МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН

Государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение Республики Дагестан «Дагестанский базовый медицинский

колледж им. Р.П.Аскерханова»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого теоретического занятия

по теме: Применение ядерной энергии.

Дисциплина: ОУД.09 Физика

Специальность: 34.02.01 Сестринское дело

31.02.02 Акушерское дело

Курс:1

Автор - составитель: преподаватель

У.М. Мухастанова

Махачкала 2021

2

Согласовано

Методист

П.А. Гамидова

Рассмотрено и утверждено на

заседании ЦМК

общественных и

общеобразовательных дисциплин№1

Протокол №____

______________20___г.

Председатель ЦМК

_________Э.Б. Рамазанова

Данная методическая разработка посвящается проблеме использования ядерной

энергии. Раскрываются вопросы пользы и вреда ядерной энергии. Данная

методразработка предназначается для преподавателей работающих с

обучающимися по специальностям Сестринское дело, Акушерское дело и

является полезным и интересным материалом

3

Содержание

1. Пояснительная записка……………………………………………………….…..4

2. Основная часть…………………………………………………………………….

5

2.1. Технологическая карта учебного занятия

2.2.

Содержание теоретического материала……………………………………

2.2.1. Проверка домашнего задания…………………………………….……..8

2.2.2. Изучение новых знаний………………………………………………….10

2.2.3. Самостоятельная деятельность студентов..…………………………….14

3. Заключительная часть

4. Информационные источники

5.

Приложение

…………………………..………………………………………………………..23

4

1. Пояснительная записка

Данная

методическая

разработка

предназначена

для

преподавателей

ГБПОУ

РД

«ДБМК»

по

дисциплине

ОУД.09

Физика,

работающих

с

обучающимися 1 курса специальностей 34.02.01 Сестринское дело, 31.02.02

Акушерское дело.

Цель настоящей разработки – показать практическое применение физики и ее

законов.

Данное занятие позволяет сформировать у студентов умение перерабатывать

информацию и применять знания теории на практике, развивать навыки

самостоятельной работы с различными источниками информации. На этом

занятии

раскрываются

возможности формирования информационной и

коммуникативной компетентностей

Структура методической разработки соответствует требованиям, предъявляемым

в положении о методических рекомендациях для преподавателей к написанию и

оформлению методической разработки учебного занятия

2. Основная часть

2.1. Технологическая карта учебного занятия

ФИО преподавателя,

квалификационная категория

Мухастанова Умахабибат Магомедгаджиевна

Первая квалификационная категория

Код, наименование

специальности

34.02.01 Сестринское дело

31.02.02 Акушерское дело

Учебная дисциплина/МДК

ОУД.09 Физика

Интегративные связи

Межпредметные

Внутрипредметные

биология, математика, медицина, астрономия

Строение атома. Радиоактивность.

Формируемые компетенции

Общие компетенции

Профессиональные компетенции

ОК – 1- 7

Уровень освоения

1 - ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств)

Тема учебного занятия

Применение ядерной энергии.

Количество часов

2час (90мин)

Вид учебного занятия

теоретическое занятие

Тип учебного занятия

Обобщение и систематизация изученного материала

Методы обучения

Объяснительно-иллюстративный метод

Цели учебного занятия

Обучающая

Развивающая

Воспитательная

закрепить

понятия,

связанные

с

радиоактивностью,

использованием

ядерной

энергии,

оценить

положительные

и

отрицательные

стороны

использования

ядерной

энергии

в

современном

обществе,

расширить

кругозор

учащихся,

способствовать развитию их

интереса к изучению физики.

сформировать

мировоззренческие идеи,

связанные с угрозой миру и

человечеству при

использовании ядерной

энергии; воспитать чувство

ответственности за все,

происходящее в мире;

воспитать умение работать в

группе, выслушивать

оппонента, уважать точку

зрения своих товарищей.

