Цели урока
- Учебные цели: закрепить понятия, связанные с радиоактивностью, использованием ядерной энергии, оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной энергии в современном обществе;
- Воспитательные цели: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой миру и человечеству при использовании ядерной энергии;
- Развивающие цели: развить умения отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, чётко и быстро излагать свои мысли
Оборудование:
Тип урока: конференция
Ход урока
1. Организационый момент
Класс разделён на группы: “Сторонники”, “Противники” и “Слушатели”
2. Конференция
Слайд 2-3. Учитель называет тему урока. Зачитывает эпиграф к уроку:
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?
Учитель: Сегодня наш урок посвящён одной из животрепещущих проблем нашего времени, атомного XX века, - века величайших открытий и трагедий. Одна из них произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 года. Чернобыль – это боль, которая не стихнет ещё долгие годы. Сейчас мы должны обсудить проблемы, связанные с использованием ядерной энергии, взвесить все “за” и “против”. У нас две основные группы: “Сторонники” - из желающих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить многие проблемы, и группы “Противники”, их оппонентов, желающих доказать, что радиационное загрязнение – одна из самых главных экологических угроз. Всё началось с того, что в феврале 1896 года было открыто явление радиоактивности.
Слайд 4. Открытие А. А. Беккереля
Учитель: Что же такое радиоактивность? (самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождается испусканием различных частиц). Разработал теорию радиоактивного распада Фредерик Содди вместе с Эрнестом Резерфордом. Можно сказать, что сбылась мечта алхимиков: стало возможным превращение одного элемента в другойэ
Слайд 5. История открытия радия
Учитель: Теперь пришла пора рассмотреть аргументы “за” и “против” ядерной энергии
Слайд 6. Описание ядерного взрыва
Прав ли был Прометей, давший людям огонь;
Мир рванулся вперёд, мир сорвался с пружин,
Из прекрасного лебедя вырос дракон,
Из запретной бутылки выпущен джин
Группа “Противники”. Ядерное оружие, ядерная медицина, ядерная энергетика. Устрашающие последствия ядерного взрыва. Губительное действие радиоактивности на человека и окружающую среду.
Учитель: “Будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих Солнц, сведённых воедино. Это был такой восход, какого не видел мир. Громадное зелёное сверхсолнце поднялось на долю секунды, на высоту более двух с половиной тысяч метров. Оно поднималось всё выше и выше, пока не достигло облаков, освещая Землю и небо ослепительно ярким светом. Этот громадный огненный шар, диаметром почти полтора километра, поднимался, меняя цвет от пурпурного до оранжевого, увеличиваясь, пришла в действие природная ила, освобождённая от пут, которыми была связана миллиарды лет”.
У. Лоуренс
Маленькая группа ошеломлённых наблюдателей смотрела на невиданное зрелище, развернувшееся в десяти километрах от них. Один стоял с протянутой рукой ладонью кверху. На ладони лежали мелкие обрывки бумаги. Подхваченные ударной волной, бумажки слетели с руки человека и упали на расстоянии около метра от него.
Учитель: Давайте, вычислим совершённую при этом работу. (задачу решает ученик из числа “Слушателей”)
Учитель: Взрыв был первым в истории человечества взрывом атомной бомбы
“Во многие мудрости многие печали.
И кто умножает познания, тот умножает скорбь?, -
Так говорили древние. А согласны ли вы с этим изречением?
Группа “Сторонники”. Создание ядерного оружия в СССР было вынужденной необходимостью после взрыва бомбы в Японии. В одной из бесед с И. В. Курчатовым Сталин заметил: “Если бы мы опоздали на один - полтора года с атомной бомбой, то, наверное “попробовали” бы её на себе”
Группа “Противники”. Человечество изобрело ядерное оружие, это привело к трагедии в японских города Хиросима и Нагасаки в августе 1945 года. Тротиловый эквивалент первой атомной бомбы равнялся 12,2 кг. Эта бомба под кодовым названием “Литт бой”, имела длину 3,04 м, массу 4080 кг и была взорвана на высоте 509 м на Хиросимой
Группа “Сторонники”. 9 августа1961 года Н. Хрущёв, в то время председатель Совета министров СССР, заявил, что СССР способен создать 100Мт бомбу, а 16 января 1963, будучи в Восточном Берлине, объявил, что СССР уде располагает такой бомбой. Такое устройство способно создать кратер в скалистом грунте глубиной 107 м, шириной 2,9 км и породить огненный шар диаметром 13,9 км.
Группа “Противники”. …Испытания на Семипалатинском полигоне привели к резкому ухудшению экологической обстановки. Выявлен высокий процент заболевания раком на Алтае, рождение “жёлтых” детей
Группа “Сторонники”. Известно, что в ряде случаев без ядерных взрывных технологий не обойтись. До 1988 года проводились “мирные” ядерные взрывы
Их было 115: 39 из них выполнено с целью глубинного сейсмозондирования земной коры для поиска полезных ископаемых:
25 – для интенсификации нефтяных и газовых месторождений
22 – для создания подземных ёмкостей для хранения газа
5 – для гашения аварийных газовых фонтанов
4 – для создания подземных ёмкостей
3 – для создания искусственных водохранилищ
13 – для исследования процессов самозахоронения
Группа “Противники”. И всё-таки мы считаем, что радиоактивные продукты при использовании ядерных взрывных технологий могут попасть в среду обитания человек, тогда последствия будут необратимы. А сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?
Учитель: Демонстрируются фотографии уродливых детей слайд 7, матери которых находились во время беременности в зоне ЧАЭС. Почему так опасна Чернобыльская катастрофа?
В мимолётном прогаре
Только раз увидать удалось,
Как выходит из мглы
На песок отдалённого берега
Без единой шерстинки
Словно начисто выбритый, лось
В. И. Кочетков
Учитель: Почему лось был “без единой шерстинки”?
Группа “Противники”. Слайды 8 -10. Это одно из поражающих действий радиоактивных излучений на живые организмы. По оси перемещения взрывного облака, уже через несколько дней после взрыва стала появляться пятикилометровая полоса умирающего леса. На площади 38 км2 погибли все растения, се мелкие млекопитающие. К осадкам в виде сухих отложений вдоль “чернобыльского следа” произошло заражение водоёмов и почвы. Главную опасность представляли сухие частицы ядерного топлива на поверхности земли, так как они могли легко подниматься ветром и попадать в лёгкие. Даже в 1990 году у диких млекопитающих (лосей, кабанов), обитающих в зоне отчуждения, экологи обнаруживали в лёгких от 9000 до 26000 таких частиц на 1 кг ткани лёгкого.
Слайд 11-12.
В конце 1989 года в печати появились сообщения об изменениях в живых организмах на генетическом уровне, которые произошли в результате облучения во время и после чернобыльской аварии. Йодной профилактике в зоне заражения были подвергнуты 1 млн. 694 тысячи детей. По официальным данным, на весну 2001 гола число погибших вследствие чернобыльской аварии составило 180 тысяч человек, а число пострадавших около 550 тысяч человек. Ежегодно на ликвидацию последствий ЧАЭС выделяется 55 млн. рублей. Катастрофа в Чернобыле обнажила дилемму, перед которой оказалось человечество в условиях глобального экологического кризиса: либо оно сделает всё возможное для сохранения биосферы, либо безвременно исчезнет.
Группа “Сторонники”. Кстати один из ведущих физиков – ядерщиков сказал Л. И. Брежневу: “Такая станция как ЧАЭС может быть построена на Красной Площади, и никакого вреда не будет”.
Учитель: Давайте рассмотрим действие радиоактивных веществ на организм человека Слайд 13-14
Учитель: А что же делать если вы всё-таки оказались в чрезвычайной ситуации? Слайд 15
Группа “Противники”. Само слово вызывает у людей ощущение опасности.
Группа “Сторонники”. Слайд 16
Немало сил потратили учёные, чтобы создать
средства защиты от все проникающего излучения.
Экзамен на стойкость держали и биологические
объекты. И оказалось, что для них бомбардировка 
– кванта даже
полезна. Во многих странах доказали, что – обработка перед
посевом семян озимой пшеницы, картофеля, фасоли,
кукурузы, сои, огурцов и томатов повышает
урожайность на 10 – 30%. К тому же у растений
быстрее развивались листья, приближались сроки
цветения и созревания. А у томатов стимулирующая
роль облучения сказывалась и во втором
поколении. В последнее время интерес к
радиационной обработке сместился в новую
область: речь идёт о консервации пищевых
продуктов. Венгерские специалисты создали
специальные установки для облучения перед
хранением картофеля, лука, шампиньонов, томатов,
корнеплодов. Если в контрольных партиях потери
достигали 30%, то в облучённых – лишь 10%. Чаще всего
консервирующая роль излучения состоит в том, что
оно убивает гнилостные бактерии. Но порой даёт и
неожиданные эффекты, как с шампиньонами.
Последние считаются пригодными для продажи до
тех пор, пока у них не раскрылась шляпка. Обычно
это происходит уже на вторые сутки, а после
облучения – через 2 – 3 недели.
Аналогичные результаты получены и в других странах. Чешские специалисты с помощью излучения повышают сохранность лука, итальянские – лука, чеснока, картофеля. А в Японии для радиационной обработки картофеля построена промышленная установка, производительностью 10 тысяч тонн в год. Облучённый на ней картофель, как утверждают разработчики, может храниться в течении года при температуре до +200, позволяя отказаться от охлаждающих хранилищ.
Учитель: Всё это хорошо, но где гарантия, что облучённые продукты не вредны для человека?
Группа “Сторонники”. Ответ на этот вопрос дали исследования, которые проводились мо многих странах. В частности, в США этой проблемой занимались более тридцати лабораторий. На рационе, на треть состоящем из облучённых продуктов, в течении двух лет содержали мышей, собак, обезьян, а затем были привлечены испытатели – добровольцы. По итогам этого эксперимента был сделан вывод, что ? – кванты не ухудшают питательных и вкусовых качеств продуктов. А потери витаминов остаются такими же, как при термической обработке пищи. И, наконец, самые строгие и чувствительные приборы не смогли обнаружить в облучённых продуктах никаких следов остаточной радиации.
