Урок-конференция: « Ядерная энергетика: проблемы и перспективы». 11 класс.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа  № 23 г.Новотроицка

Оренбургской области»

Разработал: учитель физики

Сипкова Л.В.

2010г

Урок-конференция: « Ядерная энергетика: проблемы и перспективы».

11 класс.

Эпиграф:Чудеса науки современной далеко превосходят чудеса древней мифологии.

Р.Эмерсон

Учитель физики

Сипкова Л.В.

МОУ «СОШ №23»

гНовотроицк

Цели конференции:

1.Обобщение знаний по курсу «Атомная физика»;

2.Анализ и сравнение возможностей использования атомной энергией, управления термоядерным синтезом, связь с курсом биологии;

3.Показать роль отечественной науки в создании ЯЭ, устранение угрозы ядерной войны, глобальных экологических проблем.

                                        Задачи

Образовательная: закрепить понятия, связанные с радиоактивностью, использованием ядерной энергии, оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной энергии в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать вы развитию их интереса к изучению физики.

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

Развивающая: развивать умения 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.

Оборудование: 

Плакаты  учащихся к уроку «Ядерный реактор», «Деление ядер урана», «Трагедия Чернобыля», «Тоцкий полигон»,  и др., магнитофон.

Тип урока: урок обобщения знаний (конференция)

ИспользуемыеТСО: ПК, магнитофон, ученические презентации.

Краткий конспект урока-конференции

1.Организационный момент. Объявление темы урока.

Учитель: Чтобы жить без страха за свое будущее, за свое здоровье, радоваться красотам природы, нужно беречь  окружающий нас мир. Человек – часть природы, и ее разрушение грозит ему множеством бед. У Земли много проблем, и одна из них - ядерная энергетика. Поэтому на конференции мы остановимся на положительной и отрицательной роли ядерных исследований в жизни человека, и попытаемся наметить выход из сложившейся экологической обстановки.

Для подготовки к конференции учащиеся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинтересовали. На доске, закрытой шторками, укреплен лист ватмана с надписью:

«Ядерная энергия: "за" и "против"», крупное изображение знака радиоактивной опасности и стрелки-указатели: Чернобыль, Припять. Учащиеся рассаживаются по группам. На столе у учителя табличка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» 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 позиций 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

2. Основная часть

Подготовка к повторению и обобщению пройденного материала 

(Задача: организовать и целенаправить познавательную деятельность учащихся).

Мотивация.

Формулировка цели урока.

Уважаемые коллеги! Сегодня наша конференция посвящена одной из животрепещущих проблем нашего времени, завершающего тысячелетие атомного XX века, - века величайших открытий и величайших трагедий. Одна из них произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. Чернобыль - это боль, которая не стихнет еще долгие годы. Сегодня мы собрались здесь, чтобы обсудить проблемы, связанные с использованием ядерной энергии, взвесить все «за» и «против». У нас на конференции присутствуют три группы ученых: «Физики- ядерщики» (они хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий протекания ядерных реакций), группа «За» - из желающих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить многие проблемы, и группа «Против», их оппонентов, желающих доказать, что радиационное загрязнению - одна из самых главных экологических угроз.

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

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.

Один из учащихся цитирует строки из стихотворения В.В.Маяковского «Разговор с фининспектором о поэзии»:

Поэзия - та же добыча радия.

В грамм добыча, в год труды.

Изводишь единого слова ради

Тысячи тонн словесной руды.

( Презентация, супруги Кюри. Учащиеся дают краткую справку об открытии радия.)

Учитель. А теперь пришла пора рассмотреть аргументы «за» и «против» ядерной энергии. 

Прав ли был Прометеи, давший людям огонь?

Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин,

Из прекрасного лебедя вырос дракон,

Из запретной бутылки выпущен джинн.

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики.

Атомные электростанции (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

АЭС практически не загрязняют среду, а энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и другие) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического, топлива (нефть, уголь, природный газ и другие). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.

