Интегрированный урок физики с ИКТ

Цели урока.

Образовательная: закрепить знания, 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.

Воспитательная

: сформировать
мировоззренческие идеи, связанные с угрозой миру
и человечеству при использованию ядерной
энергии; воспитать чувство ответственности за
все происходящее в мире; воспитать умение
работать в группе, выслушивать оппонента,
уважать точку зрения своих товарищей.

Развивающая

: формировать навыки
самостоятельности и коммуникативности; развить
умение 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.

Форма организации урока:

Научно-практическая
конференция.

Ход урока

Для подготовки к конференции учащиеся заранее
объединялись в группы по проблемам, которые их
наиболее заинтересовали.

Учащиеся-“специалисты” рассаживаются за
большим столом, учащиеся-“журналисты” — в зале.
На доску спроецированы две таблицы с цитатами:

“Поскольку усиливаются опасения относительно
потепления климата на земном шаре, то
представители атомной промышленности
высказывают мнение, что ядерные реакторы –
единственное средство удовлетворения
потребностей в электроэнергии без увеличения
выброса в атмосферу диоксида углерода”.

Д. Кид,

МАГАТЭ.

“С позиции экологической безопасности страны
радиационное загрязнение одна из самых главных
угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но
один только Чернобыль полностью оправдывает
нашу тревогу”.

А. Яблоков,

Член-корр. РАН.

Ведущий.

Уважаемые дамы и господа! Мы с вами
присутствуем на научно-практической конференции
“Биологическое действие радиоактивных
излучений”. Наша конференция посвящена одной из
животрепещущих проблем нашего времени, начала
третьего тысячелетия, атомного ХХI века, века
величайших открытий и величайших трагедий.
Сегодня мы собрались здесь, чтобы обсудить
проблемы, связанные с использованием ядерной
энергии, с ее воздействием на живые организмы.

У нас на конференции присутствуют группы
ученых:

Физики-ядерщики (они хорошо владеют всеми
вопросами, касающимися условий протекания
ядерных реакций); биологи; историки; историки
физики; представители ЧС; представители СМИ
(представляет).

Все началось с того, что в феврале 1896 года было
открыто явление радиоактивности. Я предлагаю вам
вспомнить имя ученого и опыты, проведенные им.

Историки физики.

Первый.

Это Антуан Анри Беккерель. Случай
подарил ученому несколько пасмурных дней,
которые уберегли приготовленные для
исследования фосфоресцирующие соли урана от
воздействия солнечных лучей. Последующие опыты
убедили ученого, что соли урана, испускают
невидимое проникающее излучение.

Второй.

Естественно было попытаться
обнаружить, не обладают ли способностью к
самопроизвольному излучению другие химические
элементы, кроме урана.

1898 году Мария Складовская-Кюри во Франции и
другие ученые обнаружили излучения тория. В
дальнейшем главные усилия в поисках новых
элементов были предприняты Марией
Складовской-Кюри и ее мужем Пьером Кюри.

Систематическое исследование руд, содержащих
уран и торий, позволило им выделить неизвестный
ранее химический элемент-полоний, названный так
в честь Родины Марии Складовской-Кюри-Польши.
Наконец, был открыт еще один элемент, дающий
очень интенсивное излучение.

Он был назван радием (т.е. лучистым). Само же
явление самопроизвольного излучения было
названо супругами Кюри радиоактивностью.

Первый.

Радиоактивность представляет
собой самопроизвольное превращение ядер одних
элементов в ядра других элементов,
сопровождаемое испусканием различных частиц.
Разработал теорию радиоактивного распада
Фредерик Соди вместе с Эрнестом Резерфордом.
Можно сказать, что сбылась мечта алхимиков: стало
возможным превращение одного элемента в другой.

Ведущий.

Прав ли был Прометей, давшим людям огонь?
Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин,
Из прекрасного лебедя вырос дракон,
Из запретной бутылки выпущен джин.

Физики-ядерщики.

Первый.

Радиоактивное излучение обладает
особым биологическим действием на незащищенных
людей (нарушается нормальная жизнедеятельность
клеток организма), вызывает лучевую болезнь
различной степени.