развивать умения выделять главное, работать с

дополнительной научно-популярной

литературой, отстаивать свою точку зрения,

приводить нужные аргументы, коротко, четко и

быстро излагать свои мысли, а также развивать

эмоции и интеллект.

6

Методы контроля результатов

обучения темы учебного занятия

Индивидуальный опрос

Организация образовательного

пространства учебного занятия

Материально-техническое

обеспечение

Основная

литература

Дополнительная литература

Методическая

литература

плакаты

«Ядерный

реактор»,

«Деление

ядер

урана»,

мультимедийная система,

компьютер.

Мякишев Г.А. .

Буховец Б.Б.

Чаругин Н.Н.

Физика для 11 кл.

общеобразовательн

ых учебных

заведений – М.:

Просвищение,

2020г.

Рабочая программа,

календарно-

тематический план,

поурочный план,

методическая разработка

Характеристика этапов урока

Деятельность педагога

Деятельность обучающихся

Формы обучения

Результат

Организационный момент

(2 мин)

Приветствует, проверяет

готовность к занятию

Приветствуют педагога,

проверяют уровень своей

готовности к уроку

Фронтальная

Волевая саморегуляция

Первичная проверка понимания

изученного

(3 мин)

Осуществляет постановку

учебной проблемы.

Отвечают на вопросы педагога,

участвуют в процессе

постановки учебной проблемы.

Фронтальная

Умение точно

выражать свои мысли и

формулировать

вопросы для получения

ответов. Формирование

четких мыслительных

процессов, выработка

умения анализировать

информацию.

Проверка домашнего задания

(15 мин)

Проводит индивидуальную

проверку домашнего задания с

целью выявления обучающихся,

не выполнивших данный вид

работы; организует повторение

темы «Строение атомного ядра.

Ядерные реакции»

Демонстрируют уровень

выполнения домашнего

задания, задают вопросы,

возникавшие в ходе

осуществления

самостоятельной работы.

Индивидуальная

Умение отличать

выполненное задание

от невыполненного,

определять объем

знаний, которые уже

были усвоены и

которые еще предстоит

усвоить.

7

Изучение новых знаний

(60 мин)

Излагает новый материал,

организовывает повторение

особо важных моментов для

выравнивания условий

восприятия информации

разными группами

обучающихся

Слушают объяснения, делают

записи в тетради, задают

уточняющие вопросы

Фронтальная

Подведение под

понятие,

целеполагание

Применение новых знаний,

обобщение и систематизация

(30 мин)

организует дискуссию по

данной теме, направляет

студентов на правильное

решение поставленной задачи

дискуссия студентов по теме

Индивидуальная

Выработка УУД

(универсальные

учебные действия):

оценка, контроль.

Подведение итогов занятия,

рефлексия

(3 мин)

Соотносит достигнутые цели с

поставленным результатом.

Задает Д.з.

Формулируют результат работы

на уроке, называют основные

тезисы усвоенного материала.

Фронтальная

Самоопределение,

самоусвоение знаний,

определение объема

материала, который

еще предстоит

выучить.

8

2.2.

Содержание теоретического занятия

2.2.1. Проверка домашнего задания

Мы знаем, что физика – наука прикладная. Любая физическая теория имеет ценность с

точки зрения ее практического применения. Сегодня мы завершаем изучение теории

атомного ядра. Поэтому начать урок я хочу словами Э. Резерфорда, человека, который

помог человечеству заглянуть внутрь атома.

«Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового

источника энергии или ради получения редких и дорогих элементов. Истинная

побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью

проникновения в одну из величайших тайн природы».

Пытливый ум побуждает учёных на поиск чего-то нового. Они делают открытия для

души, ими движет желание проникнуть в тайны природы, а результаты их трудов в

дальнейшем используются человечеством. А оно само решает, как использовать открытие:

во благо или во вред, созидать или разрушать.

В конце 19, начале 20 веков были сделаны открытия, которые дали возможность науке и

технике шагнуть далеко вперёд, положили начало развитию атомной и ядерной

физики. Цель нашего урока оценить значение этих открытий для ядерной энергетики и

рассмотреть возможность использования законов ядерной физики в теории и на практике.

