страница 1
Тип урока: повторительно-обобщающий урок
Форма урока: деловая игра «Научный симпозиум»
Цель урока: акцентировать внимание учащихся на мировых проблемах ядерной энергетики, выяснить влияние радиоактивного излучения на здоровье людей, окружающую среду, на природные явления.
Задачи:
-
Образовательные: Закрепление и развитие у учащихся научных знаний и умений, необходимых и достаточных для понимания процессов, происходящих в природе, науке и обществе.
-
Развивающие задачи: Развитие умения научно и логически мыслить, обобщать сведения и делать выводы.
-
Воспитательные: Формирование научного мировоззрения, воспитание экологического мышления и поведения, воспитание чувства гражданского патриотизма и любви к Родине
Межпредметные связи: физика, экология, история
Методы обучения: словесный, наглядный, проблемно-поисковый, исследовательский
Форма обучения: групповая, индивидуальная
Оборудование: мультимедийный комплекс, видеофрагмент
Структурно-логическая схема урока:
-
Организационный момент
-
Актуализация темы
-
Работа симпозиума
-
Тестирование
-
Выставление оценок
-
Домашнее задание
-
Рефлексия, подведение итогов
Актуализация знаний, постановка цели и задач урока. Слайд 1
Ребята, мы с вами изучили тему «Физика атомного ядра», в которой мы рассмотрели физические процессы, происходящие в атомных ядрах, явление естественной и искусственной радиоактивности, деление тяжелых ядер, приводящее к возникновению цепных ядерных реакций, используемых при работе ядерных реакторов и взрывах ядерных бомб.
Наш урок сегодня проходит в форме деловой игры «Научный симпозиум», на котором вы должны рассмотреть вопросы ядерной энергетики, которые волнуют весь мир, ее влияние на живую природу, человека, планету, вынести решение: быть или не быть ядерной энергетике. Здесь сегодня собрались видные ученые Казахстана и представители США и России, крупнейших ядерных держав. Председательствует сегодня руководитель Национального ядерного центра ……. Вам слово, господа.
Председательствующий. Дамы и господа! Мы сегодня здесь собрались для того, чтобы решить судьбу ядерной энергетики. Мы должны проанализировать многие научные данные, взвесить все «за» и «против» и вынести свой вердикт: быть или не быть ядерной энергетике в нашей стране.
Для начала давайте вспомним, с чего все началось.
Генерал армии Женис Омаров. Первыми, кто начал на государственном уровне работать над ядерным оружием, были немцы. Весной 1939 г. профессор Гамбургского университета П.Гартек написал письмо в военное министерство Германии, где обосновал возможность использования ядерного взрывчатого вещества в военных целях. И уже осенью 1939 г. в Германии открывается "Урановое общество", куда вошли выдающиеся ученые Гейзенберг, Гартек, Герц, Боте, Вайцзеккер и другие. Программа ядерных исследований была утверждена правительством и имела поддержку военного руководства.
Но к созданию атомной бомбы немцы так и не приступили. Дело в том, что в 1942 г. ядерная программа Германии была заморожена. О причинах такого решения А.Шпеер, министр вооружений Третьего рейха, вспоминал так: «Осенью 1942 г. я еще раз спросил физиков-ядерщиков о возможных сроках создания атомной бомбы и, узнав, что потребуется три-четыре года, приказал прекратить все работы в этом направлении…»
Доцент кафедры ядерной физики Анна Иванова. (слайд 2, 3, 4) В США над проблемами создания атомной бомбы работали в рамках так называемого Манхэттенского проекта (МАП).