АЭС не выбрасывают миллионы тонн отходов в идее золы, которые окружают современные электростанции, работающие на угле; они не дают выбросов оксидов серы и азота, угарного и углекислого газов, присущих ТЭС.

АЭС строятся с многократными дублирующими системами защиты.

(Начинается дискуссия, учащиеся приводят наиболее значимые, с их точки зрения, аргументы.)

    Группа «За». Ядерное оружие, ядерные технологии, ядерная медицина, ядерная энергетика

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 ее на себе».Создание  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 энергий, физика быстропротекающих процессов, промышленная радиохимия и многие другие.

...Известно, что в ряде случаев без ядерных взрывных технологий не обойтись. До 1988 г. проводились «мирные»  ядерные взрывы.

Их было 115: 39 из них выполнены с целью глубиной сейсмозондирования земной  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 самозахоронения радиоактивных веществ.

Положительно об атоме.

( Презентации учащихся)

Применение в медицине

Повышение производительности газовых и нефтяных месторождений

Хранение газа и нефти в ядерных трубах

Геотермальная электростанция

Ядерно-физические способы отыскания природных ископаемых

Хронологическая маркировка ископаемых

Использование в криминалистике

Группа «Против». ...Устрашающие последствия ядерного взрыва.

Видеозапись  ядерного взрыва:

«Будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих Солнц, сведенных воедино. Это был такой восход, какого не видел мир. Громадное зеленое сверхсолнце поднялось за доли секунды на высоту более двух с половиной тысяч метров. Оно поднималось все 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 сила, освобожденная от пут, которыми была связана миллиарды лет». У.Лоуренс

Учитель (портрет Э.Ферми). Этого человека звали Энрико Ферми. Взрыв был первым в истории человечества взрывом атомной бомбы. «Во многия мудрости многия печали. И кто умножает познания, тот умножает скорбь», -так говорили древние. А согласны ли вы с этим изречением?

Учащиеся. ...Человечество изобрело ядерное оружие, это привело к трагедии в японских городах Хиросиме и Нагасаки в августе 1945 г.

...Губительное действие радиоактивности на человека и окружающую среду.   Презентации, последствия  взрыва в Хиросиме, Нагасаки. Звучит магнитофонная запись песни «Атланты»:

Во тьме заплачут вдовы,

Повымрут поля,

И встанет «гриб лиловый»,

И кончится земля...

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?

(Чернобыльская АЭС.)

...Взрыв 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС произошел 26 апреля 1986 г. в 01 ч 23 мин 40 с и вызвал прежде всего механическое разрушение множества топливных кассет и взрывной выброс значительного количества диспергированного ядерного топлива, содержащего более 100 различных радионуклидов и трансурановых элементов.

Чернобыль. Дни испытаний.

( Презентации учащихся)

Авария на ЧАЭ еще раз высветила, какая бездна разверзнется, если на человечество обрушится ядерная война. Ведь наполненные ядерные арсеналы таят в себе тысячи катастроф. Куда страшнее Чернобыльской.

Картина аварии 26 апреля 1986г

Создание саркофага, ликвидация последствий

Уроки трагедии

Учитель.

В мимолетном провале

Только раз увидать удалось,

Как выходит из мглы

На песок отдаленного берега

Без единой шерстинки,

Словно начисто выбритый,  

                                     лось.

Из березовой рощи,

Из пустого приречного сада ли,

Осторожно прощелкал

И тут же умолк соловей.

И на влажную землю

Тяжелые яблоки падали,

И без крика вороны слетали

   С тяж

В.И.Кочетков

Группа «Против». Это одно из поражающих действий радиоактивных излучений на живые организмы. По оси перемещения взрывного облака уже через несколько дней после взрыва стала появляться 5-километоовая полоса умирающего леса. На площади 38 км погибла все растительность, все мелкие млекопитающие. С  осадками в виде сухих отложений вдоль «чернобыльского следа» произошло заражение водоемов и почвы. Главную опасность представляли сухие частицы ядерного топлива на поверхности земли, т.к. они могли легко подниматься  ветром и попадать в легкие. . Даже в 1990 г. у диких млекопитающих (лосей, кабанов и др.), обитающих в зоне отчуждения, экологи обнаруживали в легких от 9000 до 26 000 таких частиц на 1 кг ткани легкого.

