Цель: выяснить безопасность использования человечеством атомной энергии.
Задачи:
- изучить и систематизировать необходимый материал из различных источников (печатные издания, научно-популярные ТВ программы, интернет);
- расширить знания учащихся по теме «Физика атомного ядра»;
- формировать творческую инициативу учащихся;
- учить грамотно и последовательно излагать свои мысли;
- представить материал в виде компьютерной презентации.
Подготовка к уроку:
Класс делится на пять групп: историки, энергетики, экологи, экономисты, медики. Учащиеся, входящие в группу, распределяют виды деятельности. Учитель выполняет роль консультанта и координатора. Урок представляет собой коллективную работу учащихся, является межпредметным, информационным. Созданную компьютерную презентацию, адаптированную для учащихся 9 – 11 классов, можно использовать на уроках физики и внеклассных мероприятиях.
ХОД УРОКА
1. Вступительное слово учителя
26 апреля 1986 г. в СССР произошла авария на ЧАЭС. Мир разделился на « до» и «после». Сторонники и противники использования человечеством энергии атома в мирных целях до сих пор ведут свой спор и конца этому спору не видно. В марте 2011г произошла еще одна страшная авария на АЭС «Фукусима – 1» в Японии, которая потрясла мир в очередной раз. Мир замер и ждал…
Учащимся предлагается просмотр видеофрагмента «Хронология аварии на АЭС Фукусима-1» (Приложение 1)
Звучит реквием Моцарта и стих Андрея Вознесенского «ЧЕЛОВЕК»
Прости мне, человеку, человек, —
История, Россия и Европа,
Что сил слепых чудовищная проба
Приходится на край мой и мой век.
Прости, что я всего лишь человек.
Надежда, коронованная Нобелем,
Как страшный джинн, рванулась над Чернобылем.
Простите, кто собой закрыл отсек.
Науки ль, человечества ль вина?
Что пробило и что еще не пробило,
И что предупредило нас в Чернобыле?
А вдруг — неподконтрольная война?
Прощай, надежд великое вранье.
Опомнись, мир, пока еще не поздно!
О боже! Если я — подобье божье,
Прости, что ты — подобие мое!
Бог — в том, кто в зараженный шел объект,
Реактор потушил, сжег кожу и одежду.
Себя не спас. Спас Киев и Одессу.
Он просто поступил, как человек
Презентация (Приложение 2)
Слайд 1. Тема урока
Слайд 2. Основные вопросы по теме урока Выступление учащихся из группы «Историки»
Слайд 3. Историческая хронология событий, связанных с развитием атомной энергетики.
1. Первый ядерный реактор был пущен в США 2
декабря 1942 г. под руководством итальянского
ученого Энрико Ферми.
2. Атомная бомба была создана усилиями ученых
многих стран мира, эмигрировавших в США во время
Второй Мировой войны. Ее испытание было
проведено 16 июля 1945 г.
3. В декабре 1946 г. в Москве на территории Института
атомной энергии (носящего сейчас имя его
основателя И. В. Курчатова) был введен в действие
первый в Европе и Азии исследовательский ядерный
реактор.
4. В августе 1949 г. в СССР было проведено испытание
атомной бомбы, а в августе 1953 г. — водородной.
5. В июне 1954 г. вошла в строй первая в мире атомная
электростанция в подмосковном городе Обнинске. В
1959 г. спущен на воду первый в мире атомный ледокол
«Ленин».
Слайды 4-17. Портреты ученых:
- Анри Беккерель
- Мария Склодовская и Пьер Кюри
- Макс Планк
- Ганс Гейгер
- Эрнест Резерфорд
- Нильс Бор
- Роберт Оппенгеймер
- Джеймс Чедвик
- Дмитрий Иваненко и Вернер Гейзенберг
- Энрико Ферми
- Игорь Курчатов
- Яков Френкель
- Отто Ган и Фриц Штрассман
- Юрий Харитон и Яков Зельдович
Выступление учащихся из группы «Энергетики»
Слайды 18-19. Ядерный реактор . Принцип работы ядерного реактора . При делении ядра урана освобождается два три нейтрона и гамма лучи. Одновременно выделяется большая энергия. Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется управляемая реакция деления ядер. Ядерные реакторы устанавливают на атомных электростанциях для преобразования ядерной энергии в электрическую, а так же на атомном флоте, как силовые установки. Ядерные взрывы используют в геологии. Неуправляемая цепная ядерная реакция осуществляется в атомной бомбе.
