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Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - Grundkenntnisse(Resource ID: 229)

Dieser Baustein soll einen Überblick über die Grundbegriffe der Radioaktivität, sowie den sorgsamen Umgang mit radioaktiven Stoffen geben. Fundierte Grundkenntnisse der Radioaktivität sind notwendig, um etwaige Gefahren der Radioaktivität abschätzen zu können und/oder im Bedarfsfall, z.B.: bei einem Unfall in einem grenznahen Atomkraftwerk, mit entsprechendem Wissen nachhaltig die Auswirkungen der Gefahren für sich, seine Familie und sein Umfeld sowie allfällige Spätfolgen möglichst gering zu halten. Das komplette Lehrveranstaltungsmodul besteht aus vier Bausteinen (zu je 2x50 min). Für die weiteren Bausteine wird dieses Grundlagen-Modul benötigt. Bei den praktischen Bausteinen zwei bis vier werden die wichtigsten Grundbegriffe, die im Zusammenhang mit der Radioaktivität stehen, wiederholt. Der Einsatz des vorliegenden Bausteins im Unterricht ermöglicht dem Studierenden die Grundkenntnisse der Radioaktivität zu erlernen. Die Bausteine sollen bei den Studierenden ein Bewusstsein für den vorsichtigen Umgang mit ionisierenden Strahlen schaffen. In einer abschließenden Diskussion können offene Fragen im Bezug auf den Stoff sowie über den Bezug zur Nachhaltigkeit besprochen werden.

Der Einsatz der vorliegenden Bausteine ermöglicht den Studierenden eine Auseinandersetzung mit dem Thema „Radioaktivität“:

Grundidee der Bausteine

Die Radioaktivität von Stoffen tritt nicht nur bei Unfällen von Atomkraftwerken (AKWs) und bei Atombombentest in unser Leben. Wir sind unser ganzes Leben von natürlicher und künstlicher ionisierender Strahlung umgeben. Um nachhaltigen Schutz gegen radioaktive Strahlung erreichen zu können, ist für die Studierenden die Auseinandersetzung mit Natur und Wirkung der Strahlung sowie mit Messmethoden zu ihrer Erfassung wichtig.

Kurze Beschreibung der Bausteine

Der erste Baustein, der die Grundkenntnisse der Radioaktivität, Strahlenarten, Strahlenquellen, Abschirmung, Dosis, Dosisleistung und Gefahren, bespricht, dient zur Vorbereitung auf die nachfolgenden Bausteine und ist als Einführungsmodul zu allen weiteren Bausteinen gedacht.

Im zweiten Baustein werden die verschiedenen Prinzipien der Messtechnik besprochen und es wird den Studierenden ermöglicht, die theoretischen Grundkenntnisse in Versuchen nachzuvollziehen. Die Studierenden werden die Dosisleistung mit einem Dosisleistungsmessgerätes in Abhängigkeit des Abstandsgesetzes messen und mit den gerechneten Werten vergleichen, ebenso wird mit verschiedenen Abschirmungsmaterialien bei verschiedenen Strahlenarten experimentiert.

Der dritte Baustein vermittelt dem Studierenden die Funktionsweise der Gammaspektroskopie anhand des Beispiels der Einbringung von Cs-137 (Cäsium) in den Boden durch Ausbreitung über die Atmosphäre als Folge eines AKW-Unfalls, wie dies beim Reaktorunfall von Tschernobyl (Chernobyl) 1986 der Fall war. Die Kontamination des Bodens hatte das Einbringen von Cäsium-137 in Lebensmittel zur Folge. Die Studierenden bestimmen mittels eines Becquerel-Monitors die Aktivitäten von Gammastrahlern in Lebensmitteln, Flüssigkeiten und Schüttgütern.

Der vierte Baustein zeigt den Studierenden die mit dem Aufspüren von in „Heißen Teilchen (hot particles)“ vorkommenden Alpha und Betastrahler verbundenen Schwierigkeiten auf. Nachdem den Studierenden die Funktionsweise der Alpha/Beta-Spektroskopie erklärt wurde, können Messungen von Alpha und Betastrahlern mittels eines Alpha/Beta-Messplatzes in der Praxis durchgeführt werden.