Главным объектом МАП была научно-исследовательская лаборатория в Лос-Аламосе. Там разрабатывалась конструкция атомной бомбы и технология ее изготовления. Возглавлял лабораторию талантливый ученый Роберт Оппенгеймер. Кроме того, в научных исследованиях принимали участие такие научные звезды первой величины, как Альберт Эйнштейн, Лео Сциллард, Нильс Бор, Энрико Ферми, Клаус Фукс и другие ученые. В этом отношении США очень повезло, поскольку здесь в конце 30-х гг. оказались многие специалисты в области ядерной физики, бежавшие от преследований фашистских режимов в Европе. Численность сотрудников лаборатории и обслуживающего персонала составляла 45 тысяч человек, а в отдельных случаях лаборатория сотрудничала с рядом американских университетов, которые выполняли специальные задания МАП
6 августа 1945 года США провели атомную бомбардировку японского города Хиросима.
В 8 часов 15 минут с высоты 10 тысяч метров на Хиросиму была сброшена атомная бомба «Малыш», взорвавшаяся на высоте 600 метров. В результате были убиты и пропали без вести около 200 тысяч человек, ранены и подверглись радиоактивному облучению около 160 тысяч человек. Подавляющее большинство погибших были мирными гражданами.
Пожары продолжались в течение многих часов в радиусе четырех километров от эпицентра взрыва. Из 90 тысяч домов 62 тысячи были полностью разрушены. 9 августа в 11:02 по японскому времени подвергся удару второй город Нагасаки. В бомбардировке городов Хиросимы и Нагасаки не было никакой необходимости, так как война Японией была уже проиграна.
Инженер-эколог Дмитрий Калмыков. Первая ядерная бомба в СССР была построена в 1949 году и в этом же году была испытана на Семипалатинском ядерном полигоне. Сорок лет существовал и действовал Семипалатинский ядерный полигон с 1949 по 1989 год, единственный в мире, на территории которого жили и продолжают жить простые люди. За это время на полигоне было произведено 125 воздушных и наземных ядерных взрывов, 348 подземных, 175 мощнейших взрывов обычных взрывчатых веществ. И все эти 40 лет ни один из населенных пунктов, расположенных вблизи, не прекращал своего существования.
На полигоне взрывали атомные бомбы, а крохотные села и зимовки жили своей жизнью. Некоторые из них расположены всего в 5-10 км от испытательных площадок. Иногда в день взрывов жителей увозили куда-нибудь подальше. Но чаще не тревожили. И тогда жители могли любоваться «атомным грибом» и «красным туманом».
Осенью 1953 года на полигоне был произведен первый в СССР взрыв водородной бомбы (Слайд 5). Мощность составляла 470 килотонн. В радиусе 500 км даже на 20 сутки гамма-излучение составляло 60 тысяч микрорентген/час. Жителей поселка вернули домой уже на следующий день. Каждому взрослому члену семьи военные выдали по бутылке водки.
После ядерного взрыва в течение 8 суток радиация, от которой нельзя отгородиться государственными границами, равномерно распространяется по всей планете, повышая общий радиационный фон Земли. Многие радиоактивные изотопы уже распались и исчезли, но период распада изотопов плутония, стронция составляет сотни и тысячи лет. Радиация – это болезнь на тысячи лет.
Председатель Комитета ветеранов подразделений особого риска Мэлгис Метов (видеоролик). У меня до сих пор перед глазами солдаты, обезумевшие от страха. В госпитале я видел парнишку, который набросился на врача, узнав, что его комиссовали и дали группу инвалидности. Трудно смириться в 19 лет, что ты не дееспособен. Сколько солдат покончили жизнь самоубийством, сколько из-за этого было разрушено семей. В нашем пункте был солдат, который боялся выходить на опытное поле, в этот ад, и все время просился разнорабочим на кухню. Некоторые пытались дезертировать с полигона и попадали под трибунал.
