Elementarteilchen und Radioaktiver Zerfall/Nachweis von Radioaktivität und Elementarteilchen und Radioaktiver Zerfall/Halbwertszeit: Unterschied zwischen den Seiten

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Ein Verfahren zum Nachweis von Radioaktivität haben wir bereits kennengelernt: Bestrahlung einer Fotoplatte. Es gibt allerdings noch mehr.  
[[Datei:Zerfallsgraph1.png|Zerfallsgraph1.png]]
 
Die Abbildung zeigt einen Graphen, der beschreibt, wie viel Prozent der Atome eines Bi-210-Präparats nach einer bestimmten Anzahl vergangener Tage noch nicht zerfallen sind.  


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|Aufgaben 4.1: Einstieg
|Aufgaben 7.1: Beschreibung der Abbildung
|'''Stelle eine Vermutung auf''', warum Verfahren zum Nachweis von Radioaktivität wichtig sind. }}
|'''Benenne''', wofür die beiden Achsen stehen.  
}}




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|Aufgaben 4.2: Verschiedene Detektionsverfahren
|Aufgaben 7.2: Deutung des Graphen
|'''Schaue das Video und fertige in deinem Heft eine Tabelle an''', in der du die wesentlichen Merkmale der einzelnen Verfahren zusammenfasst.  }}
|Wie viel Prozent der ursprünglichen Bi-210-Atomkerne existieren noch nach 5 Tagen? Wie viele nach 10 Tagen?
 
{{2Spalten
|
{{#ev:youtube|md1wksDtPiA}}
|
[[Datei:Tabelle Strahlungsdetektoren.png|Tabelle Strahlungsdetektoren.png]]
}}
}}




Ist Radioaktivität denn eigentlich zwingend etwas Schlimmes?
Greta bleibt nach Unterrichtsschluss im Physikraum und sieht das Geigerzählrohr ihrer Physiklehrerin. Zum Spaß schaltet sie es ein und nimmt direkt das Knacken wahr, durch welches das Zählrohr zu erkennen gibt, dass Strahlung vorhanden ist.
Greta erschreckt sich. Sie denkt, dass im Physikraum radioaktives Material liegt und verlässt den Raum sofort mit dem Geiger-Müller-Zählrohr. Auf dem Flur nimmt sie das Knacken weiterhin wahr. Sie nimmt mehr Abstand vom Physikraum. Sie merkt sich die an verschiedenen Orten gemessenen Zählraten und schreibt sie sich zu Hause auf.


{| class="wikitable"
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|-
|Aufgaben 7.3: Simulation radioaktiven Zerfalls
! Raum!! Zählrate (in Zerfällen je Minute) ]
|Kohlenstoff-14-Kerne zerfallen unter Abgabe eines Alpha-Teilchens zu Stickstoff-14-Kernen. Führe die Simulation durch.
|-
'''Dokumentiere''', wie sich die Rate der zerfallenden Kerne im Lauf der Zeit ändert.
| Physikraum || 17
}}
|-
| Flur || 19
|-
| Mensa || 16
|-
| Klassenraum || 17
|-
| Aula || 18
|-
|}


https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/nuclear-physics/latest/nuclear-physics.html?simulation=radioactive-dating-game&locale=de


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|Aufgaben 4.3: Arbeit mit Messwerten
|Aufgaben 7.4: Beschreibung der Simulation
|In der Tabelle ist dokumentiert, wie sich die Zählrate des Geigerzählers an verschiedenen Positionen der Schule verhalten hat. '''Beschreibe''' die Beobachtung, die sich aus den Messwerten der Tabelle schließen lässt.   }}
|Der physikinteressierte Schüler Paul hat sich auch das Diagramm angeschaut. Er hat seine Beobachtungen aufgeschrieben und dabei schon Fachbegriffe genannt, die er aus eigener Recherche kennt. Leider kann er nicht so gut mit Technik umgehen... '''Hilf ihm, seinen Text wieder zu ordnen, indem du die Sätze vervollständigst. Ziehe dafür die Kärtchen so übereinander, dass sie verbunden werden.'''
 
{{LearningApp|app=phzjsxnst23|width=100%|height=600px}}
 
''Wenn du fertig bist, dann fotografiere seine Sätze und füge das Foto deinem Ordner hinzu.''
}}


Greta spricht am nächsten Schultag panisch ihre Physiklehrerin auf ihre Beobachtung an. Ihre Physiklehrerin bleibt entspannt.
"Greta, das, was du gemessen hast, ist völlig normal und nicht gefährlich."
"Aber das Knacken bedeutet doch, dass ich Strahlung ausgesetzt bin. Wie kann das nicht gefährlich sein?"
"Wir sind immer Strahlung ausgesetzt. Das muss aber nicht schlimm sein."
"Wie meinen Sie das?"
"Wir sind immer '''Kosmischer Strahlung''' und '''Terrestrischer Strahlung''' ausgesetzt. Beide sind Arten von '''Umgebungsstrahlung'''. Das, was du gemessen hast, ist die '''Nullrate''' unserer Schule.