Характер поражения людей и животных зависит от
дозы облучения. Дозой облучения называется
количество энергии радиоактивных излучений,
поглощенное единицей объема облучаемой среды.
Дозу облучения измеряют в рентгенах. Рентген –
количество гамма-излучения, которое вызывает в 1
см3 воздуха образование двух миллиардов
пар ионов. Воздействие излучений зависит не
только от величины дозы, но и от скорости ее
накопления, т.е. от величины дозы в единицу
времени.

Второй.

В зависимости от полученной
организмом дозы различают четыре степени
лучевой болезни (легкую, среднюю, тяжелую, крайне
тяжелую).

Предельно допустимой дозой однократного (в
течение четырех суток) радиоактивного облучения
людей является доза 50 рентген. (Эта доза
считается безопасной для человека).

Дозы радиоактивного облучения, которые может
получить человек во время ядерного взрыва,
зависят в основном от расстояния до места взрыва,
а также от степени защиты. При прохождении через
любую среду проникающей радиации ослабляются.

Биологи.

Первый.

Излучение радиоактивных веществ
оказывает очень сильное воздействие на все живые
организмы. Даже сравнительно слабое излучение,
которое при полном поглощении повышает
температуру тела лишь на 0,001Со, нарушается
жизнедеятельность клеток.

Второй.

Живая клетка – это сложный механизм,
не способный продолжать нормальную
жизнедеятельность даже при малых повреждениях
отдельных его участков. Между тем даже самые
слабые излучения способны нанести клеткам
существенные повреждения и вызвать опасные
заболевания (лучевая болезнь).

При большой интенсивности излучения живые
организмы погибают.

Опасность излучений усугубляется тем, что не
вызывает никаких болевых ощущений даже при
смертельных дозах.

Первый.

Механизм поражающего биологические
объекты действия излучения еще недостаточно
изучен. Но ясно, что оно сводится к ионизации
атомов и молекул, и это приводит к изменению их
химической активности. Наиболее чувствительны к
излучениям ядра клеток, особенно клеток, которые
быстро делятся. Поэтому в первую очередь
излучения поражают костный мозг, при этом
нарушается процесс образования крови. Далее
наступает поражение клеток пищеварительного
тракта и других органов.

Сильное влияние оказывает облучение на
наследственность, поражая гены в хромосомах. В
большинстве случаев это явление является
неблагоприятным.

Второй.

Облучение живых организмов может
оказывать и определенную пользу.
Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных
(раковых) опухолях более чувствительны к
облучению, чем нормальные. На этом основано
подавление раковой опухоли гамма-лучами
радиоактивных препаратов, которые для этой цели
более эффективны, чем рентгеновские лучи.

Представители ЧС.

Первый.

После того, как науке стало известно,
что радиоактивное излучение опасно, стали искать
способы защиты от него. Используя закономерности
прохождения заряженных частиц, рентгеновских
или гамма-лучей и нейтронов через вещество,
рассчитываются специальные защитные устройства:
щиты, вытяжные шкафы, спецодежда, фартуки,
перчатки и т.д. Большое значение имеет
исследование защитных материалов, таких, как
свинец, бетон, сталь, железо и других. Для защиты
от гамма-излучений применяется плексиглас.

Кроме того, защитные действия от ионизирующего
излучения имеют сооружения (проецируется на
экран таблица “Защитные действия от
ионизирующего излучения сооружений”).

Второй.

Люди, находящиеся в момент взрыва в
защитных сооружениях, получают меньше дозы
радиоактивного облучения (или вовсе могут не
подвергнуться облучению), чем люди, находящиеся
на том же расстоянии вне укрытия. Действие
радиации особенно резко ослабляет перекрытие
щелей, блиндажей, убежищ, стены зданий и
сооружений.

Проникающая радиация, проходит через слой
грунта и перекрытие сооружения, ослабляется тем
сильнее, чем больше толщина и плотность
защитного слоя. Перекрытие траншеи и щели
уменьшает дозу проникающей радиации в несколько
десятков раз, блиндажи в 200-400 раз, а убежища
практически полностью защищают от проникающей
радиации.

Историки физики.

Первый.

В декабре 1942 года под руководством
итальянского физика Энрико Ферми впервые была
осуществлена управляемая реакция деления ядер
урана.

