Обобщающий урок по разделу « Физика атомного ядра»
план-конспект урока по естествознанию на тему

          Слово « радиация» вызывает  у большинства людей вполне объяснимые негативные эмоции. Для представителей старшего и среднего поколения это слово ассоциируется , прежде всего, с понятиями : « Хиросима», « Чернобыль», « Семипалатинский полигон». Обилие  негативной однобокой информации  в СМИ способствует развитию  синдрома  радиофобии. Урок, таким образом, преследует следующие цели:

• Сформировать знания учащихся о роли  и месте радиации в жизни человека.
• Рассказать учащимся о негативных последствиях использования ядерного оружия
• Обосновать рентабельность  использования ядерной энергетики в мирных целях.
• Рассказать о применениях радиации в современной медицине, промышленности.

            Тип предлагаемого урока – урок-  конференция.  Использование именно этого типа продиктовано возможностью охватить большой объем материала в рамках одного занятия, а также возможность привлечения студентов  к подготовке урока. Ребята получают задание за несколько недель до проведения занятия.  Нужный материал можно найти в литературе, в публикациях СМИ, в Интернете.

            Межпредметные связи: химия,  биология, история, ОБЖ, медицина.

           К уроку подготовлена  мультимедийная презентация, использование  которой позволяет сделать урок более зрелищным и понятным.  В презентации предлагаются таблицы, диаграммы, а также фотографий по предложенной тематике.

           В плане урока сообщения ребят представлены в сокращенном виде. Полный текст  сообщений, а также презентация  даны в приложениях к уроку.

Обобщающий урок по разделу « Физика атомного ядра»

Урок- конференция. Тема : « Радиация и жизнь»

Цель урока: Обобщение и систематизация  знаний студентов  по пройденной теме.

Задачи урока:  1. Рассмотреть аспекты использования  радиоактивности и ядерной энергии в   военном деле, в промышленности, в медицине.

                      2. Развить навыки учащихся  анализировать, сравнивать, делать выводы.

                      3. Показать  важность и практическую значимость знаний по предмету.

Ход урока:       1. Организационный момент.

                          2.Актуализация знаний студентов.

Фронтальный  опрос.

( повторить основные  понятия:  открытие радиоактивности, радиоактивность,  радиоактивные элементы в таблице Менделеева. Свойства радиоактивного излучения. Ядерная энергия)

3. Ядерные излучения и жизнь.

1. Вступление.( учитель) Радиоактивность существовала на Земле задолго до рождения на ней жизни и была в космосе до возникновения нашей планеты
Сегодня средства массовой информации широко используют термин «радиофобия», что означает - боязнь радиации.

Радиация - такой же естественный и постоянно действующий на живые организмы фактор, как свет, вода, кислород, гравитация. Радиоактивна земля, по которой мы ходим. Радиоактивна вода, которой мы умываемся и которую мы пьем. Радиоактивны растения и животные, грибы и микробы. Радиоактивен и каждый из нас, потому что в любой живой ткани присутствуют радиоактивные природные изотопы.
      До середины ХХ века основным источником, ионизирующим излучением (ИИ) была природа - горные породы, космическая радиация. Их роль в формировании естественного радиоактивного фона сохраняется и поныне.
       С развитием атомной энергетики, с появлением ядерного оружия, внедрением лучевых промышленных, научных и медицинских установок, источников ИИ стало на порядок больше.       Основную лепту в формирование радиоактивного загрязнения биосферы вносят захоронения радиоактивных отходов, аварии реакторов атомных электростанций, испытания ядерного оружия.
В массовом сознании населения доминирует настороженное отношение к производствам, деятельность которых приводит к образованию радиоактивных изотопов и в первую очередь к предприятиям ядерного цикла. Этому способствуют как объективные (крупные аварии), так и субъективные (некомпетентность, искаженная картина в средствах массовой информации) факторы. При этом не принимаются во внимание два обстоятельства. Первое - это необходимость сравнительного подхода. Например, ценой за использование автомобиля являются десятки тысяч людей, ежегодно погибающих в авариях, еще большее количество получает травмы. Происходит загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей, особенно в густонаселенных городах. И это далеко не полный перечень негативных последствий от использования автомобильного транспорта, которое, как мы видим не пугает  владельцев автомобилей. Второе обстоятельство - это экономическая и технологическая необходимость использования атомной энергии в современном мире.
       Следует также иметь в виду, что радиация, связанная с нормальным развитием ядерной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой деятельностью человека.