Историк Марат Семби. 28 февраля 1989 года поэт и писатель, крупный общественный деятель Олжас Сулейменов объявил миру о рождении антиядерного движения «Невада-Семей». «Мы не имеем права безропотно ждать конца света! Мы привыкли бороться за мир во всем мире. Теперь поняли, что бороться за мир надо каждому на своей земле. Поэтому мы и создали движение «Невада». Только здесь на Семипалатинском полигоне мы остановили в 1989 году 11 ядерных взрывов. А сколько потом остановлено американских, китайских, французских, английских и прочих взрывов. Казахстанцы заставили замолчать все 5 полигонов планеты. А ведь каждое испытание ядерной бомбы стоит 25-30 млн. долларов. Сколько денег мы сэкономили, а главное – мы сохранили жизнь и здоровье миллионам людей. Движение сразу получило поддержку на государственном уровне, ведь не вмешайся тогда в это глава государства, никакая бы общественная организация военный полигон не закрыла бы». 26 августа 1991 года Президент страны Н.А.Назарбаев подписал Указ о закрытии Семипалатинского полигона. В мае 1992 года на его базе был создан Национальный ядерный центр а городе Курчатов.
Инженер-эколог Дана Садыкова. (Слайды 6,7,8). Полигон закрыт, здесь стоит непривычная тишина, но и сейчас полигон представляет большую опасность для всего живого. Мертвый полигон убивает и одновременно кормит людей оставшихся здесь. Люди собирают металл в штольнях, где производились подземные взрывы. На полигоне замечают пришлых людей, которые приезжают туда на «КАМАЗах», груженных какими-то бочками, с бетономешалками, вскрывают забетонированные штольни, сгружают туда емкости и снова бетонируют вход. Жители полагают, что происходит захоронение ядовитых радиоактивных или химических отходов.
Территория полигона огромна – 18 тысяч квадратных километров. Около трех тысяч квадратных километров должны быть вычеркнуты из землепользования на тысячи лет вперед. Смертельно опасные районы разбросаны по всей территории полигона. Настоящие радиоактивные ловушки. Люди должны знать, где они находятся. Составляются карты полигона, где эти зоны будут выделены красным цветом. Они так и называются «красные зоны». Радиоактивный фон в них достигает 10-20 тысяч микрорентген в час, в то время как природный фон составляет 10-15 микрорентген в час.
На полигоне пасется скот, поедая радиоактивную траву. На одном из снимков виден конский навоз, а дозиметр в руке человека показывает почти 3 тысячи микрорентген в час! Есть множество признаков, по которым можно определить опасные зоны: высокая трава, куски оплавленной до стеклянного состояния земли. Встречаются целые стеклянные поляны и ядерные воронки, заполненные водой. Гладкие круглые атомные «озера» - также неблагоприятный знак. На побережьях «атомных» озер встречаются следы семейных пикников!?
Председательствующий. На сколько опасен сейчас полигон для Казахстана?
Доктор биологических наук, академик Михаил Семенович Панин. Очень опасен. Опасны штольни, в которых производились взрывы. Сейчас там идут водотоки, в которых содержатся радионуклиды. Они медленно двигаются к Иртышу и не надо говорить, что будет, если радионуклиды попадут в реку. Сейчас необходимо прекратить этот процесс. Нужны большие затраты. Вот почему я считаю, что государство должно взять ситуацию под контроль. Весь полигон должен стать государственным научным заповедником. Полигон реабилитировать можно с помощью современных биотехнологий. Некоторые виды растений являются природными аккумуляторами радионуклидов. Например, некоторые виды полыни обладают способностью вытягивать их из почвы своими корнями. На каждый радионуклид - свой вид растений. Необходимо подобрать такие виды растений, которые аккумулируют радионуклиды не только в корнях, а могут поднять их в наземную часть, которую можно косить и утилизировать.
