Über Ideenflügler

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Themengebiet
Sicherheit & Geschwindigkeit

Projektgruppe

Wir sind die Gruppe "Ideenflügler" vom Neuen Gymnasium in Oldenburg (i.Oldb.). Unser Team besteht aus fünf Schülerinnen und Schülern der Klasse 9d: Hanna Gloystein, Charlotte Hedderich, Finn Heinsohn, Anna Hödebeck und Alexey Terentyev. Im Physikunterricht bei unserem Lehrer Herrn Dr. Sturm nehmen wir gerade das Thema Radioaktivität durch. Zwei von uns sind auch Mitglied in der Arbeitsgemeinschaft "Na, Erde?", in der sie naturwissenschaftliche Fragen an die Erde stellen und bearbeiten.

Erweiterung von Flughafenwetterstationen um Messgeräte für gefährdende Luftpartikel

Beschreibung der Idee

Wir haben uns in unserem Projekt überlegt, wie man Flugzeuge in Zukunft zuverlässig vor gefährdenden Partikeln warnen und schützen kann. Nach einer aktuellen Bestandsaufnahme haben wir hierzu mithilfe eigener Messungen und Recherchen einen Vorschlag für ein Flughafenmessnetz entwickelt.

An jedem deutschen Flughafen gibt es bereits eine Wettermessstation. Wir haben in einem Interview mit einem Piloten herausgefunden, dass auf den Flugfeldern neben den Startbahnen etwa 10 meteorologische Messgrößen regelmäßig bestimmt werden. Ein Messgerät für Partikel gibt es selten, und Messpunkte für Radioaktivität werden vom Bundesamt für Strahlenschutz meist nicht an Flughäfen betrieben. In der letzten Zeit sind durch Partikel verursacht jedoch schon Flugverbote erlassen worden. Gefährdender Feinstaub ist zum Beispiel durch Vulkanausbrüche auf Island (Eyjafjallajökull, 2010 und Grimsvötn, 2011) und durch den Reaktorunfall in Japan (Fukushima, 2011) in die Atmosphäre gelangt. Leider konnte in beiden Fällen niemand exakt sagen, wie sich die Partikelwolken mit dem Wind verteilen. Dies ist aber wichtig für den Flugverkehr, da sich daraus direkte Gefahren für die Flugsicherheit und auch die Gesundheit ergeben. Auch wirtschaftliche Folgen sind zu bedenken.

Mit unseren ersten Untersuchungen und Recherchen können wir verschiedene Möglichkeiten für den Aufbau eines hierfür hilfreichen Messnetzes diskutieren. Messungen am Boden oder in der Luft liefern verschiedene Aussagen und sind unterschiedlich einfach durchzuführen. Beide haben Vor- und Nachteile, die wir nennen konnten. Vulkanasche kann bei hohen Konzentrationen im Niederschlag am Boden mit einem normalen Mikroskop oder durch eine Anreicherung in einem Luftfilter mit einem Rastertunnelmikroskop untersucht werden. Eventuell konnten wir selbst Aschepartikel des Grimsvötn unter dem Mikroskop sehen. Eine radarähnliche Apparatur zu Messungen in Wolken wird zurzeit in einem Projekt in Jülich erprobt. Messungen zur Radioaktivität haben wir gleich nach nach dem Reaktorunfall in Japan direkt in der Oldenburger Luft und am Boden durchgeführt. Wir konnten - wie auch eine Partnerschule in Gießen (Hessen) - keine Erhöhung der natürlichen Radioaktivität in den letzten knapp 3 Monaten feststellen.

Unsere Empfehlung ist es, ein Messnetz an den größten Flughäfen aufzubauen. Mit einfachen Methoden (Mikroskop und Geiger-Müller-Zählrohr aus der Schule) lassen sich erhöhte Konzentrationen prinzipiell feststellen, jedoch müsste man für genauere Untersuchungen sehr moderne Geräte verwenden. Vor allem bei Niederschlägen können die Partikel besonders gut gemessen werden und so Gefährdungen für Piloten, Passagiere, Flughafenmitarbeiter und Anwohner abgewendet werden. Ein weiterer Punkt ist der Transport von Partikeln auf der Ummantelung der Flugzeuge. Einfache Messgeräte sollten also auch auf dem Flugfeld zum Einsatz kommen. Schwierigkeiten ergeben sich mit unserem Vorschlag für die Messung direkt während des Fluges. Auch dafür sollte man geeigente Methoden entwickeln, wie es bereits mit dem Projekt in Jülich im Gang ist.

Wir selbst werden unsere Radioaktivitätsmessungen parallel zur Gießener Schule noch bis zu den Sommerferien fortsetzen. Erst vor etwa anderthalb Monaten berichtete nämlich die Nordwest-Zeitung, dass Forscher an der Universität Oldenburg das für Reaktorunfälle typische radioaktive Isotop Iod-131 (http://www.nwzonline.de/Region/Artikel/2577062/Jodwerte-werden-nicht-nennenswert-steigen.html: Jodwerte werden nicht nennenswert steigen, Abruf vom 18. April 2011) in sehr geringen Spuren in der Luft nachgewiesen haben. Außerdem sind weitere Vulkanausbrüche und Reaktorunfälle auch in Zukunft möglich.

Ideenansatz

Im Frühjahr 2011 hatten wir im Physikunterricht gerade das Thema Radioaktivität begonnen, als ein Tsunami am 11. März 2011 in Japan schwere Verwüstungen anrichtete und zum Reaktorunfall von Fukushima führte. Aufmerksam verfolgten wir die Berichterstattung und fragten uns, ob denn dies auch Auswirkungen auf Europa haben könnte und starteten im Unterricht und den AG-Stunden nur zwei Tage später regelmäßige Messungen zur Radioaktivität in der Luft und im Boden. Da wir über unseren Lehrer Kontakte zur Gesamtschule in Gießen-Ost hatten, wurden die Messungen auch dort in der Luft durchgeführt. Ende März erfuhren wir dann vom Ideenflug-Wettbewerb “Wie fliegen wir in Zukunft durch die Luft und das All?“. Da in Japan sogar Flugverbote verhängt wurden, musste auch unser Thema etwas damit zu tun haben. Finn erinnerte sich außerdem daran, dass im letzten Jahr während des Vulkanausbruchs auf Island ebenfalls keine Flugzeuge mehr flogen. In beiden Fällen waren Partikel in der Luft der Grund, und so überlegten wir uns, wie man diese Gefahren für den Flugverkehr durch möglichst einfache Messungen gut einschätzen könnte. Am besten wäre es, Wetterstationen an Flughäfen so auszustatten, dass sie dies könnten. Für den Wettbewerb haben wir deshalb unsere ersten Messungen zur Radioaktivität ausgewertet und zusätzlich Methoden zur Messung von Vulkanaschepartikeln recherchiert, um daraus eine eigene Empfehlung für den Aufbau eines Messnetzes zu geben. Wir hatten den Bericht Ende April schon fertig beim Ideen-Flug eingestellt und die Nordwest-Zeitung hatte über uns berichtet, als die Einsendefrist für den Wettbewerb verlängert wurde. Dann ist im Mai noch einmal ein Vulkan auf Island ausgebrochen. So konnten wir unsere Radioaktivitätsmessungen ergänzen und das parallel aufgefangene Regenwasser zusätzlich mit unserer vorgeschlagenen einfachen Mikroskopmethode auf Vulkanpartikel untersuchen.