В то же время не надо забывать, что радиация приносит не только вред, но и пользу. Атомная энергия используется обществом в виде тепла, электричества, медицинских изотопов, ядерных технологий, нашедших применение в промышленности, космосе, сельском хозяйстве, археологии, судебной медицине и т. д.

        Сегодня на уроке мы постараемся поближе  познакомится с положительными и отрицательными факторами использования  ядерного  излучения.

Сообщения учащихся:

I. Радиация и человек. Все источники радиации можно разделить на естественные (природные) и искусственные. Рис.1 

Рис.1

Космическая радиация.

Космос порождает ионизирующее излучение различного происхождения.

Космические лучи, достигающие Земли, представляют собой поток ядерных частиц., включающий протоны, α-частицы, ядра других атомов.

  Солнечная радиация - это электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Во время вспышек Солнце испускает огромное количество энергии в виде излучения в области видимого, инфракрасного, ультрафиолетового и рентгеновского спектра излучения. Каждая вспышка на Солнце влияет на человека. С пятнообразованием и солнечными циклами связаны различные изменения в природной среде. Засухи, дождливые годы, увеличение или уменьшение числа грызунов, миграции насекомых, изменение поголовья копытных животных, урожайность сельскохозяйственных культур - буквально все проходит точки минимума и максимума в зависимости от изменения активности Солнца. Распределение космической радиации представлено на рис.2.

  Земная радиация. 

Земля в своих недрах хранит радионуклиды с периодом полураспада, почти равным возрасту Земли. Воздействие земной радиации может осуществляться разными путями:

• прямое воздействие внешнего облучения
•  внутреннее облучение при потреблении пищи
•  при вдыхании воздуха.

Наиболее весомым из всех естественных источников излучения является радон.

Радон постоянно поступает в атмосферу из земной коры.

       Основную дозу облучения от радона человек получает, находясь у себя дома и на работе. Главным источником поступления радона в закрытые помещения является грунт. Эффективным средством уменьшения концентрации радона, просачивающегося через пол, являются вентиляционные установки в подвалах. В кухонные помещения радон попадает вместе с природным газом и водой. Даже оклейка стен обоями снижает проникновение радона на 30%.

!  Земные источники радиации среднем  дают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением.

                             Рис.3

Искусственные источники радиации

     В современных условиях на человека воздействуют следующие  основные источники искусственной радиации:

• ядерные испытания,
• медицинская диагностическая и лечебная аппаратура,
•  радиоактивные отходы
•  атомные электростанции (АЭС).

        Степень радиационных поражений зависит от полученной дозы и времени, в течении которого человек подвергался облучению. Надо понимать: не всякая доза облучения опасна для человека. Если делают флюорографию, рентген, смотрят телевизор, проводят радиоизотопное исследование – во всех этих случаях происходит дополнительное облучение, но дозы эти малы, а потому и неопасны.

Рис.4

II. Ядерное оружие

          Испытания ядерного оружия, которые активно проводились с 1945-го до 80-х гг. XX в. в атмосфере, под землей и на воде существенно повлияли на изменение радиационной обстановки в мире. Атмосферные испытания ядерного оружия загрязняют среду наиболее долгоживущими радионуклидами —  цезием-137 и стронцием-90, имеющими период полураспада около 30 лет.

           Первый атомный взрыв был произведен 16 июля 1945 года. Это произошло в Америке, в пустынном районе близ города Аламогордо (штат Нью Мексико). На верхней платформе специально построенной 33-метровой стальной вышки была взорвана атомная бомба. Стальная конструкция вышки испарилась. На ее месте образовалась воронка диаметром 37 метров и глубиной 1.8 метра. В окружности 370 км была уничтожена вся растительность. Находившаяся на расстоянии 150 метров от точки взрыва стальная труба диаметром 10 см и высотой 5 метров тоже испарилась Вспышка от взрыва на расстоянии 32 км казалась в несколько раз ярче, чем солнечный свет в полдень. После нее образовался огненный шар, существовавший несколько секунд. Свет от него был виден в населенных пунктах на расстоянии до 290 км. Звук от взрыва был слышен на таком же расстоянии.

