Despre teama de radiație și Fizica pe care Bacul nu o cere, dar viața, da

Liniștea domnea în clasa de mate-info. E liniștea care se așterne uneori în multe alte clase din țară.

Fizica atomică, nucleară și medicală nu se cer la Bacalaureat, în România, la disciplina Fizică. Și totuși, ele nu presupun doar reactoare nucleare, deșeuri radioactive sau formule complicate scrise pe table la care poți ajunge doar c-o scară. Ele implică și utilizarea radiațiilor pentru tratarea cancerului, pentru diagnostic – pe scurt, pentru viață. Să ne gândim la faptul că, pentru anul 2050, se estimează că în lume vor exista aproximativ 33 de milioane de cazuri noi de cancer. Dintre acestea, jumătate vor avea nevoie de radioterapie. Și radiațiile trebuie să țintească tumorile, fără a leza țesuturile sănătoase din jurul lor.

Vă dați seama cât de importantă e precizia pe care Fizica ne-o arată (și) dincolo de examene? Să vă spun o poveste despre situația când până și formulele sunt înlocuite de liniște...

În primăvara anului 2024, masterand în Fizică medicală fiind, mi-am dorit să abordez o temă care să-mi provoace și cunoștințele teoretice, și dorința de a aduce lumii ceva util. Și, poate, aș fi avut ocazia să fac așa ceva prin multe teme diferite. Analiza comparativă a unor tehnici de radioterapie, de exemplu, e oricând la îndemână pentru un student din domeniu. 

Doar că, din toate acele posibilități, am ales să văd cum poate deveni mai interactivă predarea Fizicii atomice, nucleare și medicale la liceu. Cred că numai aici am putut să învăț, cel mai bine, ce înseamnă să nu țintești tumori, ci liniștea elevilor. S-o aduci la lumină prin dezbateri și s-o spargi cu radiații X și gamma. Să pornești la drum cu 23 de adolescenți în clasă, din care aproape jumătate să se teamă de radiații ionizante, și din care unul să-ți spună, auzind de la tine de Oppenheimer, „Ah, Barbie era un film mai bun”. Și apoi să te trezești că aproape toți știu ce face un fizician medical. Că au înțeles faptul că radioterapia cu fascicul extern nu contaminează radioactiv un pacient, ci îl iradiază în beneficiul său, dacă planul de tratament e bine făcut.

Așa s-a întâmplat într-o clasă de matematică-informatică la un liceu din Oradea, un loc care ar putea să ilustreze zeci de alte săli din țară. Am avut oportunitatea ca profesoara cu care am făcut practica pedagogică să mă primească și pentru a le preda elevilor - îmi doream nespus ca datele să fie glasul experienței pe care aceștia au avut-o.

Tăcerea care domnea acolo, atât de familiară, poartă cu sine un imperativ auzit de generații: „Liniște!” O poruncă severă care nu este doar un mesaj pentru copii și adolescenți, ci și o lovitură pentru profesorii care încearcă să insufle pasiune și curiozitate. 

Cum prefer oricând riscul unor întrebări deschise, dar fără răspuns, în fața monologului, am deschis prima oră de Fizică așa:

Câți dintre voi vă aduceți aminte de ultima problemă de Fizică pe care ați rezolvat-o cu plăcere? Nu neapărat pentru că ați primit o notă bună pentru ea, ci pentru că știți că ați rămas cu ceva util și bun.

N-a ridicat nimeni mâna. Singura parte bună din toată situația, era faptul că un asemenea răspuns era sincer. Nimeni n-a încercat să mimeze o pasiune inexistentă. 

Am privit acea tăcere nu ca pe un refuz, ci ca pe o provocare: să transformăm împreună tăcerea în discuții despre știință. Așa am înțeles comoara care mă aștepta din spatele discuțiilor cu acești elevi la matematică-informatică. Discuții despre Cernobîl. Despre Fukushima-Daiichi. Despre concepții greșite asupra fizicii atomice, nucleare și medicale -  și despre cum putem aborda știința într-un mod care respectă adevărul științific și potențialul elevilor deopotrivă.

Despre teama de radiație – și modul în care elevii pot alege s-o rescrie

Într-o lume în care știința și mitul se împletesc, tăcerea a căpătat dimensiuni alarmante. Tăcerea aceasta, a cărei problemă o recunoaștem cu toții, este vizibilă în ultimele studii realizate în diferite colțuri ale lumii. Așa s-a întâmplat și în 2020, în Brazilia, când Cardoso și colaboratorii săi au descoperit că aproape 15% dintre elevi erau convinși că orice formă de radioactivitate reprezintă o amenințare la adresa vieții. Peste 60% au auzit de termenul „radiație”, dar puțini știau ce înseamnă cu adevărat.