В конце 1989 г. 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 г. число погибших вследствие чернобыльской аварии составило 80 тыс. человек, а число заболевших до сих пор неизвестно.

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

Группа «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.

нужно еще сказать об использовании явления в медицине;

-методы диагностики и терапии показали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ-  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. 

Кольский полуостров-зона активного ядерного действия.

( Презентации учащихся)

Энергетические ядерные установки КАЭС

Атомный ледокольный флот

Северный флот

Судоремонтные заводы военного профиля

Испытания ядерного оружия на Новой Земле

Подземные ядерные взрывы в «мирных» целях

Предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией радиоактивных отходов и списанных подводных лодок

Пункты  захоронения радиоактивных отходов

Затонувшие атомные корабли

Последствия выпадения радиоактивных  осадков после аварии

Группа «Против». Захоронение радиоактивных отходов и демонтаж отслуживших срок реакторов нужно организовывать;

всегда существует аварийная опасность радиоактивного загрязнения. Между крупнейшими авариями в Тримейл-Айлен-де (США) и в Чернобыле прошло всего 7 лет.

Проблемы и последствия эксплуатации ядерных реакторов

( Презентации учащихся)

Рост  атомной энергетики приводит к катастрофическим изменениям климата

При работе АЭС, пусть незначительное, загрязнение среды неизбежно

Проблема захоронения шлаков радиации не имеет надежного решения

Не существует надежного способа добычи и переработки ядерного горючего и безопасных способов транспортирования

Накопление в атмосфере радиоактивных изотопов представляет угрозу для обитателей планеты

Закрытая сфера радиационной медицины не выполняет своих гражданских прав и скрывает  глобальные последствия

3. Подведение итогов конференции

Наши дебаты можно было бы продолжать и дальше. Вы, уважаемые коллеги, привели много убедительных аргументов «за» и «против» ядерной энергии. Теперь пришла пора сделать выводы: что же ядерная энергия приносит людям - зло или благо?

Учащиеся. ...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 ученые и политики должны осознавать ответственность, которую они несут перед обществом.

...Надо разумно использовать все научные открытия: не во вред человеку и окружающей среде, а на их благо.

Учитель. Благодарю всех за участие в обсуждении проблем использования ядерной энергии. Я рада, что вы сделали правильные выводы, взвесив всё «за» и «против». И пусть напоминанием и предостережением будет песня «Пока не поздно» на слова Н.Добронравова

(звучит магнитофонная запись):Пока не поздно, пока не поздно:

        Пока планета ещё жива,

Пока о солнце мечтают весны,

На жизнь предъявим свои права,

Пока не поздно, пока не поздно:

Земля как сердце у нас в груди,

Здесь наше небо и наши гнезда...

 Еще не поздно ее спасти,

Еще не поздно, еще не поздно.

Припев. Рядом, рядом - радость и беда,

              Надо, надо твердый дать

                                                ответ:

              Солнечному миру - да, да, да!

             Ядерному взрыву –

                                      нет, нет, нет!

Рефлексия: Если не думать о последствиях своей деятельности, можно нанести природе невосполнимый ущерб, а то и погубить её, а значит и жизнь на Земле.

В вопросе, который мы сегодня обсуждали, не поставлена точка, мы только начинаем об этом говорить. Раз мы это сделали - значит человечеству жить.( плакат на доске заполнен учащимися  «за» и «против» ядерной энергии)

С техникой XX и начала XXI века нужно быть на Вы. Проблемы нравственности и ответственности перед Людьми, Миром и Жизнью за научно-технические творения и связанные с ними решения приобретают для деятелей науки и техники, руководителей всех рангов этих отраслей и государства первостепенное значение.