Доктор медицинских наук Дарига Ибраева. (Слайд 9 и 10)Не только ядерные взрывы, но и последствия различных техногенных катастроф (аварии на АЭС, подводных лодках, которые тонут в морях и океанах, захоронения радиоактивных отходов, сделанные на скорую руку, кое-как) подвергают людей, живущих вблизи этих мест заражению и различным болезням. Радиация негативно воздействует на человека на генном уровне, вызывая заболевания у будущих поколений. Вот какие заболевания мы связываем с повышенной радиацией:
выкидыши (спонтанных абортов) и мертворождений, вызванных радиацией;
-
смертность новорожденных в первый день и неонатальная смертность (в течение первого месяца), вызванную радиацией;
-
появление врожденных уродств, вызванных радиацией;
-
не смертельный рак, вызванный радиацией;
-
рак, вызванный иными, чем радиация карциногенами, но ускоренно развивающийся под действием радиации;
-
вызванные радиацией поражения иммунной системы и других не раковых заболеваний;
-
“незначительные” генетических изменений (которые включают, в том числе возникновение генетической предрасположенности к раку грудной железы и сердечно-сосудистым заболеваниям);
-
рак, который возникает по причине облучения, но может возникнуть и по другой причине (например, раку легких у курильщика).
Учитель физики, штат Висконсин США, Дэвид Добсон. 46 лет назад Пентагоном был проведен опыт, в котором я и еще один парень участвовали в течение 30 месяцев. В ходе этого опыта решался вопрос, может ли пара непрофессионалов, с мозгами, но без доступа к секретным исследованиям, «взломать» ядерные секреты и с блокнотом и читательским билетом разработать ядерную бомбу. Через 30 месяцев мы составили документ, в котором мы описали, как мы предлагаем создать ядерную бомбу и какие материалы для этого требуются. Все было расписано очень подробно, так, чтобы эту штуку могли произвести хоть в ближайшем автомагазине.
Председательствующий. (Слайд 11) Вы видите, господа, существует угроза создания ядерной бомбы террористами. Хочу напомнить: в мире, до настоящего времени, произведено 2049 испытаний ядерного оружия. Из них - США произвели 1032 испытания, СССР - 715, Франция - 210, Великобритания - 45, Китай - 47. Около двух десятков испытаний имели промышленный характер. В последних взрывная энергия ядерных боеприпасов использовалась для гашения многомесячных пожаров на нефтяных скважинах, для изготовления гигантских водохранилищ (сбор паводковых вод) и другие. И так, к какому выводу мы придем?
Эколог Аким Соколов.(Слайд 12)С октября 1951-го (после аварийного безостановочного сброса 27 - 29 сентября в Течу более 200 тысяч кюри) именно сюда, в Карачай (Урал, Россия), был направлен главный поток жидких отходов плутониевого производства, и постепенно уже здесь, в самом озере, накопилось, опять же по официальным данным, 120 с лишним миллионов кюри активности, и в таком растворе не смогли ужиться даже сине-зеленые водоросли, живущие не только везде на божьем свете, но и на Луне. Плутоний производят при работе реактора на быстрых нейтронах.
(Слайд 13 )Сейчас Карачай окончательно "убирается с лица Земли": обвешанные свинцовой защитой тяжелые самосвалы засыпают его грунтом (Боже, неужто когда-нибудь здесь будет действительно зеленая лужайка с безмятежно пасущимися коровами?!). Однако под озером, в глубине, уже созрела новая грозная опасность - увесистый слой зараженной, "грязной" воды общей площадью более 10 квадратных километров, который неостановимо расширяется по направлению все к той же Тече, откуда ему откроется магистральный путь в Исеть, Тобол, Иртыш, Обь и Ледовитый океан. Это ужасно.
Геолог Наталья Слепчук. (Слайд 14) Ядерные взрывы, которые проводил СССР на Новой Земле, привели к расколу океанического дна и повреждению литосферы. И как следствие – Северный Ледовитый океан стремительно теплеет. Американцы, англичане, французы испытывали тысячи ядерных бомб в Тихом океане. В результате дно океана расколото, из трещин вырывается газовая плазма, которая подогревает океан. Температура воды повысилась на 6 ˚С, из-за чего гибнет животный мир. Земная кора вся испещрена трещинами и разломами. То есть, благодаря ядерным испытаниям мы сидим теперь на вулкане, готовом в любую минуту взорваться. Подводные взрывы чреваты цунами и тайфунами, которые сотрут многие города с лица Земли.