Группа “Сторонники”. У АЭС есть преимущества:
- ядерные реакторы потребляют не кислород, а органическое топливо;
- не загрязняют окружающую среду золой;
- при нормальном режиме эксплуатации биосфера надёжно защищена от радиоактивного воздействия
Группа “Противники”. Большой проблемой атомной энергетики являются вопросы захоронения и переработки, захоронения радиоактивных отходов и демонтаж отслуживших срок ядерных реакторов. Сейчас на планете накоплено более 130 тысяч тонн отработанного ядерного горючего. Ещё не так давно такие отходы запечатывали в герметичные контейнеры и отправляли на дно океана, считая, что его глубоководные слои не перемешиваются с поверхностными. Но оказалось, что это опасно. В последнее время от такого “захоронения” отказались. Герметичные бетонные контейнеры или железные бочки с отходами укладывают в бетонные “саркофаги”. Такой огромный склад находится в Бретани, на северо-западе Франции. Но он уже переполнен.
Группа “Сторонники”. С проблемой аварийной безопасности необходимо конечно бороться, но ведь как не сказать, о полезном действии радионуклидов в промышленности. Одним из примеров может служить способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания, облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нём ядерные реакции, делая его радиоактивным. При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности масла после определённого времени работы двигателя, определяют износ кольца. В станкостроительной промышленности, компактные и надёжные аппараты позволяют быстро выбраковывать детали, имеющие внутри трещины и другие дефекты. Радиоактивные элементы позволяют судить о ходе диффузии в металлах, процессах в доменных печах.
Группа “Сторонники”. Добрую службу несут радиоактивные элементы в геологии. Применение методов, основанных на регистрации естественной радиоактивности горных пород, позволяет геологам значительно быстрее получить информацию об элементном составе исследуемых геологических платов. Используется способность каждого радиоактивного нуклида излучать только строго определённый, характерный, спектр гамма – излучения. Такой спектр, подобно паспорту, полностью отражает его индивидуальность. Если опустить счётчик гамма – излучения в скважину, содержащую смесь радиоактивных нуклидов, то получается общий спектр, своего рода “паспортный стол” всех “живущих” в этой скважине радионуклидов. По этому спектру можно рассчитать концентрацию определённого нуклида в толще горной породы, сделать вывод о том, имеет ли эта скважина промышленное значение.
Группа “Сторонники”. Слайд 17 . Нужно ещё сказать об использовании явления радиоактивности в медицине:.
- Методы диагностики и терапии показали свою
высокую эффективность. При облучении раковых
клеток – лучами
они прекращают своё деление. И если раковое
заболевание находится на начальной стадии, то
лечение является успешным
- Малые количества радиоактивных изотопов используются с целью диагностики. Например, при рентгеноскопии желудка используется радиоактивный барий
- Успешно применяются изотопы при исследовании йодного обмена щитовидной железы
Учитель: Наши дебаты можно продолжать бесконечно, но пришла пора сделать выводы: что же приносит ядерная энергия – зло или благо:
…Что касается медицины, то методы, показавшие высокую эффективность, должны развиваться.
…Будущее ядерной энергетики проблематично. Наверное, надо искать более безопасные способы производства электроэнергии.
…Ядерное оружие, скорее всего, будет существовать как фактор устрашения, но его влияние на ход событий в мире должно ослабевать.
…Наверное, будут и новые открытия в области использования ядерной энергии.
…Но самое главное, что учёные и политики должны осознавать ответственность, которую они несут перед обществом.
…Надо разумно использовать все научные открытия: не во вред человеку и окружающей среде.
Слайд 18
3. Задание на дом Слайд 19
Предложите свои способы захоронения и переработки радиоактивных отходов
Решить задачу: Мировое потребление энергии составляет примерно 3*1020 Дж в год. Сколько дейтерия в секунду потребовалось бы сжигать в термоядерных реакторах, для обеспечения всех современных энергетических потребностей человечества?
4. Рефлексия
- Что дал мне сегодняшний урок?
- Чем ценен для меня изученный материал?
- Как я оцениваю свою работу на уроке?
- Ощущаю ли я состояние усталости, тревожности, беспокойства?
- Испытываю ли я эмоциональный подъём, чувство удовлетворения от урока?
Литература:
- Рыженков А. П. Физика. Человек. Окружающая среда. – М. : Просвещение, 2000.
- Екимова В. И. , проф. (ИПКиППРО ТО, г. Тула). Радиационное загрязнение среды: биологические эффекты и психологические последствия. № 30/04.
- Замковая Н. Н. (ПУ № 49, г. Москва). Атомная энергия: “за” и “против”. Открытый коммуникативный урок в группе “Мастер столярно-плотничьих и паркетных работ” – формальные дебаты. № 12/04.
- Колдобский А. Б. (МИФИ, г. Москва). Ещё раз о ядерном и радиационном терроризме. Заметки инженера. № 14/03.