Iar în învățământul preuniversitar, situat în spațiul dintre mit și realitate, se află un model atomic care mai avea rădăcini într-o teorie veche de mai bine de un secol – cel al lui Rutherford*. Aproape 55% dintre elevi îl mai utilizau, datorită popularizării sale în filme și mass-media, ignorând faptul că evoluția științifică a depășit cu mult acest model. Atunci când tinerii care nu studiază fizica manifestă o frică mult mai mare față de radiație față de cei care au avut ocazia să se familiarizeze cu acest domeniu. O spune un studiu japonez din 2012, al lui Itaki și al colaboratorilor săi, care introduce și termenul de „radiofobie” – adică teama irațională față de radiație.

Aici era momentul să demontăm mitul și să arătăm adevărul științific.

În prima fază a inițiativei, am aplicat un chestionar în rândul elevilor. Am aflat că aproape 48% dintre ei simțeau o anxietate puternică față de fizica atomică, nucleară și medicală – în special, față de informațiile aflate de ei despre radiație. 69% dintre elevi au considerat aceste subdomenii inutile, tocmai pentru că ele nu se regăsesc la Bacalaureat. Acest prim pas a fost esențial pentru a înțelege nu doar care sunt temerile lor, dar și cum putem transforma această anxietate într-o oportunitate de învățare.

Următoarea etapă a fost să propun teme relevante care să spargă stereotipurile, cum ar fi accidentele de la Cernobîl și Fukushima-Daiichi. Însă, spre deosebire de lecțiile tradiționale care se fereau de complexitate, am ales să analizăm critic evenimentele. Elevii au fost încurajați să discute liber, să pună întrebări și să formeze concluzii bazate pe dovezi. Le-am împărtășit că, în cazul Fukushima, majoritatea evacuărilor au fost preventive, iar nivelurile reale ale radiației nu justificau panică. Astfel, am reușit să deschidem discuții despre discrepanța între realitate și narativul mediatic.

Am deplasat apoi discuția la nivelul atomului, unde am făcut o tranziție vizuală de la modelul Rutherford la modelul Bohr. Am folosit vizualizări și simulări interactive pentru a explica conceptele de niveluri discrete de energie pentru electroni, arătându-le elevilor de ce electronii nu pot „cădea” în nucleu. Această abordare practică a contribuit la demistificarea științei și a provocat interesul pentru mecanica cuantică, ajutându-i să înțeleagă complexitatea atomilor.

Un alt concept esențial pe care l-am abordat a fost legat de dezintegrarea atomică. Am explicat că atomii instabili nu se dezintegrează simultan, ci conform unei legi, pe bază de probabilitate. De pildă, ne-am referit la Cobalt-60 – un izotop folosit în radioterapie – pentru a le arăta cum activitatea radioactivă se înjumătățește la fiecare 5,27 ani. Apoi, am elaborat un joc exact pe baza legii dezintegrărilor radioactive: elevii erau împărțiți pe echipe și aveau câte un izotop radioactiv propriu. Pe lângă denumirea și proprietățile izotopilor, ei au primit și câte șapte cartonașe, fiecare cu câte un număr diferit de nuclee radioactive, pe care trebuiau să scrie momentul la care corespunde acesta. Cerându-le să așeze cartonașele în ordinea crescătoare a momentelor, ei și-au dat seama exact de ceea ce „spune” și legea: numărul de nuclee radioactive scade exponențial, adică foarte repede, în timp. Această informație le-a oferit un cadru clar pentru a demistifica frica generală de „radiație periculoasă în orice condiții”.

Rezultatele au început să apară: doar 13% dintre elevi mai considerau acum că fizica medicală este „extrem de dificilă”. 91% erau capabili să menționeze și să dezbată asupra rolurilor unui fizician medical. Cel mai memorabil moment a fost răspunsul spontan al unui elev, în ultima lecție: „Acum înțeleg de ce e greșit să spui că un pacient e periculos după radioterapie. Și acum simt că pot explica și altora de ce. Merită să pun întrebări și cred că aș vrea să devin fizician pentru asta.”

Cât despre temerea față de radiație, aceasta are și ea o istorie. Am învățat că avem șansa de a alege între posibilitatea ca noi, împreună cu elevii, să o ducem mai departe sau, dimpotrivă, să reflectăm asupra celor citite.

Tocmai această istorie m-a convins pe mine că, dacă liniștea presupune pasivitate, atunci merită să fiu neliniștit. Dacă asta îi ajută pe elevii care doresc să învețe Fizica, simt că o parte din datoria mea e îndeplinită corect. Sau, măcar, dacă ei aleg un alt domeniu, să-i respecte pe cei din jur și să respecte și știința. Ah, da – și să nu le mai fie teamă!

*Modelul Rutherford a fost conceptualizat la începutul secolului trecut. Acesta are meritul de a explica structura principală a atomului: un nucleu, situat central și încărcat pozitiv, în jurul căruia orbitează electronii, particule încărcate negativ. Reprezentarea vizuală a modelului Rutherford este foarte des întâlnită în media, electronii fiind ilustrați similar unor planete care se învârt în jurul Soarelui. Cu toate acestea, modelul nu explică de ce electronii nu „cad” în nucleul atomic, deși între sarcinile opuse există forțe electrostatice de atracție.