Академик Константин Боровский. (Слайд 14)Скорое пришествие конца света человек может сотворить своими руками. Всего-то необходимо, чтобы вода в океане потеплела на 3-4 градуса. При сегодняшних темпах глобального потепления это может случится очень скоро. Уровень воды в океане катастрофически поднялся. Есть прогнозы, что Тихий океан сольется с Атлантическим, и водой зальет всю Западную Европу, северные и западные районы России, Нью-Йорк, Японию, Австралию, Новую Зеландию, Юго-Восточную Азию, прибрежный Китай и т. д. Китайская мудрость гласит: если на одном полушарии убить бабочку, то на другом начнется землетрясение. В природе все взаимосвязано. США бомбили Ирак, а в Туркмении и Иране – землетрясения. Потепление приведет к тому, что полюса Земли поменяются. Такое в истории Земли уже бывало. Когда-то полюс был в Гималаях, а в Якутии росли бананы, ананасы, апельсины. Смена полюсов может произойти мгновенно, мы не успеем к ней приготовиться, температура может опуститься до -170 ˚С. Можно лишь фантазировать, что произойдет с людьми и их высокоразвитой компьютерной техникой.
Председательствующий. Сегодня отношение к атомной энергетике негативное. Особенно в Казахстане. И много времени должно пройти и многое должно быть сделано, чтобы это общественное отношение изменилось. Но ведь когда-нибудь вопрос о ядерной энергетике встанет перед человечеством, так как запасы органического топлива (уголь, нефть, газ) небезграничны. В то время как ядерное горючее само себя воспроизводит, огромны запасы его и в морской воде. С созданием управляемой термоядерной реакции человечество получит неограниченный источник энергии. Нужно ли развивать ядерную энергетику, строить атомные электростанции, подводные лодки, ледоколы, работающие на атомных ректорах?
Академик Жабага Такибаев. Еще в 60-десятые годы мы с Мухтаром Ауэзовым написали письмо Хрущеву с предложением запретить испытания под Семипалатинском. Мы уже тогда хорошо понимали, что такое радиация. Но за атомной энергетикой - будущее. Теперь мы знаем причины трагедии Чернобыля. Важнейший чернобыльский урок – нельзя строить графитовые реакторы. Это опасно: графит горит. Еще Ферми, создавший в 1942 году первый графитовый реактор, отказался от его применения. На атомную энергетику делают ставку все ведущие страны мира. К примеру, во Франции 70% энергии вырабатывается на АЭС. Наш центр тоже занимается разработкой автоматической системы защиты станций. Доказано, что в случае безаварийной работы, АЭС на несколько порядков чище ТЭЦ, особенно работающих на экибастузском угле. А атомные ледоколы, подводные лодки могут целый год работать на ядерном горючем размером со спичечный коробок.
Физик-ядерщик академик А Петров. (Слайд 15, 16) Причины, по которым развивается ядерная энергетика мира, заключены в ее особенностях, выгодно отличающих атомную энергетику от других типов энергетического производства. Основными из этих особенностей являются: экология, низкая стоимость электричества на ядерных станциях, безопасность энергии, получаемой на ядерных станциях. Чтобы эти особенности выполнялись нужно готовить грамотных специалистов, готовых принять правильное решение в любой момент. Развитие ядерных технологий - в том числе и в энергетике - с особой остротой ставит проблему утилизации техногенных отходов. Заметим, что сама эта проблема существует более полутора сотен лет, с начала индустриального этапа развития промышленности. За это время в качестве отходов выброшено в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа, окислов азота и других химических элементов. Сброшены на поверхность земли, в сточные воды, в реки и океаны миллиарды тонн новых, вовлеченных в промышленный оборот, соединений, металлов, кислот, щелочей. Никто не может установить всех причинно-следственных связей новых и, зачастую неизлечимых, болезней, поражающих человека, с этим глобальным загрязнением среды обитания. Нужно воздать должное ядерной технологии, которая, наконец-то, заставила человечество обратить самокритичный взгляд на условия своего собственного существования и на развитие технологий, могущих привести к появлению безотходных, экологически чистых производств. Я считаю, что каждая страна должна надежно утилизировать свои отходы на своей территории, а не завозить их в другую страну.
