„Fuzja jądrowa”

KONKURS Z FIZYKI I ASTRONOMII
„Fuzja jądrowa”
dla uczniów gimnazjum i uczniów klas I i II szkół ponadgimnazjalnych
I.
Organizatorem konkursu jest Krajowy Punkt Kontaktowy Euratom przy
Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie.
II.
Celem konkursu jest:
popularyzacja wiedzy na temat fuzji jądrowej, jako źródła energii przyszłości,
rozwijanie zainteresowań fizyką i naukami przyrodniczymi wśród młodzieży,
rozwijanie umiejętności wyszukiwania i selekcjonowania informacji pochodzących
z różnych źródeł
III. Konkurs odbędzie się na dwóch poziomach:
dla uczniów gimnazjów,
dla uczniów klas I i II szkół ponadgimnazjalnych.
IV. Konkurs jest trzyetapowy:
1.
2.
3.
etap szkolny – przygotowują i przeprowadzają nauczyciele fizyki typując
maksymalnie trzech uczniów do etapu rejonowego z danej szkoły,
etap rejonowy/wojewódzki,
etap ogólnopolski.
Termin i tryb zgłaszania uczniów:
Etapy rejonowe konkursu odbywać się będą w terminach i miejscach podanych
w załączonym wykazie (wykaz rejonów w tabeli).
Nauczyciele fizyki zgłaszają maksymalnie trzech uczniów z danej szkoły i wysyłają
zgłoszenie wg załącznika nr 1 w terminie do 14 dni przed datą eliminacji
rejonowych wyznaczonym w danym rejonie.
Zgłoszenia należy wysłać pod adres szkoły lub ośrodka, w którym odbywać się
będzie etap rejonowy ( wykaz rejonów w tabeli) z dopiskiem - Konkurs „Fuzja
jądrowa”
Uczestnicy rozwiązują zadania testowe, rachunkowe i problemowe w czasie 60 min.
V.
Uczniowie, którzy zajmą I miejsce w etapie rejonowym konkursu, z każdego
poziomu są kwalifikowanie do etapu ogólnopolskiego.
VI. Laureaci etapu ogólnopolskiego pojadą na kilkudniowe szkolenie do Instytutu
Fizyki Plazmy im. Max’a Palanck’a w Greifswaldzie w Niemczech w czerwcu 2011
roku.
VII. Koszty przejazdu opiekunów i uczniów pokrywa jednostka delegująca.
VIII. Wykaz zagadnień - załącznik nr 2
1/1
Załącznik Nr 1
….…………………
data
Pieczęć szkoły
……………………………………………
Nazwa szkoły/instytucji organizującej
etap rejonowy/wojewódzki
Szkoła ( nazwa, adres, telefon, e-mail))…………………………………………………
…………………………………………………………………………………………...
zgłasza następujących uczniów do udziału w etapie rejonowym konkursu „Fuzja jądrowa
1. ……………………………………………....
2. ………………………………………………
3. ………………………………………………
Imię i nazwisko nauczyciela przygotowującego ucznia do konkursu:
1. ……………………………………………....
2. ………………………………………………
3. ………………………………………………
……………………………….
Podpis dyrektora
Zał. Nr 1
1/1
Załącznik Nr 2
Zakres wiadomości i umiejętności
Fizyka – gimnazjum
1. Energia.
1.1. Pojęcie energii.
1.2. Rodzaje energii.
1.3. Źródła energii i ich poszukiwania.
1.4. Odnawialne i nieodnawialne źródła energii.
2. Energia mechaniczna.
2.1. Rodzaje energii mechanicznej.
2.2. Zasada zachowania energii mechanicznej.
2.3. Przemiany energii mechanicznej.
Umiejętności:
Wykorzystanie poznanych zasad, pojęć i zależności do rozwiązywania zadań i problemów,
w tym obliczanie energii kinetycznej i potencjalnej ciężkości ciała.
3. Procesy cieplne
3.1. Energia wewnętrzna.
3.2. Zmiana energii podczas ruchu z tarciem.
3.3. Cieplny przepływ energii, sposoby cieplnego przepływu energii.
3.4. Zmiany energii wewnętrznej ciał.
3.5. Przewodniki i izolatory ciepła. Przykłady praktycznego wykorzystania.
3.6. I zasada termodynamiki.
3.7. Bilans cieplny.
3.8. Ciepła przemian fazowych.
Umiejętności:
Wykorzystanie poznanych zasad, pojęć i zależności do rozwiązywania zadań i problemów,
w tym:
obliczanie zmiany energii ciała na podstawie jego masy i zmiany temperatury,
wykorzystanie I zasady termodynamiki do wyjaśnienia przemian energetycznych,
sporządzanie i interpretowanie wykresów zależności temperatury ciała od dostarczonej
energii,
wskazywanie przykładów przemian energii mechanicznej w cieplną i odwrotnie.
4. Pole elektrostatyczne, energia elektryczna.
4.1. Ruch ładunków w polu jednorodnym i stałym w czasie.
4.2. Model przewodnictwa elektronowego w metalach.
4.3. Napięcie elektryczne, natężenie prądu.
4.4. Przepływ prądu elektrycznego.
4.5. Praca prądu elektrycznego.
Umiejętności:
Wykorzystanie poznanych zasad, pojęć i zależności do rozwiązywania zadań i problemów
związanych z energią elektryczną, w tym:
obliczanie napięcia wykorzystując wzór U = W/q.