Это был июль, а  уже в начале августа  первые ядерные бомбы были сброшены на  мирные японские города Хиросиму и Нагасаки.

Последствия атомных бомбардировок потрясли весь мир, но это не остановило гонку  ядерного вооружения.  

Семипалатинский ядерный полигон.         

    Семипалатинский испытательный полигон являлся одним из крупнейших полигонов для испытаний ядерного оружия в мире.

            Семипалатинский ядерный полигон - единственный полигон в мире, на территории которого всегда жили и продолжают жить люди. За 40 лет ядерных испытаний ни один населенный пункт не был закрыт. И сегодня, спустя 17 лет после закрытия полигона, никто не был выселен из опасной зоны.

Ядерный полигон не умер. И будет жить еще как минимум миллион лет. Если учесть, что активность радиационного излучения плутония равномерно снижается наполовину каждые 24 тысячи лет, то как раз через миллион лет радиационный фон ядерной земли Семипалатинского полигона сравняется с природным.

        III. Атомная энергетика. Основа современной энергетики – органическое топливо. Связанный с использованием этого топлива недостаток заключается, главным образом, в  образовании отходов – твердых и жидких шлаков, вызывающих загрязнение окружающей среды, а также газов, обуславливающих парниковый эффект и выпадение кислотных дождей. Поскольку энергетика многих стран  базируется на ТЭС, то, с одной стороны, указанные экологические неприятности постепенно нарастают, а с другой – истощаются запасы ископаемого топлива.

Наиболее реальный выход из создавшегося положения  поиск альтернативных источников энергии. Главными требованиями к таким источникам являются:

• экологическая чистота,
• значительная мощность
•  относительная дешевизна.

Ядерный топливный цикл включает несколько стадий: добыча и обогащение урановой руды; производство и транспортировка ядерного топлива; производство энергии; вторичная обработка отработанного топлива с целью извлечения урана и плутония; захоронение радиоактивных отходов.

        Каждый этап ядерного топливного цикла таит в себе определенную долю опасности и риска в случае нарушения технологического процесса.

        Работа предприятий ядерного цикла в режиме нормальной эксплуатации не наносит человеку сколько-нибудь заметного вреда и значительно безопаснее последствий других видов деятельности  Аварии на АЭС значительно увеличивают экологическую угрозу, но не в большей степени, чем аварии на крупных химических производствах, бесконтрольное использование пестицидов и минеральных удобрений, аварии на транспорте и т. д.

         Следует также иметь в виду, что радиация, связанная с нормальным развитием ядерной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой деятельностью человека. Значительно большие дозы мы получаем от других источников, вызывающих меньше нареканий. Применение рентгеновских лучей в медицине, сжигание угля, использование воздушного транспорта, пребывание в хорошо герметизированных помещениях могут привести к значительному увеличению уровня облучения.

        IV. Использование  радиоизлучения в медицине.

• Ионизирующее излучение применяется в медицине при диагностике и при лечении травм и различных заболеваний.
• Компьютерная томография. Этот метод позволяет во много раз уменьшить дозы облучения людей по сравнению с обычными методами.
• Радиоизотопная медицина. С помощью радиоактивных изотопов, вводимых в организм человека, определяется место локализации и размеры опухоли или же проверяется функция органа.

• Лучевая терапия – метод лечения опухолевых и ряда неопухолевых заболеваний с помощью ионизирующих излучений. Эффект лучевой терапии основан на повышенной чувствительности раковых клеток к ионизирующему излучению. Под действием этого излучения в клетках развивается огромное количество мутаций, и они погибают. При этом нормальные клетки организма не подвергаются таким изменениям, так как более устойчивы к облучению.

Полезные свойства радиации.

В настоящее время радиация находит полезное применение не только для получения электрической и тепловой энергии.,

                  ВЫВОДЫ.

• Радиация действительно опасна: в больших дозах она приводит к поражению тканей, живой клетки, в малых— вызывает раковые явления и способствует генетическим изменениям.
• Однако опасность представляют вовсе не те источники радиации, о которых больше всего говорят. Радиация, связанная с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю, наибольшую дозу человек получает от естественных и искусственных  источников — от применения рентгеновских лучей в медицине, во время полета на самолете, от каменного угля, сжигаемого в бесчисленном количестве различными котельными и ТЭЦ и т. д.

4. Итоги урока. Рефлексия.