Запишите тему урока: «Применение ядерной энергии».

Чтобы повторить основные закономерности ядерной физики, троим из вас предлагаю

решить задачи (Работа по карточкам на местах на 5-7 минут)

1 задача (уровень А): Изотоп фосфора широко используется в биологии и медицине. Так, с

помощью метода меченных атомов исследуют процессы усвоения растениями

питательных веществ из удобрений и обмена веществ в организме, проводя наблюдения за

ростом корневой системы растений. В медицине проводят терапию болезней крови.

Период полураспада фосфора 14 суток, этот изотоп β-радиоактивен. Определите ядро,

образующееся при этой реакции и оцените энергию связи ядер элементов, участвующих в

реакции.

2 задача (уровень В): Как давно был постоен древний корабль, если при исследовании его

деревянных остатков установлено, что активность радиоактивного изотопа углерода 614С

в них к настоящему времени уменьшилась на 29,3%. Период полураспада углерода 614С

равен 5700 лет.

3 задача (уровень С): Какая масса урана 92235U расходуется за сутки на атомной

электростанции мощностью 5000кВт с КПД = 17%, если при каждом акте деления

выделяется энергия 200МэВ? Сравните полученный результат с суточным расходом

каменного угля тепловой электростанцией той же мощности при КПД = 75%. (qуг.= 2,93

*107Дж/кг).

А мы для начала вспомним:

- Какое открытие конца 19 века положило начало изучению строения

атома? (радиоактивность - явление самопроизвольного превращения неустойчивых

изотопов в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии).

- Кому принадлежит это открытие? И как удалось обнаружить это явление? (Беккерель,

Беккерель Антуан Анри французский физик родился 15 декабря 1852 г. Окончил

политехническую школу в Париже. Основные работы посвящены радиоактивности и

оптике. В 1896г открыл явление радиоактивности. В 1901г обнаружил физиологическое

действие радиоактивного излучения. В 1903г Беккерель удостоен Нобелевской премии за

открытие естественной радиоактивности урана.

Открытие радиоактивности произошло благодаря счастливой случайности. Беккерель

долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным

светом. К таким веществам принадлежат соли урана, с которыми экспериментировал

Беккерель. И вот у него возник вопрос: не появляются ли после облучения солей урана

9

наряду с видимым светом и рентгеновские лучи? Беккерель завернул фотопластинку в

плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий

солнечный свет. После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала

соль. Следовательно, уран создавал какое – то излучение, которое пронизывает

непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение

возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему

очередной опыт не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик

стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий

случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой

тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких либо внешних

влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования. Вскоре

Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только

количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит.

Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану, его

атомам.);

- Были ли последователи у Беккереля? (Супруги Кюри:

Мария Склодовская-Кюри – польский и французский физик и химик, один из

основоположников учения о радиоактивности родилась 7 ноября 1867 в Варшаве. Она

первая женщина – профессор Парижского университета. За исследования явления

радиоактивности в 1903 г., совместно с А. Беккерелем получила Нобелевскую премию по

физике, а в 1911 г. за получение радия в металлическом состоянии – Нобелевскую премию

по химии.

В 1898г М. Склодовская-Кюри и др. ученые обнаружили излучение тория. В дальнейшем

главные усилия в поисках новых элементов были предприняты М. Склодовской-Кюри и

ее мужем П. Кюри. Систематическое исследование руд, содержащих уран и торий,

позволило им выделить новый неизвестный ранее химический элемент – полоний № 84,

названный так в честь родины М. Склодовской-Кюри – Польши. Был открыт еще один

элемент, дающий интенсивное излучение – радий № 88, т.е. лучистый. Само же явление

произвольного излучения было названо супругами Кюри радиоактивностью.

