere, wann und von wem die radioaktive Strahlung entdeckt wurde. Notiere, wie es zu der Entdeckung kam.
    Schreibe zu allen drei an der Entdeckung Beteiligten eine Kurzbiographie.
    Nuklidkarte und Strahlungsarten
  4. Schau dir die Videos zur Radioaktivität und Nuklidkarte (bis 5:52 min.) an und übernimm die Fachbegriffe (z.B. Isotop) in dein Glossar. Die Zerfälle kommen zu einem späteren Zeitpunkt.

  5. Suche in deinem Schulbuch den Ausschnitt der Nuklidkarte und notiere dir als Übung zu folgenden Isotopen den Elementnamen, die Massen-, Protonen und Neutronenzahl: → U236, Th230 und Rn219

  6. In der folgenden Simulation kannst du die verschiedenen Arten der radioaktiven Strahlung erkennen. Bearbeite parallel das passende Arbeitsblatt (Lösung).

    Hinweis: Wenn die Simulation (6) sich nicht abspielen lässt, muss die Seite evtl. neu geladen oder in einem anderen Browser gestartet werden.

  7. Sieh dir für das weitere Verständnis die Videos der unterschiedlichen Strahlungsarten an: Alpha-Zerfall, Beta-Zerfall und Gamma-Zerfall (Gamma Strahlung).

    Hinweis: Die Erkenntnisse über die 3 Strahlungsarten sollen auf dem Arbeitsblatt „Übersicht Strahlungsarten“ (rechts) festgehalten werden.

  8. Führe die interaktive Übung Zerfallsgleichungen durch. Du kannst dir auch eine Nuklidkarte oder ein Periodensystem zur Hilfe nehmen.

    Hinweis: Die interaktiven Übungen können direkt überprüft werden.

  9. Radioaktive Elemente zerfallen solange, bis sie zu einem stabilen Element geworden sind. Sieh dir ein Video Zerfallsreihen (ab 5:52 min.) an.
    Schreibe als Übung die Zerfallsreihe von Thorium 232 und U238 auf (Lösungen)

    Hinweis: Beispiel einer Zerfallsreihe:

    Eigenschaften der radioaktiven Strahlung
  10. Lade dir die App „Physics at school“ herunter und öffne die Simulation „Strahlungen“ unter dem Themenbereich XV. Kernphysik.
    Die Simulation besteht aus zwei Teilen (Wechsel durch den blauen Pfeil unten links): der magnetischen Ablenkung der Strahlung und der Abschirmung durch unterschiedliche Materialien.
    Fülle mit Hilfe der Simulationen die entsprechenden Zeilen in der Übersicht über die Strahlungsarten aus.

    Hinweis: Die App gibt es kostenlos als LITE-Version für Android und IOS und benötigt ca. 43 MB an Speicherplatz.

  11. Ergänze die fehlenden Zellen auf dem Arbeitsblatt. Suche nach Hinweisen in deinem Physikbuch. Hier findest du die Lösung.
    Nachweis radioaktiver Strahlung
  12. Füge deinem Glossar die Begriffe Ionisation, Stoßionisation, Aktivität und Nullrate hinzu.

  13. Recherchiere unterschiedliche Nachweisgeräte für radioaktive Strahlung. Fertige eine Liste der Nachweisgeräte und ihrer Einsatzmöglichkeiten an.

  14. Sieh dir folgende Animation (schrittweise) zum Geiger-Müller-Zählrohr an. Fertige für deine Unterlagen eine Skizze an und beschreibe in ein paar Sätzen die Funktionsweise.

    Hinweis: Anstatt eine Skizze eines Geiger-Müller-Zählers anzufertigen, kann auch eine aus dem Internet ausgedruckt werden.

  15. Druck dir die Maßeinheiten der Radioaktivität für deine Unterlagen aus.
    Einsatz in Medizin und Technik
  16. Sieh dir das Video zur Wirkung radioaktiver Strahlung auf den Körper an. Informiere dich über die Folgen der Strahlung und fertige eine Infografik dazu an.

  17. Radioaktive Strahlung kann aber auch nützlich sein. Informiere dich über den Einsatz in Medizin und Technik. Erstelle entweder eine Berufsbeschreibung eines MTRA (medizinisch-technische Radiologieassistent *in) oder ein Informationsblatt für Patienten zur Erkennung von Schilddrüsen- oder Nierentumoren mit Hilfe radioaktiver Stoffe.

  18. Wie kann man sich vor radioaktiver Strahlung schützen? Beschreibe die 4A- bzw. 5A-Regel.

 

Bereitgestellt von: Fachmoderation Physik Sek. I, Niedersächsische Landesschulbehörde, 04.2020

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