Begleitmaterial

  •     Informationsteil für den/die LehrveranstaltungsleiterIn,
  •     Vorschlag für ein Ablaufkonzept der Lehrveranstaltungseinheiten,
  •     Unterrichtsmaterialien (PowerPoint-Präsentation und pdf-Dateien),
  •     Vorschläge zur Diskussion und in Bezug auf Nachhaltigkeit,
  •     Literaturtipps.

Gewünschter Aha-Effekt

Radioaktivität umgibt uns immer. Es gibt natürliche und künstliche Radioaktivität. Natürliche Strahlung ist stark vom Standort abhängig. Natürliches Radongas ist zweithäufigster Lungenkrebsauslöser. Röntgen-, CT-Untersuchungen und Höhenstrahlung bei Interkontinentalflügen belasten unseren Körper zusätzlich.

Learning Outcomes
- Wissenserwerb (Radioaktivität, Strahlenarten, Messmethoden)
- Bewusstseinsbildung (nachhaltiger Umgang mit radioaktiven Materialien und ionisierenden Strahlen)
Relevance for Sustainability
Der menschliche Körper wird sowohl direkt durch Wirkung von außen wirkender Strahler als auch indirekt durch Inkorporation über Atemluft oder Lebensmittel radioaktiver Strahlung ausgesetzt. Letztere möglichst gering zu halten ist ein wesentlicher Beitrag zur nachhaltigen Gesundheitsfürsorge.
Related Teaching Resources
No specific previous knowledge / related resources required
Preparation Efforts
Low
Access
Free
Sources and Links

Gesamte Rechtsvorschrift für Strahlenschutzgesetz:

http://www.ris.bka.gv.at/GeltendeFassung.wxe?Abfrage=Bundesnormen&Gesetzesnummer=10010335

Klaus Bethge, Kernphysik, Springer 1996, ISBN 3-540-61236-X

Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik 3, Atome, Moleküle und Festkörper, Springer, 2.Aufl. 2005, ISBN 3-540-66790-3

Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik 4, Kern-, Teilchen- und Astrophysik, Springer, 2.Aufl. 2005, ISBN 3-540-42661-2

Theo Mayer-Kuckuk, Kernphysik, Teubner, 6. Aufl. 1994, ISBN 3-519-03223-6

Medizinfo@Umweltmedizin:Ionisierende Strahlen – Strahlenkrankheit:

http://www.medizinfo.de/umweltmedizin/strahlenkrankheit/start.shtml

Werner Stolz, Radioaktivität. Grundlagen – Messung – Anwendungen, Teubner, 5. Aufl 2005, ISBN 3-519-53022-8

 

Quellen für Abbildungen:

Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit:

http://www.ages.at/ages/strahlenschutz/

Lebensministerium:

http://www.lebensministerium.at/

Ortsdosisleistung in Österreich:

http://www.lebensministerium.at/umwelt/strahlen-atom/strahlenschutz/strahlen-warn-system/messwerte_aktuell.html

Bodenbelastung durch Cäsium-137 im Jahr 2000
(Sechster Umweltkontrollbericht – 20. Radioökologie)

http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltkontrolle/2001/20_radio.pdf

Medienwerkstatt:

www.medienwerkstatt-online.de

Wikimedia Commons:

http://commons.wikimedia.org/wiki/Hauptseite

Wikipedia:

http://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Hauptseite

http://de.wikipedia.org/wiki/Alphastrahlung

http://de.wikipedia.org/wiki/Betastrahlung

http://de.wikipedia.org/wiki/Gammastrahlung

DCH@CERN:

http://dch-cern.blogspot.co.at

Funded by
Gefördert vom österreichischen Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung im Rahmen der Ausschreibung "Projekt MINT-Massenfächer" (2011/12)

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Author

Ing. Mag.rer.nat. Ewald Grohs, Bakk.rer.nat.

Contact

Ewald Grohs
ewald.grohs(at)gmx.at
This teaching resource is allocated to following University:
BOKU - University of Natural Resources and Life Sciences Vienna
Institution:
Institute of Safety and Risk Sciences (BOKU Wien)
Date:

License

Creative Commons
BY-NC-ND

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