Резерфорд, который в 1903 г. исследовал природу радиоактивных излучений:

Эрнест Резерфорд английский физик, родился 30 августа 1871 г. в Новой Зеландии. Его

исследования посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. Своими

фундаментальными открытиями в этих областях Резерфорд заложил основы современного

учения о радиоактивности и теории строения атома.

В результате опыта, проведенного под руководством английского физика Эрнеста

Резерфорда, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно

имеет сложный состав.);

- Каковы типы радиоактивных излучений?

1)

- излучение представляет собой поток положительно заряженных ядер атома гелия.

Оно слабо отклоняется МП и ЭП, обладает наименьшей проникающей способностью.

Пример:

- распада:

238 92U

2)

- излучение это поток электронов. При

- распаде могут появляться нейтрино или

антинейтрино

;

3) γ-излучение обладает большой проникающей способностью. Это электромагнитное

излучение, частота которого превышает частоту рентгеновского излучения (> 3*10

Гц).

Оно не сопровождается изменением заряда, а масса ядра меняется ничтожно мало.

10

Преподаватель: Таким образом, Резерфорд доказал, что в результате радиоактивного

распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого

химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц. Существует ли

какая либо закономерность изменения числа радиоактивных ядер с течением

времени? ( Да. Закон радиоактивного распада, который утверждает, что для каждого

радиоактивного вещества существует интервал времени(период полураспада), на

протяжении которого активность убывает в 2 раза. )

Преподаватель: Радиоактивность – доказательство сложного строения атомов.

Планетарный атом – детище безумного эксперимента и могучей интуиции.

- Как устроен атом? (Резерфорд предложил ядерную(планетарную) модель строения

атома, сменившую модель Дж.Томсона –

а) атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома;

б)в ядре сконцентрирована почти вся масса атома;

в)отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.)

- Какая часть атома – ядро или электронная оболочка – претерпевают изменения при

радиоактивном распаде? (ядро атома).

- Какой при этом напрашивается вывод? (Ядро атома имеет сложную структуру.

Оно состоит из нуклонов – протонов и нейтронов. Эту модель предложили в 1932г.

немецкий физик В. Гейзенберг и советский физик Д. Д. Иваненко).

- Какие силы удерживают нуклоны в ядре? ( Ядерные силы.)

- Нуклоны в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Для того чтобы удалить

нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т.е. сообщить ядру значительную

энергию. Как называется эта энергия? Как можно ее рассчитать? (Энергия, которая

необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией

связи.)

Преподаватель: Радиоактивный распад означает не разрушение ядра, а ядерную реакцию.

Что называется ядерной реакцией? (Ядерная реакция – это процесс взаимодействия

атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся

изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов.)

Какие законы выполняются при осуществлении ядерных реакций? (Закон сохранения

зарядового и массового числа)

2.2.2. Изучение новых знаний

Преподаватель: ядерные реакции сопровождаются освобождением огромной энергии.

Возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии.

Какие? ( Деление тяжелых ядер или синтез легких ядер.)

Преподаватель: Реакции слияния легких ядер носят название термоядерных реакций, так

как они могут протекать только при очень высоких температурах. Термоядерные реакции

играют чрезвычайно важную роль в эволюции Вселенной. Энергия излучения Солнца и

звезд имеет термоядерное происхождение.

Осуществление управляемых термоядерных реакций даст человечеству новый

экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии. Однако получение

сверхвысоких температур и удержание плазмы, нагретой до миллиарда градусов,

представляет собой труднейшую научно-техническую задачу на пути осуществления

управляемого термоядерного синтеза. Сейчас ведутся работы в Европе по запуску

установки ТОКАМАК(ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками). Ученые всего

мира надеются на успех.

- А каковы особенности явления деления тяжелых ядер? (В 1938 году немецкими учеными

О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. При бомбардировке урана

нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные

изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

11

Замечательным и чрезвычайно важным свойством реакции деления является то, что в

результате деления образуется несколько нейтронов. Это обстоятельство позволяет

создать условия для поддержания стационарной или развивающейся во времени цепной

реакции деления ядер.)

