Digitaler Besuch im XLAB-Schülerlabor in Göttingen


Am 16.03.2021 hat unsere Klasse im Rahmen des Physikunterrichts, um 7.30 Uhr, an einem digitalen Experiment, mit dem Thema „Halbwertszeit mit der Nebelkammer“, des XLAB-Schülerlabors teilgenommen.

Das XLAB ist eines der größten Schülerlabore Deutschlands für die Fächer Physik, Chemie, Biologie und Informatik. Normalerweise bietet es Experimente für Schüler und Schülerinnen (alleine oder als Klasse) sowie Fortbildungen für Lehrer und Lehrerinnen zu aktuellen Wissenschaftsthemen an. In Zeiten der Pandemie ist dieses Angebot nun, nach Anmeldung, online verfügbar. Die Kurse laufen, wie auch unsere Konferenzen auf IServ, über die Plattform „BigBlueButton“. So konnten auch wir, gemeinsam mit unserer Physiklehrerin Frau Behlendorf, daran teilnehmen.

Vor dem Besuch, haben wir uns im Unterricht mit dem Thema Radioaktivität und der Nebelkammer beschäftigt.

Zu Beginn des ca. 90-minütigen Onlinekurses wurden wir von einem dortigen Dozenten für Physik, Dr. Carsten Nowak, begrüßt. Anschließend haben wir eine Einführung in die Nebelkammer und ihre Funktion erhalten. Mit Hilfe einer Nebelkammer kann man radioaktive Strahlung sichtbar machen und dadurch nachweisen. Durch das Eintreffen der Strahlung in die Nebelkammer bilden sich dort kleine Nebel-Tröpfchen, die kurzzeitig als Spuren zu erkennen sind. Etwas ähnliches kennt Ihr bereits aus dem Alltag, denn Ihr könnt sie Euch in etwa so wie Kondensstreifen eines Flugzeuges am Himmel vorstellen. (Hier könnt ihr euch den groben Aufbau einer Nebelkammer ansehen.)

Nach der Einleitung wurde das Experiment von Herrn Nowak durchgeführt. Dabei haben wir uns erst angeschaut, wie viele Spuren bereits vor dem Hinzufügen des radioaktiven Edelgases, Radon-220 (das in natürlicher Form auf der Erde als Teil der Thorium-232 Zerfallsreihe vorkommt), vorhanden waren. Diese Spuren sind bereits vorher zu sehen, da es überall eine geringe Menge von radioaktiven Teilchen gibt, die durch den ständigen Zerfall von Stoffen hervorgerufen wird. Danach wurde der radioaktive Stoff hinzugefügt und mit Hilfe einer Kamera, die auf die Nebelkammer ausgerichtet war, Fotos zur Beobachtung und Protokollierung der entstandenen Spuren gemacht. Insgesamt waren es 70 Bilder in 3 Sekunden Abständen, über einen Zeitraum von 210 Sekunden. (Hier findet ihr ein Beispielbild.)

Um die Auswertung unseres Versuches vorzunehmen, haben wir uns dann in 6 Gruppen eingeteilt. Unsere Aufgabe war es, die Spuren, die auf den Fotos zu sehen waren, auszuzählen. Besonders auf den ersten Fotos war dies sehr aufwendig, weil viele, sich teilweise überkreuzende Spuren zu erkennen waren. Je mehr Zeit vergangen war, desto weniger Spuren waren auf den Bildern sichtbar, wodurch sich auch der Zeitaufwand des Zählens verringerte.

Anschließend haben wir immer die Summe der Alpha-Spuren in einem Zeitraum von 15 Sekunden (also von 5 aufeinanderfolgenden Bildern) berechnet und in ein Kurvendiagramm eingetragen.

Aufgrund dieses Diagramms war es uns nun möglich, die Halbwertszeit, die Zeitspanne in der die Menge eines Stoffes um die Hälfte gesunken ist, zu bestimmen. Bei Radon-220 haben wir als Klasse einen Mittelwert von 54,166 s erhalten und waren damit sehr nah an dem Literaturwert von 55,6 s. Die geringe Abweichung konnten wir mit der Zähl- bzw. Messungenauigkeit erklären.

Abschließend können wir sagen, dass das Online-Experiment sehr interessant war und uns gut geholfen hat, den Ablauf in einer Nebelkammer besser zu verstehen. Außerdem war es eine willkommene Abwechslung im Homeschooling-Alltag und hat uns viel Spaß bereitet.

Wir können es also nur weiterempfehlen. Vielleicht bietet sich euch auch mal die Gelegenheit, im XLAB-Schülerlabor ein Experiment, unterstützend zu eurem Unterrichtsfach, durchzuführen.

Vielen Dank auch nochmal an Frau Behlendorf, die uns die Möglichkeit gegeben hat, diese Erfahrung zu sammeln.

(Franziska Hapke und Neele Holzen, 10.3)

 

 

 

 


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