Radioaktivität im Schülerversuch

 

Die Projektgruppe "Radioaktivität im Schülerversuch"

Als Ausbilder und Strahlenschutzbeauftragter am Technischen Ausbildungszentrum der Luftwaffe, Abt. Süd, in Kaufbeuren, habe ich ständigen Kontakt zu jungen Menschen. In vielen Gesprächen wurde mir schnell bewusst, dass an unseren allgemeinbildenden Schulen das Thema Radioaktivität unzureichend unterrichtet wird. Bestenfalls wird das Thema im Physikunterricht behandelt und der Lehrer führt einige Versuche in Form einer Demonstration vor. Dieses veranlasste mich und einige interessierte Auszubildende, eine Idee in die Tat umzusetzen. Eine praxisorientierte Ausbildung auszuarbeiten mit dem Ziel, nicht nur den physikalisch interessierten Spezialisten, sondern vor allem die Schülerinnen und Schüler mit einem Anspruch auf Allgemeinbildung anzusprechen.

Die Eckpunkte der Idee waren schnell abgesteckt:

  • die theoretischen Grundlagen zu vermitteln
  • Schüler die Versuche selbst durchführen lassen
  • den Bezug zur praktischen Anwendung herzustellen.

Ohne viel Bitten hatte sich schnell ein Team von vier interessierten Auszubildenden gefunden, die bereit waren, mich bei dem Vorhaben zu unterstützen. Alle Vier befinden sich in der Ausbildung zur Fluggerätmechanikerin bzw. zum Fluggerätmechaniker.

Zunächst musste das passende Ausbildungsmaterial gefunden werden. Die anfängliche Idee, eine vernünftige, praxisorientierte Ausstattung eigenständig zusammenzustellen, erwies sich als nicht praktikabel. Wir griffen auf ein Experimentiersystem für Versuche zur Radioaktivität der Fa. Leybold Didactic zurück. Dazu gab es das passende Ra-226 Freigrenzen-Präparat mit Bauartzulassung. Damit war die Strahlenschutzverordnung ebenfalls berücksichtigt. Somit sind die Versuche jederzeit verifizierbar. Zunächst schrieben wir den Schülerleitfaden. Dank der umfangreichen Experimentierausstattung aus dem Programm der Fa. Leybold Didactic war es möglich, den inhaltlichen Rahmen genau zu beschreiben. Versuche vom Strahlennachweis mit dem Zählrohr über das Verhalten von Beta-Strahlung im Magnetfeld bis zur praktischen Anwendung in der Industrie, wie die Schichtdickenmessung, können durchgeführt werden. Der Schülerleitfaden wurde freundlicherweise von einer Strahlenschutzingenieurin geprüft, korrigiert und in die neue deutsche Rechtschreibung "übersetzt". Nun konnten wir Taten sprechen lassen. Einmal die Woche traf ich mich mit meinen vier "Mitarbeitern", um die Praxistauglichkeit und Verständlichkeit der Experimentieranleitung auf die Probe zu stellen. Dabei wurden Versuche umgeschrieben, ergänzt oder komplett neu gestrickt. In zahlreichen Telefonaten fand ich Unterstützung durch den Physiklehrer der Hauptschule Löningen, der mir hilfreiche Tipps zur Umsetzung des Vorhaben gab. Insbesondere kam auch der Bezug zum Alltag nicht zu kurz. Es konnte veranschaulicht werden, wo überall in unserer Umwelt Radioaktivität vorhanden ist und wie Strahler in der Industrie Verwendung finden. Zum Beispiel in der zerstörungsfreien Materialprüfung, der Schichtdickenmessung, oder der Füllstandsmessung. Unter anderem wurde im Rahmen des Versuchs "Füllstandsmessung mit Gammastrahlen" die benachbarte Brauerei besucht, wo wir die Füllstandsmessanlage in der Flaschen- und Fassabfüllung, die auf dem Prinzip der Gammaabsorption basiert, erklärt bekamen. Im Rahmen weiterer Versuche besuchten wir auch die Strahlenmessstelle der Bundeswehr in Sonthofen. Im Anschluss an die Experimentierphase erstellten wir eine Powerpoint Präsentation, die vor dem Einstieg in die Praxis das nötige Grundwissen vermittelt.

Das Ergebnis ist ein fundiertes und erprobtes Paket, das zusammen mit dem verwendeten Experimentiersystem die Möglichkeit bietet, die Radioaktivität im Praktikum jedem Schüler zu vermitteln. Durch die unterschiedlichen Schulbildungen in unserer Gruppe zeigte sich, dass das Thema Radioaktivität leicht verständlich vermittelbar ist. Im Rahmen von Projektwochen an Schulen ergibt sich somit die Möglichkeit, unabhängig von 45-Minuten-Lernphasen das Thema Radioaktivität intensiv und angemessen aufzuarbeiten.

Unser Motto:"Die Theorie in der Ausbildung muss, um zum Erfolg zu führen, durch die Praxis ergänzt werden".

Gerne unterstützen wir Schulen bei der durchführung von Projektwochen. Dabei stellen wir den Schülerleitfaden, auf Anfrage, kostenlos als PDF zur Verfügung. Für den Raum Schwaben begleiten wir die Ausbildung gegebenenfalls selbst und bringen die Ausbildungsaustattung gleich mit.

Ein Problem hat sich allerdings ergeben: Der von uns verwendete Radiumstrahler ist in dieser Form nicht mehr zu bekommen. Es muss zukünftig auf ein Mischpräparat; bestehend aus Am-241, Sr-90 und Cs-137; zurückgegriffen werden. Sobald ein solcher Strahler für uns vefügbar ist wird der Leitfaden entsprechend überrarbeitet.

 

Experimentiersystem zur Radioaktivität

Hier einige Beispiele aus dem Schülerleitfaden

Untersuchung eines Strahlenbündels

Durchdringungsvermögen von Gammastrahlen

Das Verhalten von Betastrahlen im Magnetfeld

Dichtebestimmung durch Rückstreuung von Betastrahlen