Преподаватель: Основной интерес для ядерной энергетики представляет реакция деления

ядра 92U235. Уран встречается в природе в виде двух изотопов: 92U238(99,3 %) и

92U235(0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться

на два осколка. При этом реакция деления 92U235наиболее интенсивно идет на

медленных (тепловых) нейтронах, в то время как ядра 92U238вступают в реакцию

деления только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ.

Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется

ядерным (или атомным) реактором. Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в

США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946

году под руководством И. В. Курчатова. Это явилось началом эпохи «мирного» атома.

Преподаватель: Как устроен ядерный реактор, каков принцип его работы?

(Ученик поясняет устройство и принцип работы ядерного реактора:

Ядерный реактор – устройство, в котором выделяется тепловая энергия в результате

управляемой цепной реакции деления ядер.

Ядерное топливо (уран) располагается в активной зоне в виде вертикальных стержней,

называемых тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ). Они предназначены для

регулирования мощности реактора. 235 U наиболее эффективно делится под действием

медленных нейтронов. Но вторичные нейтроны являются быстрыми, для их замедления в

активную зону вводят замедлитель (используется обычная или тяжёлая вода, графит). Для

уменьшения утечки нейтронов и увеличения коэффициента размножения активную зону

окружают отражателем нейтронов .

Управление скоростью цепной реакции осуществляется с помощью передвижения в

активной зоне регулирующих стержней. Их изготавливают из материалов, сильно

поглощающих нейтроны (кадмий, бор). Если увеличить глубину погружения стержней, то

в активной зоне цепная реакция ослабевает. Реактор начинает работать, когда

регулирующие стержни выдвинуты настолько, что к = 1.

Для защиты персонала предусмотрена радиационная защита (бетон с железным

заполнителем и соединениями бора).

Ядерный реактор является основным элементом АЭС: тепловая ядерная энергия

превращается в электрическую.

При делении ядер стенки ТВЭЛов сильно нагреваются. Отвод тепла из активной зоны

осуществляется теплоносителем – водой. Активная зона нагревается до 300°С. Чтобы вода

не закипела её отводят в парогенератор (под р = 100 атм). В парогенераторе

радиоактивная вода (циркулирующая в первом контуре) отдаёт тепло обычной воде,

которая циркулирует во втором контуре. Вода превращается в пар. Этот пар t = 230°С под

давлением р = 30 атм направляется на лопатки паровой турбины, а она вращает ротор

генератора электрической энергии. Конденсация отработанного пара происходит в

конденсаторе.

При этом : тепловая ядерная энергия —> во внутреннюю энергию пара —>

электрическую энергию.)

Преподаватель: В настоящее время в мире существует пять типов ядерных реакторов. Это

реактор ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический реактор), РБМК (Реактор Большой

Мощности Канальный), реактор на тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и газовым

контуром, реактор на быстрых нейтронах. У каждого типа реактора есть особенности

конструкции, отличающие его от других, хотя, безусловно, отдельные элементы

конструкции могут заимствоваться из других типов. ВВЭР строились в основном на

территории бывшего СССР и в Восточной Европе, реакторов типа РБМК много в России,

странах Западной Европы и Юго-Восточной Азии, реакторы на тяжелой воде в основном

12

строились в Америке. Параметры этих реакторов лучше всего представить в виде

таблицы.

Ядерные реакторы делятся на несколько типов по своему назначению:

существуют исследовательские реакторы, в которых происходит получение мощных

пучков нейтронов для научных целей. Не менее важными, разумеется,

являются энергетические реакторы – они предназначены для получения электрической

энергии в промышленных масштабах. Также некоторые реакторы используются для нужд

промышленности и теплофикации – их так и называют: теплофикационные. Поскольку

ядерное топливо достаточно ценно, существуют специальные воспроизводящие ядерные

реакторы, в которых из урана 238 и тория получают делящиеся материалы плутония и

урана 233. Кроме того, ядерные реакторы используются в двигательных установках

кораблей и подводных лодок. Такие реакторы называются транспортными. Наконец,

существуют ядерные реакторы, целью которых является получение изотопов с

искусственной радиоактивностью.