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|Aufgaben 4.4: Recherche
|Aufgaben 7.5: Recherche
|'''Recherchiere''' die Begriffe '''Kosmische Strahlung''', '''Terrestrische Strahlung''' und '''Nullrate'''. Fasse sie zusammen.  }}
|'''Recherchiere''' die Halbwertszeiten von Cäsium-137, Iod-129, Cobalt-60, Plutonium-239.  
}}


{{Box
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|Aufgaben 4.5: Einstieg
|Aufgaben 7.6: Endlagerung?
|Das Bundesamt für Strahlenschutz stellt unter folgendem Link tagesaktuelle Karten zur Verfügung, auf der man sich die Strahlenbelastung durch Umgebungsstrahlung anschauen kann.  
|Die Stoffe aus Aufgabe 7.5 sind Restprodukte von Brennstäben aus Kernkraftwerken. Bewerte die Notwendigkeit von Endlagern. '''Leite daraus ab''', wie ein Endlager für radioaktiven Müll am besten gebaut sein sollte.  
https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/themen/wo-stehen-die-sonden/karte/karte_node.html 
}}
 
 
'''Bestimme''', wo die Nullrate am höchsten ist.  
'''Recherchiere''', woran das liegt. }}
 


{{Box
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|Aufgaben 4.6: Pferderennen
|Aufgaben 7.7: Pferderennen
|'''Nimm am Pferderennen teil, um dein bisheriges Wissen zu überprüfen''': {{LearningApp|app=pibx19g8k23|width=110%|height=600px}}
|Nimm am Pferderennen teil, um dein bisheriges Wissen zu überprüfen:  
|Arbeitsmethode
|Arbeitsmethode
}}
}}
{{LearningApp|app=pe5xe85j323|width=120%|height=600px}}


== Lerneinheiten ==


== Lerneinheiten ==
1. [[Der Aufbau eines Atoms]]
1. [[Der Aufbau eines Atoms]]


Version vom 19. November 2023, 17:14 Uhr

Zerfallsgraph1.png

Die Abbildung zeigt einen Graphen, der beschreibt, wie viel Prozent der Atome eines Bi-210-Präparats nach einer bestimmten Anzahl vergangener Tage noch nicht zerfallen sind.

Aufgaben 7.1: Beschreibung der Abbildung

Benenne, wofür die beiden Achsen stehen.


Aufgaben 7.2: Deutung des Graphen

Wie viel Prozent der ursprünglichen Bi-210-Atomkerne existieren noch nach 5 Tagen? Wie viele nach 10 Tagen?


Aufgaben 7.3: Simulation radioaktiven Zerfalls

Kohlenstoff-14-Kerne zerfallen unter Abgabe eines Alpha-Teilchens zu Stickstoff-14-Kernen. Führe die Simulation durch. Dokumentiere, wie sich die Rate der zerfallenden Kerne im Lauf der Zeit ändert.

https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/nuclear-physics/latest/nuclear-physics.html?simulation=radioactive-dating-game&locale=de

Aufgaben 7.4: Beschreibung der Simulation

Der physikinteressierte Schüler Paul hat sich auch das Diagramm angeschaut. Er hat seine Beobachtungen aufgeschrieben und dabei schon Fachbegriffe genannt, die er aus eigener Recherche kennt. Leider kann er nicht so gut mit Technik umgehen... Hilf ihm, seinen Text wieder zu ordnen, indem du die Sätze vervollständigst. Ziehe dafür die Kärtchen so übereinander, dass sie verbunden werden.



Wenn du fertig bist, dann fotografiere seine Sätze und füge das Foto deinem Ordner hinzu.


Aufgaben 7.5: Recherche

Recherchiere die Halbwertszeiten von Cäsium-137, Iod-129, Cobalt-60, Plutonium-239.

Aufgaben 7.6: Endlagerung?

Die Stoffe aus Aufgabe 7.5 sind Restprodukte von Brennstäben aus Kernkraftwerken. Bewerte die Notwendigkeit von Endlagern. Leite daraus ab, wie ein Endlager für radioaktiven Müll am besten gebaut sein sollte.

Aufgaben 7.7: Pferderennen

Nimm am Pferderennen teil, um dein bisheriges Wissen zu überprüfen:


Lerneinheiten

1. Der Aufbau eines Atoms

2. Kennzahlen von Atomkernen

3. Radioaktivität

4. Nachweis von Radioaktivität

5. Verschiedene Arten von Strahlung

6. Aktivität

7. Halbwertszeit

8. Zerfallsgesetz

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