Ныне, каждый должен отчетливо понимать опасность, которая исходит от техники при бездумном, неграмотном или безнравственном отношении с нею.

( звучит музыка « Лебеди) и ученик читает свое стихотворение.  

Альтернатива:

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА 

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 

СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 

ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ПЭС)

 Домашнее  задание:   написать  эссе  по теме:  « Во  многия мудрости  многия  печали»

Критерии оценки эссе:

Соответствие теме

Содержание

Раскрыта ли тема?

Актуальность

Собственные мысли

Способ подачи материала

Дополнительная литература 

Журнал “Техника молодежи ” №5 1987г.

Журнал “Квант” № 3 1975г.

Алексахин Р.М, Крышев И.И, Фесенко С.В, Санжарова Н.И."Радиоэкологические проблемы ядерной энергетики", Атомная энергия, том 68, вып. 5, май 1990 г.

Бадев В.В, Егоров Ю.А, Казаков С.В."Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС", Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.

Букринский А.М, Сидоренко В.А, и др "Безопасность атомных станций и ее государственное регулирование",Атомная энергия, том 68, вып. 5, май 1990 г.

Публикация МКРЗ N 26, "Радиационная защита", Москва, Атомиздат, 1978 г.

Гуськова А.К., Надежина Н.М., Барабанова А.В. и др. Медицинские аспекты аварии на Чернобыльской атомной электростанции. Материалы научной конференции. Киев 11-13 мая, 1988 г. – Киев: Здоровье, 1988, С. 143-153.

Гуськова А.К., Баранов А.Е., Барабанова А.В. и др. Острые эффекты облучения у пострадавших при аварии на Чернобыльской АЭС. // Медицинская радиология. 1987, № 2, С. 3-18.

Хрущ В.Т., Гаврилин Ю.И., Константинов Ю.А. и др. Медицинские аспекты аварии на Чернобыльской АЭС // Медицинская радиология. 1987, № 2, С. 77-87.

Керим-Маркус И.Б. Особенности лучевого канцерогенеза у человека при малых дозах и малой мощности дозы. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998, Т. 38, в. 5, С. 673-683.

Василенко И.Я., Василенко О.И. Радиационный риск при облучении в малых дозах ничтожно мал. // Бюллетень по атомной энергии. 2001, декабрь, С. 34-37.

Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. М.: Энергоатомиздат. 1990, 160 с.

Медицинская газета. 1999, 2 апреля, № 25.

Резолюция третьей Международной конференции “Медицинские последствия Чернобыльской катастрофы: Итоги 15-летних исследований” РЧ 31 (482) 23-29 августа 2001 г.

Василенко И.Я. Изолированные и сочетанные поражения продуктами деления урана и плутония. // Медицина экстремальных ситуаций. 2000, 4 (7), С 5-10.

Дягилев Ф.М. Из истории физики и ее творцов. - М.: Просвещение, 1986.

Ковтун В.П. Занимательный мир физики. - С.-Пб.: Дельта, 1997.

Колдобский А.Б. Ионизирующие излучения. - Физика, № 12, 13, 15/97; Чернобыль: 11 лет спустя. - Физика, №22/97;

Советский атомный проект. История создания атомной бомбы. - Физика, № 28, 31/98; Ядерные взрывные технологии. Когда с ними лучше, чем без них. - Физика, № 33/98.

Матвеев А.В., Рудик А.П. Почти все о ядерном реакторе. - М.: Атомэргоиздат, 1990.

Мополов К., Тютюник В. Биография атома. - М.: Мир, 1984.

Тихомирова С.А. Дидактический материал по физике. - М.: Просвещение, 1996.

Ядерные взрывы в СССР./УПод ред. В.Н.Михайлова. - М.,1994, вып. 4.

  24.Боровский Е. Электрическая энергия: проблемы экологии. - Физика, № 22/96.