В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены

в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС

проживает более 4 млн. человек.

Наиболее мощные АЭС в мире на экране.

Энергия — это двигатель экономического развития и процветания. Потребность в ней

увеличивается с ростом населения и промышленности. Можно ли обеспечить планету

энергией, не перегревая ее и не загрязняя воздух? Один из вариантов такого

обеспечения — ядерная энергетика. Сейчас на АЭС, не выбрасывающие парниковых

газов и загрязнителей воздуха, приходится примерно 11 процентов мирового

производства электроэнергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о

безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим

последствиям.

Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло

более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Вот лишб некоторые из

них:

в 1957 г. – в Уиндскейле (Англия)

в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США)

в 1961 г. – в Айдахо-Фолсе (США)

в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США)

А в 1986 г произошла трагедия, последствия которой до сих пор, наводят ужас на

мировую общественность – это катастрофа на Чернобыльской АЭС (СССР)

(видеофрагмент)

В результате аварии на Чернобыле от радиации и психологического стресса пострадали

сотни тысяч людей. В результате взрыва четвертого блока ЧАЭС в окружающую среду

попало около 7,4 тонн радиоактивного вещества. В первые недели основную опасность

для населения представляло внешнее Гамма-излучение и наличие изотопа йода-131 в

атмосфере. Действительно, данные изотопного анализа первых проб воздуха, воды и

почвы, отобранных в первые дни после аварии, показали, что около 30% от общей

активности приходилось на долю йода-131 (период полураспада – 8 суток). Кроме йода-

131, в пробах были обнаружены изотопы бария-140, лантана-140, цезия-137, церия-134,

рутения-103, циркония-95, теллура-132, церия-141, нептуния-239; а в ближайшей зоне,

например, в зоне отселения – изотопы стронция-90, плутония-239 и плутония-240. В

первое время наиболее опасным для человека, особенно для детей, было поступление в

организм йода-131 с молоком и через органы дыхания.

Виды радиационных излучений: (слайд 17)

Союзный Госкоматом еще в 1987 году сравнил катастрофу на Припяти со взрывом 300

хиросимских бомб.

13

Считается, что при радиационном уровне свыше 15 Ки на квадратный километр жизнь

человека невозможна. Территория, прилегающая к АЭС заражена от 15 до 1200 Ки/км2.

причем эта совсем не та радиация, которая поразила жителей гг. Хиросимы и Нагасаки. В

богатых пойменных лугах, лесных массивах, заброшенных деревнях зловеще притаились

долгоживущие радионуклиды – стронций, цезий, плутоний. Жизнь сюда не вернется ни

через 100, ни через 500, а на отдельных участках – ни через 1000 лет.

– Выясним, насколько была и остается опасной радиация для человека? Обратите

внимание на схему. Где накапливаются радионуклеиды?

Итак, в чем же состоит биологическое действие? Как вы знаете, значительную часть

человеческого организма составляет вода. Именно на воду и действует радиоактивное

излучение в первую очередь. В результате облучения образуются радикалы, которые

воздействуют на клетку самым нежелательным образом (а именно – вызывают мутацию

клеток). Хорошо известно, что внешнее излучение (пусть даже слабое) способно уже

через несколько месяцев изменить состав крови. Но гораздо более опасное и вредное –

это внутреннее излучение. Внутреннее излучение возникает, когда радиоактивные

продукты распада попадают внутрь человека (чаще всего это бывает при вдыхании

радиоактивной пыли, хотя в отдельных случаях, эти продукты могут попасть в

человеческий организм вместе с пищей). В первую очередь, поражаются те органы, с

помощью которых радиоактивные нуклиды и попали в организм. В дальнейшем эти

нуклиды осаждаются в костях, в органах, продолжая испускать излучение, в результате

вторичного распада. В качестве примеров таких вредных радионуклидов можно привести

углерод 14, калий, стронций, барий, цезий, радий, торий и некоторые другие вещества.

