Kern­spal­tung, Kern­fu­si­on und Kern­ener­gie

Die Schüler/-innen wissen, dass ein Kern durch den Beschuss mit einem relativ langsamen Neutron gespalten werden kann. Sie können die Spaltprodukte eines Uran-235-Kerns benennen. Außerdem können sie die freiwerdende Energie mit Hilfe der Bindungsenergien und des Energieerhaltungssatzes berechnen. Den Zusammenhalt der Kerne und die Entstehung der Bindungsenergie können sie mit der starken Kernkraft erklären. Sie können eine kontrollierte von einer unkontrollierten Kettenreaktion unterscheiden. Zudem können sie die Kernfusion eines Deuterium-Kerns mit einem Tritium-Kern erklären. Sie wissen, dass bei der Kernfusion von solch leichten Kernen ebenfalls Energie frei wird.

  • 41:05 min
  • 3 Aufgabenblöcke
  • 4 Arbeitsblätter
1. Aktivierung von Vorwissen
Video - 03:04 min
Modellversuch zur Kettenreaktion mit Mausefallen und Tischtennisbällen
Wiederholung: Energieformen (Lage-, Bewegungs- und Spannenergie), Energieübertragung und Energieerhaltung
2. Einführung
Video - 04:11 min
Historischer Bezug zur Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn, Fritz Straßmann und Lise Meitner
Modell-Versuch zur Kernspaltung mit Tischtennisbällen und einem Tennisball
3. Verständnis­sicherung
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um die Kernspaltung
4. Erarbeitung
Video - 06:39 min
Starke Kernkraft (starke Wechselwirkung)
Bindungsenergie
Mittlere Bindungsenergie pro Nukleon
Freiwerdende Energie bei der Kernspaltung
5. Üben und Anwenden
Aufgaben - 05:00 min
Aufgaben rund um Kernspaltung und Bindungsenergie
6. Vertiefung
Video - 05:33 min
Unkontrollierte Kettenreaktion von Kernspaltungen
Kontrollierte Kettenreaktion in Kernkraftwerken zur friedlichen Nutzung der Kernenergie
Kernfusion am Beispiel von Deuterium und Tritium-Kernen
7. Ergebnis­sicherung
Video - 03:37 min
Kernspaltung
Starke Kernkraft (starke Wechselwirkung)
Bindungsenergie
Mittlere Bindungsenergie pro Nukleon
Berechnung der freiwerdenden Energie bei der Kernspaltung
Unkontrollierte und kontrollierte Kettenreaktion
Kernfusion
8. Abschlusstest
Abschlusstest - 08:00 min
Anwendungs- und Transferaufgaben

Schülermaterial (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

Lehrermaterial mit Lösungen (2)

  • Abschlusstest (PDF)
  • Arbeitsblatt (PDF)

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