Physikalische Grundlagen der Strahlentherapie mit Photonen

Artikelnummer: NWL349082025
Kategorie: Physik
Verlag: RAABE Verlag

31 Seiten, PDF-Datei

Sekundarstufe II

Physik

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Grundlagen der Quantenphysik – Photonen, Fotoeffekt, Comptoneffekt

RAABE Unterrichtsmaterialien: Physik Oberstufe

In Deutschland erkranken aktuell mehr als 500.000 Personen im Jahr an Krebs. Bei jeder zweiten erkrankten Person kommt im Laufe der Erkrankung eine Strahlentherapie zum Einsatz. Ziel der Strahlentherapie ist, die Krebszellen mithilfe ionisierender Strahlung zu zerstören und so die Krankheit zu heilen. In dieser Unterrichtseinheit (Physik Oberstufe) werden die physikalischen Grundlagen der Strahlentherapie mit Photonen behandelt. Ihre Lernenden lernen die Grundlagen kennen und erarbeiten an einem Fallbeispiel einen eigenen Therapieplan.

Kompetenzen:

Erklären von Phänomenen unter Nutzung bekannter physikalischer Modelle und Theorien
Auswählen bereits bekannter geeigneter Modelle bzw. Theorien für die Lösung physikalischer Probleme
Anwenden bekannter mathematischer Verfahren auf physikalische Sachverhalte
physikalisches Modellieren von Phänomenen, auch mithilfe mathematischer Darstellungen und digitaler Werkzeuge, wobei theoretische Überlegungen und experimentelle Erkenntnisse aufeinander bezogen werden
Beurteilen der Eignung von physikalischen Modellen und Theorien für die Lösung von Problemen

Themen:

Photonen,
Linearbeschleuniger,
Photoeffekt,
Compton-Effekt,
Paarbildung,
mathematische Modellierung der Absorption von Photonen,
Energiedosis,
Kerma,
Tiefendosis-Kurve,
Bestrahlung eines Tumors

Dauer der Einheit: 4-6 Stunden je nach Auswahl der Materialien und Methoden Die Schülerinnen und Schüler lernen mittels dieser Unterrichtsmaterialien Kernzerfälle und ionisierende Strahlung zu beschreiben.

Sie können biologische Wirkungen und gesundheitliche Folgen ionisierender Strahlung beschreiben sowie medizinische und technische Anwendungen nennen. Sie erkennen, dass mithilfe von Photonenstrahlung Tumorgewebe zerstört werden kann. Sie erkennen weiterhin, dass physikalische Begriffe, Prinzipien und Theorien (Energie, Masse, Absorption von Photonen, Photoeffekt, Compton-Effekt usw.) direkte Anwendungen in der Medizin finden.