Второй.

В США группа ученых во главе с
Робертом Оппенгеймером разработала конструкцию
атомной бомбы, и к середине 1945 года в штате
Нью-Мексико, у Аламогордо, был проведен
испытательный взрыв первой атомной бомбы.

Человечество изобрело ядерное оружие. История
знает пример, когда грозная мощь атома была
сознательно обрушена на головы людей.

(Демонстрируется фрагмент фильма: “Хиросима”).

Ведущий.

Создание ядерного оружия (и в США, и в СССР),
являлось результатом невиданного взлета
человеческой мысли, поэтому необходимо было
создавать новые направления в науке, такие как
нейтронная физика, физика сверхвысоких
плотностей энергии, физика быстропротекающих
процессов, промышленная радиохимия и многие
другие.

Физики-ядерщики.

Известно, что в ряде случаев без ядерных
взрывных технологий не обойтись. До 1988 года
проводились “мирные” ядерные взрывы. Их было 115;
39 из них выполнены с целью глубинного
сейсмозондирования земной коры для поиска
полезных ископаемых; 25 – для интенсификации
нефтяных и газовых месторождений; 22 – для
создания подземных емкостей для хранения газа и
конденсата; 5 – для гашения аварийных газовых
фонтанов; 4 – для создания искусственных каналов
и водохранилищ; 2 – для дробления руды в
карьерных месторождениях; 2 – для создания
подземных емкостей; 1 – для предотвращения
горных ударов и газовых выбросов в подземных
угольных выработках; 13 – для исследования
процессов захоронения радиоактивных веществ.

Биологи.

И все-таки мы считаем, что радиоактивные
продукты при использовании ядерных взрывных
технологий могут попасть в среду обитания
человека, тогда последствия будут необратимы. А
сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?

(Демонстрируется фрагмента фильма:
“Чернобыль”).

Экологи.

Первый.

Это одно из поражающих действий
радиоактивных излучений на живые организмы. По
оси перемещения взрывного облака уже через
несколько дней после взрыва стала появляться
пяти километровая полоса умирающего леса. На
площади 38 км2 погибли все растения, все
мелкие млекопитающие. С осадками в виде сухих
отложений вдоль “чернобыльского сада”
произошло заражение водоемов и почвы.

Второй.

Главную опасность представляли сухие
частицы ядерного топлива на поверхности земли,
т.к. они могли легко подниматься ветром и
попадать в легкие. Даже в 1990 году в легких диких
млекопитающих (лосей, кабанов и других),
обитавших в зоне отчуждения, экологи обнаружили
от 9000 до 26000 таких частиц на 1 кг ткани легкого.

Первый.

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 тыс. детей. По
официальным данным, на весну 1992 года число
погибших вследствие Чернобыльской аварии
составило 80 тыс. человек, а число заболевших до
сих пор неизвестно.

Второй.

Катастрофа в Чернобыле обнаружила
дилемму, перед которой оказалось человечество в
условиях глобального экологического кризиса:
либо оно сделает все возможное для сохранения
биосферы, либо безвременно исчезнет.

Физики-ядерщики

(“за”).

Но ведь у АЭС есть преимущества:

Ядерные реакторы потребляют не кислород, а
органическое топливо;

Не загрязняют окружающую среду золой;

При нормальном режиме эксплуатации биосфера
надежно защищена от радиоактивного воздействия.

Физики-ядерщики

(“против”).

Захоронение радиоактивных отходов и демонтаж
отслуживших срок реактивов нужно организовать;

Всегда существует аварийная опасность
радиоактивного загрязнения.

Между крупнейшими авариями в Тримейл-Айлеаде
(США) и в Чернобыле прошло всего 7 лет.

Физики-ядерщики

(“за”).

Нужно еще сказать об использования явления
радиоактивности в медицине:

Методы диагностики и терапии показали свою
эффективность. При облучении раковых клеток
гамма-лучами они прекращают свое 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 радиоактивные изотопы при
исследовании йодного обмена щитовидной железы.

Ведущий.

Наши дебаты можно было бы продолжать и дальше.
Вы, уважаемые коллеги, привели много
убедительных аргументов “за” и “против”
ядерной энергии. Теперь пришла пора предоставить
слово журналистам, сидящим в этом зале.