Слайды 20-21. АЭС. Преимущества и недостатки работы. Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап – производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергают вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества.
Слайд 22. Атомный флот. Совокупность гражданских судов и военных кораблей различного назначения, имеющих в качестве главного источника энергии ядерные силовые установки, которые включают в себя ядерный реактор и паро- или газотурбинную установку, преобразующую тепловую энергию реактора в механическую или электрическую энергию. Используются главным образом в качестве привода двигателей на ледоколах, военных кораблях.
Слайд 23. Применение ядерных взрывов в мирных целях. К настоящему времени выполнено 113 мирных ядерных взрывов: глубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенсификация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных ёмкостей для хранения газа и конденсата, тушение аварийных газовых фонтанов и многое другое. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровью хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсолютно безопасных технологий не бывает.
Выступление учащихся из группы «Экологи»
Слайды 24-26. Процесс получения энергии всегда связан с вредными для человека последствиями независимо от вида топлива, но степень вредности разная... Ядерное топливо наиболее безопасно, да и запасы его велики. В настоящее время ядерная энергия вырабатывается в основном в реакторах на тепловых нейтронах, уже получили развитие реакторы на быстрых нейтронах. Ядерные реакторы постоянно совершенствуются, уровень безопасности повышается. В настоящее время квалифицированная критика ядерной энергетики концентрируется вокруг двух ее принципиальных проблем: радиоактивные отходы и возможность аварий. Ежегодно АЭС заменяют около трети “ядерного горючего” новым. Из АЭС мощностью 1300 МВт каждый год извлекают 30т отработанного урана. Также в отработанном топливе содержится чрезвычайно токсичный плутоний. "Что делать с очень Опасными отходами? Вопрос не решён. До сих пор эти отходы имеют большой период полураспада и поэтому опасны на протяжении жизни многих поколений. Остаётся очень много и жидких радиоактивных отходов, которые подлежат переработке. Обезвреживание радиоактивных отходов осуществляется на производственном объединении «Маяк». В результате его производственной деятельности происходит радиационное загрязнение окружающей среды. Взрыв реактора АЭС – грозная опасность для жизни на Земле. А если таких взрывов будет несколько, на нашей планете может наступить ядерная зима; человек не сможет выжить, он погубит и себя, и Землю!
Слайды 27-30. В результате производственной
деятельности ПО «Маяк» и радиационных аварий,
территория общей площадью около 23тыс. кв. км.
подвергалась долговременному радиоактивному
загрязнению, в том числе речная система
протяженностью 600км, а радиационному воздействию
около 400 тыс. человек.
А сегодня . . . Ввоз и переработка иностранных
ядерных отходов на ПО «Маяк» приведет к
увеличению количества радиоактивных отходов на
его территории в сотни раз. На сегодняшний момент
общая активность отходов, накопленных на ПО
«Маяк», равняется 1 млрд. кюри, что равно 20-ти
чернобыльским выбросам. В связи с тем, что в
России накоплено значительное количество
плутония, в переработке ОЯТ больше нет
необходимости. Этот процесс приводит лишь к
новым проблемам, он экологически опасен и
экономически неоправдан. Переработку ОЯТ
следует прекратить, а научные ресурсы ПО «Маяк»
направить на решение уже существующих
экологических проблем.
Выступление учащихся из группы «Медики»
Слайды 31-32. Излучения радиоактивных веществ оказывают очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже слабое излучение при его полном поглощении нарушает жизнедеятельность живых клеток, которые представляют собой сложные структуры, неспособные продолжать нормальную деятельность при малейших повреждениях отдельных участков; вызывает опасные заболевания. Коварность излучений усугубляется тем, что они не сопровождаются никакими болевыми ощущениями даже при смертельных дозах. Механизм поражения сводится к ионизации атомов и молекул клеток, а это приводит к изменению их химической активности. Наиболее чувствительны к излучениям клетки, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь страдает костный мозг, вследствие чего нарушается процесс образования крови. Затем поражаются клетки органов пищеварительного тракта. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, поражая гены в хромосомах.
