9. – 13. Schuljahr

Gunnar Friege und Ingmar Schneider

Radioaktivität

Ausgewählte Geräte, Materialien und Medien für den Unterricht

Experimentieren in den Themengebieten Radioaktivität bzw. Atom- und Kernphysik ist im Vergleich zur Mechanik, Optik oder Elektrizitätslehre weniger durch die Fülle an unterschiedlichen Geräten und Messinstrumenten oder verschiedenen Experimenten geprägt. Der typische Sammlungsbereich ist überschaubar. Hingegen spielen Sicherheitsaspekte und damit zusammenhängend auch formal-juristische Aspekte eine größere Rolle.
Sicherheit und Strahlenschutz
In [6] sind die Funktionen und Aufgabenbereiche von Strahlenschutzverantwortlichen, -bevollmächtigen bzw. -beauftragten und von Physiklehrkräften ausführlich beschrieben. In der Physikfachschaft muss es einen Strahlenschutzbeauftragen mit der Fachkunde Strahlenschutz geben, um an der Schule mit ionisierender Strahlung experimentieren zu dürfen. Die Aufgabe dieser Fachkraft besteht u.a. in der regelmäßigen Unterweisung der übrigen Lehrkräfte bezüglich der Verwendung und Lagerung radioaktiver Präparate und der Durchführung von Experimenten. Umgekehrt ist diese Lehrkraft auch die erste Ansprechperson bei Fragen in diesem Themenbereich.
Zudem ist von dieser Lehrkraft der Bestand an Präparaten jährlich zu dokumentieren, zu prüfen und ggf. die Entsorgung von Präparaten in Auftrag zu geben. Darüber hinaus sind Sicherheitsprüfungen von Geräten vorzunehmen bzw. zu beauftragen. Dies schließt auch Röntgengeräte und deren Verwendung ein, auf die im Folgenden jedoch nicht eingegangen wird, da der Schwerpunkt hier auf der Sekundarstufe I liegt.
Radioaktive Quellen
Grob lassen sich bei den radioaktiven Quellen
  • natürliche Präparate,
  • strahlende Alltagsgegenstände und
  • kommerzielle, speziell für den Physikunterricht angefertigte Strahler
unterscheiden. Abbildung 1 zeigt eine Sammlung radioaktiver Quellen, wie sie in einer typischen Schulsammlung zu finden sein könnte.
Natürliche Strahler
Zu den natürlichen Strahlern gehören z.B. Kunstdünger, Kaliumchloridsalz, Steine und Umweltproben (Pilze, Schlämme, Bodenproben). Im Kunstdünger sind Minerale und damit auch radioaktive Isotope wie von Uran oder Thorium enthalten, in Kaliumchloridsalz das Kaliumisotop K-40, das zu etwa 0,012 % natürlich vorkommt.
Strahlende Alltagsgegenstände
Alltagsgegenstände, die als Quelle ionisierender Strahlung genutzt werden, sind z.B. alte Ziffernblätter von Uhren, die noch mit radiumhaltiger Farbe bestrichen wurden, Uranglasknöpfe oder zerschnittene Glühstrümpfe (s. Abb. 2; auch Auernetze genannt) als früher verwendete Campingausrüstung für Beleuchtungszwecke.
Uranglasknöpfe und insbesondere zerschnittene Glühstrümpfe (Auernetze) werden eher selten in Form von Alltagsmaterialien verwendet, sondern für die Sammlung erworben als eingefasste (Uranglasknöpfe) oder in Plastikbehältern verpackte Präparate (Auernetze), so dass sie sich nicht ungehindert durch Bruch oder Abtrag im Klassenzimmer verteilen können.
Einsatz in Schülerversuchen
Natürliche Strahler und strahlende Alltagsgegenstände sind meist nur schwach radioaktiv und können auch in Schülerexperimenten eingesetzt werden (s. z.B. den Artikel K1 „Abstandsgesetz, Abschirmung und Ablenkung und [2]).
Insbesondere in Bezug auf das Präparat Glühstrumpf gab es allerdings in der Vergangenheit oft Verunsicherung unter Lehrkräften, ob und in welcher Anzahl es im Unterricht genutzt werden darf. Eine erst vor kurzem vorgenommene Änderung der Strahlenschutzverordnung schaffte hier eine deutliche Vereinfachung in der Handhabung und das auch für andere Präparate (s. Kasten 1).
Kasten 1: Streitpunkt „Glühstrümpfe im Physikunterricht
Kasten 1: Streitpunkt „Glühstrümpfe im Physikunterricht
Glühstrümpfe oder Auernetze (zerschnittene Glühstrümpfe) werden im Physikunterricht häufig als Quellen ionisierender Strahlung für verschiedene Versuche verwendet (s. Abb. 2 ). Problematisch war bislang dabei zumeist, dass die Aktivität...

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