Zał. Nr 2
1/4
obliczanie wartości energii elektrycznej i koszów zużycia energii.
5. Promieniowanie jądrowe.
5.1. Model budowy atomu.
5.2. Cząstki elementarne wchodzące w skład atomu.
5.3. Izotopy, izotopy wodoru, rodzaje izotopów ( trwałe i nietrwałe), zastosowanie
izotopów.
5.4. Promieniotwórczość naturalna. Promieniowanie ά, β, γ
5.5. Siły jądrowe.
5.6. Niedobór masy.
5.7. Sposoby uzyskiwania energii jądrowej.
5.8. Zastosowanie reaktorów jądrowych.
5.9. Interpretacja wzoru E = mc2.
5.10. Wady i zalety wykorzystania energii jądrowej.
5.11. Bezpieczne użytkowanie reaktorów jądrowych.
5.12. Sposoby ochrony przed promieniowaniem.
5.13. Wpływ promieniowania na organizmy żywe.
5.14. Przyrządy i urządzenia służące do wykrywania promieniowania.
5.15. Mechanizm powstawania energii emitowanej przez gwiazdy i Słońce.
5.16. Właściwe przechowywanie substancji i odpadów promieniotwórczych.
Umiejętności:
Wykorzystanie poznanych zasad, pojęć i zależności do rozwiązywania zadań i problemów
związanych z promieniowaniem jądrowym, w tym zapis reakcji promieniowania
protonowego i neutronowego.
6. Fuzja
6.1. Reakcje termojądrowe zachodzące w Słońcu i na Ziemi.
6.2. Na czym polega fuzja?
6.3. Plazma, występowanie w przyrodzie, wytwarzanie przez człowieka.
6.4. Dwa sposoby utrzymywania plazmy: magnetyczny i inercyjny.
6.5. Urządzenia plazmowe: tokamak, stellarator, badania fuzyjne: JET, ITER.
Zagadnienia nie będą wymagały znajomości liczbowej np. długości fali (wartości liczbowe
będą podane) a raczej rozumienia, oszacowania, porównania (np. która energia większa)
Materiały:
Podręczniki szkolne.
Materiały do fuzji znajdują się na stronie:
http://www.kpk.ifpilm.pl/ na pasku i pod linkiem ‘edukacja’  projekt ‘Fuzja..’(dokumenty
w formie elektronicznej po prawej stronie, prezentacje ze szkoleń)
Zał. Nr 2
2/4
Fizyka – szkoły ponadgimnazjalne
1. Energia - ogólnie
1.1. Sprawność przetwarzania energii w obwodach prądu stałego.
1.2. Przemiany energii elektrycznej na inne formy energii.
1.3. Pojęciami pracy i mocy.
1.4. Rodzaje energii: kinetycznej, potencjalnej ciężkości, potencjalnej sprężystości,
wewnętrznej.
1.5. Zasada zachowania energii mechanicznej dla ruchu prostoliniowego,
1.6. Zależność E=mc2 jako równoważność masy i energii,
1.7. Skład jąder atomowych pierwiastków i izotopów.
1.8. Własności promieniowania jądrowego i związane z nimi zagrożenia.
1.9. Zastosowania promieniowania jądrowego.
1.10. Zasada zachowania ładunku i liczby nukleonów w reakcjach i przemianach
jądrowych
1.11. Prawo rozpadu, z uwzględnieniem czasu połowicznego zaniku.
1.12. Reakcję syntezy termojądrowej i mechanizm wytwarzania energii w Słońcu.
1.13. Jądrowy niedobór masy i energia wiązania.
1.14. Reakcje rozszczepienia jąder uranu i reakcje łańcuchowe.
2. Energia elektryczna (z gimnazjum)
2.1. Ruch ładunków w polu jednorodnym.
2.2. Model przewodnictwa elektronowego w metalach
2.3. Napięcie elektrycznego, natężenie prądu.
2.4. Przepływ prądu elektrycznego
2.5. Praca prądu elektrycznego.
Umiejętności:
obliczanie napięcia wykorzystując wzór U = W/q,
obliczanie wartości energii elektrycznej i koszów zużycia energii,
rozwiązywanie zadań i problemów związanych z energią elektryczną.
3. Fale elektromagnetyczne
3.1. Podstawowa wiedza o strukturze i rozchodzeniu się fal elektromagnetycznych.
3.2. Spektrum fal elektromagnetycznych.
3.3. Zjawiska falowe.
4. Fuzja
4.1. Zapisy reakcji termojądrowych.
4.2. Na czym polega fuzja?
4.3. Plazma, występowanie w przyrodzie, wytwarzanie przez człowieka.
4.4. Dwa sposoby utrzymywania plazmy: magnetyczny i inercyjny.
4.5. Urządzenia plazmowe: tokamak, stellarator, badania fuzyjne: JET, ITER.
Zagadnienia nie będą wymagały znajomości liczbowej np. długości fali (wartości liczbowe
będą podane) raczej rozumienia, oszacowania, porównania (np. która energia większa)
Zał. Nr 2
3/4
Materiały:
Podręczniki szkolne.
Materiały do fuzji znajdują się na stronie:
http://www.kpk.ifpilm.pl/ na pasku i pod linkiem ‘edukacja’  projekt ‘Fuzja..’(dokumenty
w formie elektronicznej po prawej stronie, prezentacje ze szkoleń)
Zał. Nr 2
4/4