Kernfusie
Titel Kernfusie
Golf golf3
Code nlt3-v117
Domein G
Status gecertificeerd
HAVO/VWO VWO
Beoogd leerjaar VWO 5 of 6 NT (eventueel NG)
Certificeringsdatum 30 oktober 2008
Certificeringsnummer 3117-022-VG
Omschrijving

“Ontwerp een kernfusiecentrale die genoeg energie kan opwekken voor een stad als New York”. Hoe zou je dat aanpakken? Eerst maar eens op cursus...

Die cursus is de module “kernfusie” voor NLT. Aan de hand van ontwerpstappen wordt toegewerkt naar het ontwerp van fusiecentrale. De voor- en nadelen van fusie en de problemen die bij het bouwen van een centrale spelen komen uitgebreid aan de orde. Je krijgt een beeld van het huidige, internationale fusie-onderzoek, maar ook van de bredere energieproblematiek.

Basismateriaal
Context Ontwerp van een kernfusiecentrale Het is aan jou om dat ontwerp te maken. Omdat je dat nog niet eerder hebt gedaan, ga je op cursus. Daar wordt deze module behandeld. In de loop van deze module word je steeds deskundiger op dit gebied en wordt je ontwerp steeds gedetailleerder.
Concepten
  • Magnetisme en de Lorentzkracht wordt in de module beperkt bekend verondersteld
  • magnetische verschijnselen verklaren in termen van magnetisch veld
  • veldlijnen
  • sterkte van het magnetische veld en flux
    permanente magneet, rechte stroomdraad, spoel
  • de richting en de grootte van de lorentzkracht bepalen op stroomdraden en op geladen deeltjes
  • elektromotor en draaispoelmeter
  • afbuiging elektronenbundel

Nieuwe concepten:

  • bindingsenergie , activeringsenergie
  • Coulombkracht en de sterke kernkracht
  • reactiekans en Q-factor
  • plasma
  • Larmorstraal
  • microgolfverhitting
  • divertor , MAGNUM- PSI
Vaardigheden
voorkennis / aansluiting op monovakken

De module gaat uit van natuurkunde VWO. Enige kennis van elektrische schakelingen is nodig.
Magnetisme en de Lorentzkracht wordt in de module beperkt bekend verondersteld (vanaf hoofdstuk 4):
      magnetische verschijnselen verklaren in termen van magnetisch veld:

  • veldlijnen
  • sterkte van het magnetische veld en flux
  • permanente magneet, rechte stroomdraad, spoel

de richting en de grootte van de lorentzkracht bepalen op stroomdraden en op geladen deeltjes:

  • elektromotor en draaispoelmeter
  • afbuiging elektronenbundel

De werking van een transformator wordt alleen kwalitatief bekend verondersteld.

De voorkennis kan opgefrist of aangebracht met behulp van enkele demo’s, en indien gewenst een practicum(serie). Zie overig leerling-materiaal

Structuur Lineair, probleemgestuurd
Leerling-activiteiten In een aantal stappen wordt de opbouw  van een kernfusiecentrale behandeld. Een PO (keuze uit een aantal verdiepingen) vormt naast eventueel een schriftelijke toets de afronding.
Faciliteiten
  • naast de papieren versie van de module is het prettig als de leerlingen ook de digitale versie kunnen bekijken (thuis)
  • er zijn enkele keren opdrachten die een internetpagina gebruiken. Deze opdrachten kunnen als huiswerk meegegeven
  • Antwoorden bij leerlingenmateriaal zijn beschikbaar
  • Materiaal voor praktische opdrachten
Toetsvormen en weging

Een (volstrekt niet bindend) voorstel :

  1. presentatie eigen onderzoek (25%)
  2. portfolio van geselecteerde opdrachten, in elk geval de opbrengst van de stappen. (5%)
  3. schriftelijke toets (70%)
Aansluitende modules
Ontwikkeld door Erik Min, Amy Shumack en Mark-Tiele Westra van het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen, Nieuwegein; Lieke Heimel, Rembrandt College, Veenendaal; Peter van Soest, Leidsche Rijn College, Utrecht
Belangrijkste monovakken
BiologieNatuurkundeScheikundeWiskundeAardrijkskundeTechnisch ontwerpen (techniek)
O O O O O 
Aansluiting bij vervolgopleidingen Fysica, Technische natuurkunde, e.a.
ICT gebruik
Informatie zoekenVerwerken gegevensMetingen uitvoerenProgrammerenAnders, nl
applets/simuleren
Richtbedrag aanschaf materialen Geringe kosten
Moeilijkheidsgraad
Welke samenwerking extern gewenst? Er zijn mogelijkheden voor samenwerking met Instituut Rijnhuizen (http://www.rijnhuizen.nl)
Keuzes / verdieping mogelijk Van de praktische opdrachten is het niet de bedoeling deze door alle leerlingen te laten uitvoeren. De docent kan uit een beperkter aantal praktische opdrachten laten kiezen.
Contacttijd, zelfstudie en prakticum
TheorieLabWerkplaatsComputersGymzaalBuitenExtern labContacturenZelfstandig
O O O O O O O O O O O O 
Aard TOA assistentie / Overige ondersteuning
BiologieNatuurkundeScheikundeICTOpmerking
Deskundigheid docenten Docenten hebben natuurkundige achtergrondkennis nodig.
Onderhoud en ondersteuning module (RSP) Utrecht
Waar is meer informatie te vinden Algemeen: www.betavak-nlt.nl
Voor de NLT docentencommunity: www.kennisnet.nl
Materiaal voor leerlingen en de NLT toolbox: www.vaklokaal-nlt.nl
Teleblikdossier http://vaklokaal-nlt.nl/?cat=52
Copyright
Download status materiaal
Forum
Download materialen

Kernfusie- leerlingmateriaal - pdf
gecertificeerde versie 1.1 (pdf, 3,7 MB)
Datum: 25 februari 2010
Kernfusie- leerlingmateriaal - word
gecertificeerde versie 1.1 (word, 28,1 MB)
Datum: 25 februari 2010