Председательствующий. И так, дамы и господа, мы рассмотрели много доводов «за» и «против» ядерной энергетики. Нам всем здесь понятно, что в мире не должны повторяться трагедии Хиросимы и Нагасаки, ядерных полигонов Семей и Новой Земли, чернобыльской электростанции и многих других.
Подводятся итоги симпозиума ученых Казахстана.
На международном уровне должна быть разработана стратегия развития ядерной энергетики, которая все возникающие вопросы учтет и примет соответствующие документы и уставы, в которых наша среда обитания, человек и его будущее поколение будут надежно защищены законом. Наша планета и после нас должна остаться цветущим садом и с живительными источниками.
Это поместить на слайды. К 2025 году производство электроэнергии на АЭС возрастет примерно на 22-44%, что увеличит потребности в уране. С 2001 года в мире отмечается рост затрат на добычу урана: в 2004 году они составили 130 миллиардов долларов, что на 40% больше, чем в 2002 году. По данным МАГАТЭ, в 2004 году в 30 странах мира действовали 442 АЭС, на долю которых приходилось 16% всей выработанной электроэнергии. Наиболее развита ядерная энергетика в США (104 АЭС), Франции (59), Японии (54), России (30) и Великобритании (27). Пять государств большую часть своих потребностей в электроэнергии удовлетворяют за счет АЭС: Литва (80%), Франция (76%), Словакия (57%), Бельгия (55%) и Швеция (50%). В процессе строительства находятся еще 27 АЭС, большинство из них - 18 - в странах Азии.
В заключении нашего урока я предлагаю решить тесты, ответы на многие из них вы слышали на этом уроке.
Тесты.
-
Назовите химический элемент, радиоактивность которого была обнаружена Беккерелем.
А. Радий. В. Уран. С. Радон. D. Плутоний.
2. При каком значении коэффициента размножения нейтронов цепная ядерная реакция управляема?
А. К˃1. В. К = 1. С. К˂ 1. D. при любом значении
3. Какова температура в эпицентре ядерного взрыва?
А. Тысячи градусов. В. Десятки тысяч градусов. С. Сотни тысяч градусов.
D. Миллионы градусов.
4. Какой фактор ядерного взрыва является наиболее опасным?
А. Ударная волна. В. Очень высокая температура. С. Мощное проникающее излучение. D. Мощный электромагнитный импульс.
5. В каком году появилось антиядерное движение «Невада-Семей»?
А. 1986 г. В. 1989 г. С. 1991 г. D. 1992 г..
6. Сколько микрорентген/час составляет природный фон радиоактивного излучения?
А. 10 000. В. 15000. С. 10-15. D. 100-150
7. Какие радиоактивные отходы, образующиеся при работе ядерного реактора, представляют наибольшую опасность?
А. С малым периодом полураспада. В. Со средним периодом полураспада. С. С большим периодом полураспада. D. Все.
8. Какие ядерные реакторы воспроизводят ядерное горючее?
А. Все реакторы. В. Никакие. С. Реакторы на тепловых нейтронах. D. Реакторы на быстрых нейтронах.
9. Коэффициент воспроизводства равен 1,5. Это значит, что из 1 кг урана производится
А. 0,5 кг плутония. В. 1,5 кг плутония. С. 2 кг плутония. D. 0,75 кг плутония.
10. Как вы думаете в каком регионе Казахстана нужно строить атомные электростанции?
А. На западе. В. На севере. С. В центральном Казахстане. D. На востоке.
Проверка тестов. Выдача результатов на доске.
Рефлексия.
Управление образования
Средняя школа № 36
Черношей
Галина Вениаминовна
учитель физики
Астана - 2010
|
страница 1
|