Слайды 33-38. Семипалатинский полигон 29 августа 1949 года на Семипалатинском ядерном полигоне было проведено первое испытание. С этого дня началась необъявленная война против жителей Казахстана. Это было началом ядерной трагедии Казахстана, которая продолжалась более 40 лет. Почти вся республика превратилась в ядерный полигон. 12 августа 1953 года было проведено испытание термоядерного оружия, а 22 ноября 1955 года мир узнал о сверхмощной советской водородной бомбе. За 40 лет испытаний атомного оружия на Семипалатинском полигоне было проведено 470 взрывов. В 1961 году был организован специальный диспансер, где обследовали людей. На этом материале медицинские работники защитили 7 докторских и 12 кандидатских диссертаций. Собранные данные говорят, что те люди, которые подверглись облучению, на 39% чаще болеют раком; срок их жизни сокращается в среднем на 10 лет; у облученных родителей рождаются дети, которые ослаблены и в значительной мере утратили иммунные свойства; возросли детская смертность, число врожденных уродств и рождение умственно отсталых детей. С 1963 по 1989 годы на Семипалатинском полигоне производились подземные ядерные взрывы, их было 343, в среднем 14-18 испытаний в год.
Слайды 39-42. Авария на ЧАЭС. Последствия
Чернобыльской катастрофы.
Много лет прошло с этого страшного дня, когда
ночью над Припятью взвился зловещий гриб из огня,
дыма и радиоактивных выбросов. В результате
взрыва атомного реактора на Чернобыльской АЭС
людям пришлось покинуть обжитые места, забыть
свои любимые улицы, рощи, дома. Они уже никогда не
смогут туда вернуться. Здесь пусто! Здесь смерть!
Смерть невидимая, без огня, без вкуса, без запаха.
В обличье радиоактивных излучений. На 300 верст от
Чернобыля смерть в виде радиоактивной пыли
рассыпана по полям, лесам и домам. Вся земля
поделена на мертвые зоны: зоны отселения, зоны
отчуждения, зоны жесткого контроля.
Просмотр видеосюжета «Уроки Фукусимы и Чернобыля» (Приложение 3)
Выступление учащихся из группы «Экономисты»
Слайды 44-46. О ядерной энергии можно говорить долго: слишком уже много она сделала для человека – и плохого, и хорошего. Да, это неисчерпаемый источник энергии, компактный, бездымный. Но он тоже дает отходы: это ставшие радиоактивными детали и отработавшие твэлы, просто так их выбросить нельзя, приходится хранить в специальных контейнерах, сделанных из свинца, и опускать глубоко в землю в специальные шахты, чтобы не дать возможности излучениям вырваться наружу. А это все дорого. Иначе обезвредить отходы мы пока не можем. Вот и получается: тот выигрыш, который мы получаем при использовании ядерной энергии, перекрывается проигрышем, связанным с захоронением отходов. Строительство и обслуживание АЭС обходится государству дороже, чем топливо для ТЭС и обслуживание ТЭС, так же очень дорог процесс демонтажа ядерных реакторов (каждые 20 лет). Заключительное слово учителя.
Слайд 47. Увидев положительный результат в применении ядерной энергии, человек начал пропагандировать ее, потерял бдительность и не до конца отработал системы контроля и безопасности. Но когда случилась беда, он устремился в другую крайность: потребовал запретить, осудить ядерную энергию, прекратить ее использование. Какую же энергию будет использовать человек, когда иссякнут запасы твердого топлива, нефти и газа? А ведь они не безграничны. Кроме того, обычное топливо, сгорая, очень сильно загрязняет воздух и нарушает экологию Земли. Задумайтесь еще и над тем, что, развиваясь технически, наша цивилизация требует все больше и больше энергии, и решить эту проблему помогает ядерная энергия. Ею только надо разумно и крайне осторожно пользоваться.
Подводится итог урока:
Слайд 48.Человек должен всегда помнить, что Природа мудра, и, вторгаясь в ее тайны, нельзя нарушать ее законы. Кроме того, в своих действиях нужно руководствоваться правилом: «Не навреди!», быть осмотрительным, внимательным, просчитывать десятки связей и ходов наперед, а главное – всегда помнить о других людях, ценности жизни, уникальности нашей планеты
Слайд 49. «Я не знаю, с каким оружием будет Третья Мировая война, но я точно знаю, что Четвертая Мировая будет с камнями и палками». Альберт Эйнштейн.
Данный урок не претендует на то, чтобы дать ответ на все вопросы. Наши знания здесь все еще недостаточны, хотя об источниках радиации, ее действии на человека и опасности для населения известно больше, чем практически о любом другом факторе, сопряженном с вредными воздействиями.