Именно внутреннее излучение и губит человека.

Радиационные эффекты делятся на два вида: соматические и генетические. К

соматическим эффектам относятся лучевая болезнь, лучевые ожоги и возникновение

лейкозы (то есть, заболевание лейкемией). Также к соматическим эффектам относятся

раковые опухоли. К генетическим эффектам относятся генные мутации и хромосомные

мутации. Эти эффекты проявляются в последующих поколениях – то есть у потомков

человека, подвергшегося облучению.

– Следствие радиационного облучения – лучевая болезнь. Обратите внимание на таблицы,

лежащие на ваших партах, а также на таблицу, представленную на экране. В них

представлены допустимые и опасные дозы облучения.

В результате аварии на ЧАЭС высокую дозу облучения получили 20 млн. человек.

Таким образом, авария реактора Чернобыльской АЭС ярко высветила значимость

проблемы не только в практическом, но и в методологическом отношении.

Преподаватель: В связи с этим надо отметить неизбежность существования факторов

опасности ядерных реакторов, и они достаточно многочисленны. Попробуйте перечислить

некоторые из них: (слайд № 17)

Возможность аварии с разгоном реактора. При этом вследствие сильнейшего

тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание

радиоактивных веществ в окружающую среду. Если в реакторе имеется вода, то в случае

такой аварии она будет разлагаться на водород и кислород, что приведет к взрыву

гремучего газа в реакторе и достаточно серьезному разрушению не только реактора, но и

всего энергоблока с радиоактивным заражением местности. Аварии с разгоном реактора

можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем

защиты, подготовки персонала.

Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их количество и характер зависит от

конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у

реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Очистные сооружения могут уменьшить их.

Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше,

14

чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные

вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу.

Необходимость захоронения отработавшего реактора. На сегодняшний день эта проблема

не решена, хотя есть много разработок в этой области.

Радиоактивное облучение персонала. Его можно предотвратить или уменьшить

применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации

атомной станции.

Ядерный взрыв ни в одном реакторе произойти в принципе не может.

Но, безусловно, есть и плюсы в применении ядерных реакторов. Каковы положительные

аспекты применения ядерных реакторов?

Широкое и довольно перспективное развитие атомной энергетики и транспорта. (слайды

№18; 19; 20)

АЭС практически не загрязняют среду, а энергетические ресурсы ядерного горючего

(уран, плутоний и другие) существенно превышают энергоресурсы природных запасов

органического, топлива (нефть, уголь, природный газ и другие). Это открывает широкие

перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.

АЭС не выбрасывают миллионы тонн отходов в виде золы, которые окружают

современные электростанции, работающие на угле; они не дают выбросов оксидов серы и

азота, угарного и углекислого газов, присущих ТЭС.

АЭС строятся с многократными дублирующими системами защиты.

– Как можно было бы сделать атомные станции более надёжными и безопасными?

Но сколько бы ни улучшались системы защиты станций, трудно теперь убедить людей,

что аварии невозможны, раз уж они случались.

Возможность аварии на АЭС — самая большая опасность атомной энергетики.

– Как вы думаете, откажется Человечество от использования ядерной энергии? Почему?

Но существует ещё одна опасность атомной энергетики — радиоактивные отходы. Один

из распространённых сейчас способов захоронения радиоактивных отходов — затопление

контейнеров с ними в морях и океанах.

Некоторыми учёными был предложен и другой возможный вариант избавления от

радиоактивных отходов: различными путями выбрасывать их в ближний или дальний

космос — в околоземное или даже околосолнечное пространство. Но загрязнить ещё и

космос на многие века пока не решается ни одна страна.

Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их

захоронения, в основу которого положены подземные ядерные взрывы.

– Попробуйте и вы предложить способ захоронения ядерных отходов. Обоснуйте его

эффективность и надежность. Это будет вашим домашним заданием.

3. Заключительная часть

Вопросы:

1.

Где и когда и какой мощности была введена в действие первая АЭС в нашей

стране? (в 1954 г. в г. Обнинске была введена в действие первая атомная

электростанция (АЭС) мощностью 5000 кВт.)

2.

Какие ещё введены АЭС в нашей стране? (Нововоронежская, Ленинградская,

Курская, Кольская и другие АЭС)

3.

Какие преимущества АЭС? ( Ядерные реакторы не потребляют дефицитного

органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный

транспорт, не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду золой и

продуктами сгорания.)

15

4.

Где и когда пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах мощностью 600

МВт? (В 1980 г. на Белоярской АЭС)

5.

Какая опасность присуща ядерной энергетике? ( Вредные или опасные факторы

воздействия на окружающую среду, радиоактивное загрязнение, проблемы с

захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок

атомных электростанций, срок службы которых около 20 лет)

6.

С чем связан риск разрушения активной зоны реактора? (Из-за ошибок персонала и

просчетов в конструкции реакторов остается реальностью)

7.

Где ещё применяется ядерная энергия? (Ядерные реакторы устанавливаются также

на атомных подводных лодках и ледоколах, в ядерном оружии: неуправляемая

цепная реакция с большим коэффициентом увеличения нейтронов осуществляется

в атомной бомбе)

8.

Что служит взрывчатым веществом в атомной бомбе? (Взрывчатым веществом

служит чистый уран

или плутоний

)

9.

Что происходит при взрыве? (При взрыве атомной бомбы температура достигает

десятков миллионов кельвин. При такой высокой температуре очень резко

повышается давление и образуется мощная взрывная волна. Одновременно

возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве атомной

бомбы сильно радиоактивны и опасны для жизни живых организмов.)

10.

Где применили атомные бомбы США в 1945 году? (Бомбы были сброшены на

японские города Хиросима и Нагасаки)

11.

Что используется в водородной бомбе? ( Для инициирования реакции синтеза

используется взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной.)

12.

Кем были выдвинуты идеи создания термоядерной бомбы в нашей стране? (А. Д.

Сахаровым после Великой Отечественной войны)

Преподаватель: Закончить урок мне бы хотелось следующими словами:

Целый мир, охватив от земли до небес,

Всполошив не одно поколение,

По планете шагает научный прогресс.

Что стоит за подобным явлением?

Человек вышел в космос и был на Луне.

У природы все меньше секретов.

Но любое открытье – подспорье войне:

Тот же атом и те же ракеты…

Как использовать знанье – забота людей.

Не наука – ученый в ответе.

Давший людям огонь – прав ли был Прометей,

Чем прогресс обернется планете?

Задание на дом.

Конспект в тетрадях и по учебнику Мякишев Г.А. Буховцев Б.Б. Чаругин М.М. Физика

для 11 кл. общеобразовательных учебных заведений – М.: Просвищение, 2020г. § 50, 51

16

4. Информационные источники

1.

Мякишев Г.А., Буховцев Б.Б. Чаругин М.М. Физика для 11 кл. общеобразовательных

учебных заведений – М.: Просвищение, 2020г.

2.

Левитан Е.П. Астрономия. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений,

М., Просвещение, 2016.

3.

Кабардин О.Ф., Болотник Л.В. Тематические тесты для подготовки к итоговой

аттестации и ЕГЭ. М., Изд. Дом РАО, Баласс, 2019.

4.

Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе.

М., Просвещение, 2017.

5.

Г.А. Новиков. Ядерное оружие – зло или благо. Ж. «Энергия. Экономика. Техника.

Экология». №1,.

6.

Сергей Брезкун, Виктор Михайлов. Добро или зло? Философия стабильного мира.

Москва, Саров,

7.

Том Альберт Блис. Лекарство для планеты. Безболезненное средство от

энергетической и экологической катастрофы. 2019г.