Fizikai Szemle 2001/2. 61.o.

NUKLEÁRIS FIZIKA A KÖZÉPISKOLÁBAN

Légrádi Imre
Sopron

Közismert, hogy a középiskolában minden tantárgyból, így a fizikából is rengeteg tanítanivaló van, viszont az idő kevés. A nukleáris fizika eme sok tanítanivalónak, érthetően, csak kicsiny részét teheti ki. Az elmúlt két évtizedre visszatekintve, talán lehet mondani, hogy középiskoláinkban a nukleáris ismeretek tanítása ez idő alatt jelentőset lépett előre.

Mindenek előtt kísérleti vonatkozásban kapott a középiskolai fizikatanítás olyan támogatást, amely itt, a Magyar Nukleáris Társaság közgyűlésén hálával említendő meg. Többeket illet köszönet e vonatkozásban.

Pontos időrendi sorrendet nem tartva; először a diffúziós ködkamra középiskolai demonstrációra alkalmas változatának kifejlesztését említem. Tudomásom szerint Hrehuss Gyula és Molnár Béla voltak a megalkotói. Ők maguk Kiss Dezső professzort említik, akinek szorgalmazására nekiláttak a technikai kivitelnek. Ez a diffúziós ködkamra valóban kiválóan alkalmas arra, hogy középiskolai fizikatanításban bemutassák. Kezelése könnyű, a szükséges anyagok, etilalkohol, metilalkohol a középiskolák kémiai szertárában megtalálhatóak. A hűtéshez szükséges szárazjég beszerezhető, vagy palackos szénsavból - a fejre állított palackból való gyors kiengedéssel készített - szénsav-hóval pótolható. A sikeresen beindított diffúziós ködkamra azután órákon át működik. A szomszéd iskola diákjai is megnézhetik. Természetesen elmélyültebb munkát igénylő feladatok is elvégezhetők vele.

A nukleáris nyomdetektoros alapkészletet Nagy Mihálynak köszönjük. Ez kevésbé látványos, tehát nem is annyira demonstrációra szolgál, mint inkább elmélyültebb kiértékelésre. Igényesebb felkészítéskor használjuk.

Nagy igény volt minden tanár kolléga részéről egy igazi mérőeszközre, amellyel a radioaktív sugárzást közvetlenül demonstrálni lehet. Ezt az igényt elégítette ki az

ELTE Atomfizikai Tanszékének munkacsoportja azzal, hogy megalkotott egy integrált áramkörökkel működő, tehát kis méretű, GM-csöves sugárzásmérőt. A technikai kivitelezést Pávó Gyulának köszönjük. Ez a kiváló eszköz egy 9 voltos elemmel vagy, természetesen, hálózati adapterrel működtethető. 400 voltos GM-csöve van, a beütéseket, jó négyszögjele révén, nagyon határozott koppanások formájában hallhatóvá teszi kicsiny hangszórójával, továbbá számlálószerkezete és háromjegyű kristály kijelzője van. A folyamatos számláláson kívül átállítható egy adott időtartamig való számlálásra is. Egyszóval kiválóan használható mind a bemutatáshoz, mind a tanulók által végrehajtandó mérésekhez. Mondhatni, hogy komoly méréseket is lehet vele végezni. A diákok megmérhetik az adott helyen meglévő háttérsugárzást, illetve a rendelkezésre álló sugárforrásokat vizsgálhatják vele, megtanulva az idevágó statisztikus matematikai fogalmakat. Mérhetnek felezési időt, ha az iskola rendelkezik megfelelően rövid felezési idejű sugárzóanyaggal.

Ennek a nagyszerű sugárzásmérőnek birtokában alakult ki az a demonstrációs eljárás, amelyhez a sugárzásmérőn kívül csak egy porszívó kell, s ezekkel meg lehet mutatni, hogy a talajból feláramló radon, illetve annak radioaktív bomlástermékei mindenütt jelen vannak. Ha a porszívó csövére körülbelül tíz réteg gézt kötünk, a beszívott levegő pora belerakódik, s benne a radioaktív bomlástermékek, amelyek felezési idejük megmérésével azonosíthatók. A radon feláramlási intenzitása mérésének ez az egyszerű lehetősége indította el Tóth Eszter kolléganőt is az azóta már közismertté vált méréseire.

Kísérleti vonatkozásban a fentieket tekintem fő eseményeknek hazai tekintetben. Természetesen az említett eszközökön kívül léteztek és léteznek más, külföldről származó kísérleti, demonstrációs eszközök is. Ezeknek felsorolása még érintőlegesen sem célom, mert most a magyar alkotásokat kívánom ünnepelni.

Mind kísérleti, mind elméleti tekintetben nagy segítség volt az ELTE Atomfizikai Tanszékének többször ismételt tanfolyama a tanárok számára. Itt Marx György és Sükösd Csaba foglalkozott leginkább a kollégák szakmai ráhangolásával; de mindenkit, aki a tanszéken volt, köszönet illet.