Вопросы.

1. Вопрос к физику-ядерщику (“за”).

Какие требования предъявляются при
строительстве АЭС?

Ответ:

При строительстве любого АЭС наиболее
ответственным является выбор конкретного места
ее размещения. По принятым во всем мире
требованиям к размещению АЭС должны быть учтены
прочность грунта, на котором станция будет
построена, возможность землетрясения, наличие
водных источников, достаточных для охлаждения
реакторов, близость крупных населенных пунктов и
многие другие факторы, обеспечивающие
максимальную безопасность станции.

2. Вопрос физику-ядерщику (“против”).

Каковы факторы опасности ядерных реакторов?

Ответ:

Их несколько:

Возможность аварии с разгоном реактора. При
этом вследствие сильнейшего тепловыделения
может произойти расплавления активной зоны
реактора и попадания 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.

Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их
количество и характер зависит от конструкции
реактора и качества его сборки и эксплуатации.

Необходимость захоронения отработавшего
реактора.

Радиоактивное облучение персонала.

3. Вопрос представителю ЧС.

Каким способом можно обнаружить радиоактивные
вещества, выпавшие на местность?

Ответ:

Радиоактивные вещества, выпавшие на
местности, не имеют внешних признаков, их можно
обнаружить только дозиметрическими приборами
(показывает дозиметр и рассказывает о его
использовании).

4. Вопрос представителю ЧС.

Каковы средства защиты от радиоактивного
излучения?

Ответ:

Это противогазы, респираторы,
специальная защитная одежда (учащиеся
демонстрируют ОЗК, представитель ЧС
рассказывает, из чего он состоит, в каких случаях
его можно использовать),

5. Вопрос биологу.

Что представляет собой естественное
внутреннее облучение?

Ответ:

При внутреннем облучении
радиоактивные вещества оказываются в воздухе,
которым мы дышим, или попадают внутрь организма с
пищей и водой.

Некоторые нуклиды, например, нуклиды свинца-210 и
полония-210 поступают в организм с пищей (рыбой).

Наиболее значительным из всех естественных
источников радиации является невидимый, не
имеющий вкуса и запаха, тяжелый газ радон. Он
поступает в атмосферу из земной коры, а также из
полов и стен зданий и быстро распадается с
испусканием альфа-частиц. Герметизация
помещений с целью укрепления затрудняет выход
радиоактивного газа из помещения.

Большую опасность представляет попадание
паров с высоким содержанием радона в легкие
вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего
происходит в ванной комнате. Радон проникает
также в природный газ. Концентрация радона в
помещении может заметно возрасти, если кухонные
плиты, отопительные устройства, в которых
сжигается газ, не снабжены вытяжкой.

6. Вопрос биологу.

Что можно считать искусственным источником
радиации?

Ответ:

Лучевую терапию и диагностику, многие
общеупотребительные предметы. В первую очередь
– люминесцентные часы, современные цветные
телевизоры. Но при правильной настройке и
эксплуатации дозы облучения от современных
моделей телевизоров малы.

7. Вопрос к физику-ядерщику (“за”).

Что вы можете сказать о способах захоронения
радиоактивных отходов?

Ответ:

Дезактивация.

Затопление контейнеров с радиоактивными
отходами в морях и океанах.

8. Вопрос к экологу.

Каковы последствия испытаний на
Семипалатинском полигоне?

Ответ:

Испытания на Семипалатинском полигоне
привели к резкому ухудшению экологической
обстановки. Выявлен высокий процент заболеваний
раком, рождение “желтых” детей.

9. Вопрос физику-ядерщику (“против”).

Какие типы ядерных реактивов существует в
настоящее время?

Ответ:

В настоящее время в мире существует
пять типов ядерных реакторов. Это реактор ВВЭР
(водо-водянной энергетический реактор), РБМК
(Реактор Большой Мощности Канальный), реактор на
тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и
газовым контуром, реактор на быстрых нейтронах.

Ведущий.

Пришла пора сделать выводы, что же ядерная
энергия приносит людям – зло или благо?

Биологи.



Страницы: 1 | 2 | Весь текст


Следующий: