"Атомная энергетика (АЭС и ядерное оружие)". 9‒11-й класс

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»


Презентация к уроку

Загрузить презентацию (18,2 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.


Цель урока: Показать положительные и отрицательные стороны использования атомной энергетики и ядерного оружия.

Тип урока: объяснение нового материала.

План урока:

  1. Фронтальный опрос по теме «Ядерный реактор»
  2. Основной материал:
    - Ядерная энергетика
    - Ядерное оружие
  3. Закрепление нового материала
  4. Домашнее задание

1. Фронтальный опрос по теме «Ядерный реактор» (вопросы из учебника [1]).

- Что такое ядерный реактор?

- Назовите основные части реактора (слайд 2)

- Для чего нужные регулирующие стержни. Как ими пользуются?

- Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет вода в первом контуре реактора?

- Какие процессы происходят во втором контуре?

2. Основной материал.

Ядерная энергетика

Каждый из нас дома пользуется электроприборами. Но в последнее время проблема источников энергии стала одной из важнейших на планете. Так как в современном мире потребление энергии растет слишком быстро, то и запасы топлива могут быть исчерпаны довольно быстро.

«Например, надежно подтверждаемых запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа – на 60 лет.» [1]

Поэтому, в середине ХХ века начали поиск новых источников энергии. В 1954 г. впервые было осуществлено преобразование атомной энергии в электрическую. Первая атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 Вт была введена в действие в городе Обнинск (слайд 3, 4). «Энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превращения воды в пар, который вращал затем связанную с генератором турбину.» [2]

На данный момент в России находятся в эксплуатации 10 АЭС и практически все находятся в европейской части страны (слайд 5, 6). (Если в классе есть Интернет, то можно показать АЭС России на карте на сайте http://www.russianatom.ru)

Вопрос классу: А какие ещё виды электростанций вы знаете? (ТЭС, ГЭС)

Вопрос классу: Как вы думаете, есть ли преимущества в использовании атомных электростанций перед ТЭС? (ответы учеников)

Давайте сделаем выводы из ваших ответов: (слайд 7)

  1. Ядерные реакторы не потребляют органического топлива, которое становится с годами дефицитным (энергия, заключенная в 1 г урана = энергии, выделяющейся при сгорании 2,5 т нефти).
  2. Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от традиционного, ничтожны.
  3. АЭС не потребляют атмосферный кислород, не засоряют окружающую среду золой и продуктами сгорания.

Вопрос классу: А есть ли недостатки в использовании АЭС? (ответы учеников)

Итак, недостатки использования АЭС: (слайд 8)

  1. Наибольшую опасность представляют радиоактивные загрязнения.
  2. Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов.
  3. Возможность аварий.

Атомные электростанции строятся с расчетом на максимальную безопасность персонала станций и населения. При нормальном режиме эксплуатации АЭС, биосфера защищена от радиоактивного воздействия. Но риск аварий на станциях велик.

Самой известной аварией ХХ века стал взрыв четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС (слайд 9, 10). Однозначного мнения о том, что послужило причиной катастрофы на ЧАЭС, до сих пор нет.

  1. Одни утверждают, что причина в бракованном оборудовании и грубейших ошибках при строительстве АЭС.
  2. Другие видят причину взрыва в сбое работы циркуляционной системы водоснабжения, которая обеспечивала охлаждение реактора.
  3. Третьи убеждены, что всему виной оказались проводимые на станции в ту зловещую ночь эксперименты по допустимой нагрузке, во время которых произошло грубое нарушение правил эксплуатации.
  4. Четвертые уверены, что если бы над реактором находился защитный бетонный колпак, построением которого пренебрегли, такого распространения радиации, случившегося в результате взрыва, не было бы. 

Возможно, это ужасное событие произошло из-за совокупности перечисленных факторов – ведь каждый из них имел место быть.

Вопрос классу: А есть ли известные аварии на АЭС XXI века? (ответы учеников)

11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами, произошла крупная радиационная авария на АЭС «Фукусима-1» (слайд 11, 12). «Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.» [3]

В конце 2012 года уровень радиации на побережье, где находится АЭС «Фукусима-1», превышал норму более чем в сто раз. В этом районе по-прежнему запрещено ловить рыбу. Большинство жителей не спешат возвращаться в свои дома. Эксперты Всемирной организации здравоохранения полагают, что реальная степень ущерба, нанесенного здоровью жителей японской префектуры Фукусима после аварии на одноименной АЭС, станет ясна в ближайшие 15 лет.

Ядерные реакторы устанавливают на атомных подводных лодках и ледоколах (слайд 13).

Ядерное оружие.

Для контроля за нераспространением ядерного оружия и безопасным применением ядерной энергии в мирных целях, в 1957 г. было создано Международное агентство по атомной энергии при ООН (МАГАТЭ) (слайд 14).

Все ядерные боеприпасы могут быть разделены на две основные категории: атомные и термоядерные (водородные).

В атомной бомбе осуществляется неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом размножения нейтронов (слайд 15). Для того чтобы осуществился взрыв и почти мгновенное выделение энергии, реакция должна идти на быстрых нейтронах без применения замедлителей. Взрывчатым веществом служит чистый уран-235 или плутоний-239.

При взрыве бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин, резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна. При этом возникает и мощное излучение. «Продукты цепной реакции при взрыве бомбы сильно радиоактивны и опасны для живых организмов.» [2] (слайд 16)

В конце Второй мировой войны США применила атомные бомбы против Японии.

6 августа 1945 года в 8.15 утра бомбардировщиком США B-29 «Энола Гей» была сброшена атомная бомба на Хиросиму. Около 140 000 человек погибло во время взрыва и умерло в течение последующих месяцев. (слайд 17, 18)

9 августа 1945 года США сбросили еще одну атомную бомбу на Нагасаки, было убито около 80 000 человек. (слайд 19, 20)

В термоядерной (водородной) бомбе, источником энергии, которая необходима для термоядерного синтеза, служит взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной. Имея те же поражающие факторы, что и у ядерного оружия, термоядерное имеет намного большую возможную мощность взрыва (теоретически, она ограничена только количеством имеющихся в наличии компонентов). (слайд 21)

Ядерная война может привести человечество к гибели, поэтому народы всего мира борются за запрещение ядерного оружия.

3. Закрепление материала.

- Почему в середине ХХ века возникла необходимость нахождения новых источников энергии?

- Назовите основные проблемы атомной энергетики.

- Приведите примеры путей решения проблем атомной энергетики.

4. Домашнее задание.

Список литературы:

  1. Учебник: Физика. 9 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. — 14-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2009. — 300.
  2. Волков В.А. Поурочные разработки по физике к учебным комплектам С.В. Громова и А.В. Перышкина. 9 класс. Изд. 2-е исп. И доп. – М.: ВАКО, 2005.
  3. http://ru.wikipedia.org/wiki/