Elméleti vonatkozásban nehezebb a feltehetőleg mindannyiunkra ható magyar alkotásokat felsorakoztatni, hiszen az elméleti írásokat ezerféle forrásból kaphatja kézhez a középiskolai tanár is, így első elméleti jellegű ismeretei bárhonnan származhatnak. Például Feynman sorozata annyira közismert volt, hogy senki sem szabadulhatott hatása alól. Azért mégis kiemelek néhány magyar alkotót, akik hálát érdemelnek azért, hogy a modern fizika, a kvantummechanika, a statisztikus fizika, a nukleáris fizika fogalmait, gondolkodásmódját, sőt helyenként matematikai eszközrendszerét tolmácsolni igyekeztek az átlag-tanárok számára.

Valószínűleg Károlyházy Frigyes "Igaz varázslat" című könyve, amely 1975-ben jelent meg, sokakra hatott bíztatóan abban az értelemben, hogy a kvantummechanikát is meg lehet és kell próbálni a szemléletesség eszközeivel átadni az ifjúságnak.

Marx György sok műve közül talán az "Életrevaló atomok" című könyv volt az, amely az imént említett Igaz varázslathoz hasonlóan inspiráló hatással lehetett sok középiskolai tanárra.

Tóth Eszter IV. gimnáziumi tankönyve 1984-től vált általánosan használhatóvá, miniszteri rendelet alapján. Ebben a statisztikus fizika és atomfizika fejezete mellett az atommagfizika is jelentős terjedelmet kapott - megfelelően a hivatalos tantervnek. A magfizika ebben a tankönyvben elért színvonalából a későbbiekben sem kellene engednünk.

A középiskolai fizikatanár feladatgyűjtemény, példatár nélkül félkarú. Az elméleti tananyag gyakorlását szolgáló Magfizikai példatár Radnóti Katalin szerkesztésében és alkotói közreműködésével, Kopcsa József, Freller Miklós és Suhajda János keze alól került ki.

Természetesen Paks, a Paksi Atomerőmű Rt. nem hagyható említés nélkül, hiszen nemcsak működése hatott inspirálóan mindnyájunkra, de jelentős anyagi támogatása, például az említett példatár megjelentetéséhez, továbbképzések lebonyolításához, jótékonyan járult hozzá atommagfizika-tanításunkhoz. Nem mulaszthatom el, hogy Rósa Gézát említsem. A kezdeti időktől tartotta a PA Rt. részéről a kapcsolatot a fizikatanárokkal. A továbbképzések igen tartalmas üzemlátogatásait neki köszönhetjük.

Utóbbi időben a Szilárd Leó Verseny lett komoly tényező a középiskolai nukleáris ismeretek vonatkozásában. Az ott kitűzött feladatok a versenyen megjelenteknél jóval szélesebb körben érdeklődést keltenek.

A KöMaL, a Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok is helyet szokott néha adni nukleáris vonatkozású feladatoknak. Erre felhívnám a feladatbeküldők figyelmét.

A nukleáris fizika tanításának kísérleti és elméleti úttörői természetesen nem csupán azok voltak, akiket fentebb említettem. Azt lehet mondani, hogy a felsoroltak mellett szinte minden tanár maga is úttörő jellegű munkát végzett azzal, hogy az ő segítségükkel kialakította saját tanítói módszerét. Ez sem volt csekélység. Ugyanis a fizika tanításának ez a területe az, ahol, különösen az utóbbi időben, lélektani nehézségekkel találkozhattunk. A magfizika tekintetében létezik egy eleve meglévő ellenérzés a hirosimai bomba, illetve a csernobili baleset miatt.

Ilyen vonatkozásban hálásak vagyunk mindazoknak, akik az elmúlt évek során felméréseket végeztek az oktatás területén, és akár direkt, akár indirekt úton megtudakolták a tanulók, hallgatók lelki viszonyát az atommagfizikához. Radnóti Katalin rendszeres, 1987 óta tartó felméréseire, illetve Papp Katalin felméréseire gondolok. Vizsgálataikból is kiderült, hogy szükség van és igény van a kísérleti magfizika-oktatásra. Érvényes az a gondolat hogy minél jobban ismerem, annál kevésbé félek tőle... Maga a PA Rt. is végzett nagy felmérést új erőmű és hulladék lerakóhely ügyében. Ennek dokumentumait is megkapták a fizikatanárok, s rengeteg jó ismeretet nyertek belőle.

Szándéktalan, de bájos pozitív propaganda volt a nukleáris energiatermelés ügye mellett 2000. október 30-án a televízió "Most vagy soha..." című műsorában Krammer Ervin paksi primérköri gépész sikere...

Mai oktatási helyzetünket tekintve, kísérletezés tekintetében megállapíthatom, hogy ma is kevés rá az idő az iskolában. Csak tanári és tanulói többlet lelkesedés vezetne eredményre. Eszköz van, de legtöbb helyen pénz nincsen beszerzésükre. Hozzá kell tenni, hogy a tanár motiválatlan marad nemcsak a nukleáris ismeretek tanítása vonatkozásában, hanem egyéb területen is, mert nincsen szakellenőrzés.

Azt hiszem, itt is meg kell említeni, hogy van egy fontos hiányosságunk a középiskolai fizikaoktatás terén, amely kapcsolatban van a nukleáris fizika oktatásával is. Ez pedig az, hogy hiányzik középiskolánkból az energiatermelés áttekintő, összefoglaló tanítása. Ennek hiánya éppen a nukleáris fizika tanításának lélektani taglalásakor nem szorul indoklásra...

_________________