Wann "zündet" die Idee der Kernfusionstechnologie?

Schülerinnen und Schüler lernen den Unterschied zwischen der in der Sonne ablaufenden und der technisch kontrollierten Kernfusion sowie die damit verbundenen verschiedenen Reaktortypen kennen. Vorgänge auf der Teilchenebene werden anhand einer Flash-Animation des Max-Planck Instituts für Plasmaphysik visualisiert.
 

Auf der Grundlage der im Physikunterricht erworbenen Kenntnisse über Atomkerne sollen sich die Schülerinnen und Schüler ein Bild von der Kernfusion machen. Sie lernen die Chancen und Risiken dieser Technologie kennen und erfahren, welche Hindernisse Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler überwinden müssen, damit die verlockende Vision der Kernfusion Realität und zum "global player" im Energie-Mix der Zukunft wird. Das Thema knüpft unmittelbar an die Alltagswelt der Schülerinnen und Schüler an (Ölpreissteigerungen, Störfälle in Atomkraftwerken). Die Unterrichtseinheit bietet einen ersten Einblick in eine vielversprechende und innovative Methode der Energieerzeugung und verdeutlicht die Bedeutung und Notwendigkeit der Grundlagenforschung. Die Materialien der Unterrichtseinheit werden durch einen Beitrag der ITER Organization ergänzt. Er informiert über die experimentelle Fusionsforschungsanlage der großen Industrienationen. Bis zum Jahr 2020 soll ITER im südfranzösischen Cadarache seinen Dienst aufnehmen.

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Vorgänge bei der Fusionsreaktion von Deuterium und Tritium sowie das Ergebnis beschreiben können.
  • das Funktionsprinzip des Magnetfeldkäfigs zum Einschließen des heißen Plasmas am Beispiel der beiden grundlegenden Reaktortypen Stellarator und Tokamak kennenlernen und erklären können.
  • die Gefahren bei der Nutzung der Kernfusion erarbeiten und im Vergleich mit anderen Formen der Energieerzeugung bewerten.
  • die Kernfusion als potenzielle, nahezu unerschöpfliche Energiequelle der Zukunft erkennen.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaWann "zündet" die Idee der Kernfusionstechnologie?
Autorinnen und AutorRoland Wengenmayr, Dieter Lohmann, Sabina Griffith
FachPhysik
ZielgruppeSekundarstufe II, nach didaktischer Reduktion auch Klasse 9 und 10
Zeitraum2 Stunden
Technische VoraussetzungenRechner mit Internetanschluss in ausreichender Anzahl (Arbeit in Kleingruppen), Flash-Player (kostenfreier Download)
PlanungTabellarischer Verlaufsplan

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Materialien der Unterrichtseinheit sind ein Angebot der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. Auf der Webseite max-wissen.de finden Sie weitere Materialien für den Unterricht und Hintergrundinformationen zu aktuellen Forschungsthemen aus Physik, Chemie, Biologie und Erdkunde. An allen max-wissen-Beiträgen sind Fachwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft beteiligt: Aktualität und fachliche Richtigkeit sind somit gewährleistet. Ein weiteres Angebot der Gesellschaft ist das Fragen-Portal: Lernende und Lehrpersonen können hier Fragen an Forscherinnen und Forscher stellen.

Download

kernfusion_iter.zip
 

Internetadressen

Zusatzinformationen

Informationen zu den Autorinnen und dem Autor

Die der Unterrichtseinheit zugrunde liegende TECHMAX-Ausgabe stammt von Roland Wengenmayr. Der Diplom Physiker, Wissenschaftsjournalist und Zeichner arbeitet als Redakteur bei Physik in unserer Zeit.

Die didaktischen Materialien wurden von Dieter Lohmann zusammengestellt. Er ist ausgebildet für das Lehramt an Gymnasien (Geographie) und arbeit als Redakteur beim Online-Magazin Scinexx.

Sabina Griffith ist zuständig für die Öffentlichkeitsarbeit der ITER Organisation und hat den Beitrag über die Fusionsforschungsanlage verfasst.

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