Суд над ядерной энергией (ролевая игра)
план-конспект занятия по физике (11 класс) по теме

Ролевая игра

 «СУД НАД ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИЕЙ»

Цель:

• выработать у учащихся умение анализировать полученную информацию и делать научно обоснованные выводы;
• умение вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, учиться владеть монологической и диалогической формами речи;
• уметь работать в группе, учиться аргументировать свою точку зрения, спорить и отстаивать свою позицию невраждебным для оппонентов образом.

Действующие лица:  Ядерная Энергия (подсудимая),  судья, прокурор, секретарь, адвокат, два стражника, два присяжных заседателя, пять свидетелей, физик, биолог, зрители в зале, ученые — Э. Резерфорд, Н. Бор, М. Кюри, П. Кюри, Э. Ферми, И. В. Курчатов.

Оформление: актовый зал; в зале учащиеся XI класса; на сцене стол для судей, скамья для подсудимой, места для прокурора, адвоката, трибуна для свидетелей.

Сценарий игры

Преподаватель физики: Сегодня у нас необычный урок. Он необычен своей формой и еще тем, что проводится 26 апреля - в день, когда человечество отмечает годовщину крупнейшей катастрофы века - аварии на атомной электростанции в г. Чернобыле. После чернобыльской трагедии человек понял, насколько «коварна» и опасна ядерная энергия, что нужны надежные системы контроля за ней, что она может не только служить людям источником электроэнергии, но и нести им разрушения и беды. Сегодня мы будем судить Ядерную Энергию. Судить за то, что она принесла людям страшные страдания, лишения, смерть, вспомним взрывы атомной бомбы в Хиросиме и Нагасаки в 1945 году, наземные взрывы в штате Нью-Мексико и Семипалатинской области, взрывы на атомных подводных лодках.

Перед тем как начать наш процесс, предлагаю почтить память всех, пострадавших от ядерной энергии, минутой молчания. (Все встают.)

Секретарь суда: Встать! Суд идет!

(Входят члены состава суда, занимают свои места.)

Судья: Сегодня слушается дело по обвинению Ядерной Энергии. Ее вина в том, что раскрепостившись, вырвавшись из атома, она стала нести людям катастрофы, болезни, смерти. На ее счету множество преступлений против человечества, унесших тысячи жизней. (Пауза.) Ввести подсудимую!

(Стражники вводят Ядерную Энергию.)

Судья: Установим личность подсудимой. (Обращается к ней.) Ваша фамилия, имя, отчество?

Подсудимая: Я - Ядерная Энергия.

Судья: Ваш год рождения?

Подсудимая: Я стара как мир!

Судья: Что вы хотите сказать о себе?

Подсудимая: Долгое время я была скрыта от человека. Он не видел меня, но предполагал, что я есть и обуславливаю основные процессы в мире. Зная свою силу, я не считала нужным до поры до времени заявлять о себе. Но человек любопытен! Ему всегда нужно знать то, что пока неизвестно. Всегда нужно больше, чем у него есть. И он неустанно ищет новое, ищет всюду!

Впервые ко мне удалось подступиться в 1896 году, когда было установлено, что соли урана самопроизвольно испускают невидимые излучения, названные радиоактивными. Следующий шаг к моей тайне - обнаружение радиоактивности некоторых других веществ и химических элементов. Тогда люди поняли, что атом - сложная структура. Позднее, в 1906 году, опытами было установлено: в любом атоме имеется ядро; это был серьезный шаг к познанию тайны моего дома - ядра. Вскоре были открыты протоны, а в 1932 году - нейтроны. Это - кирпичики моего дома. Когда они находятся в правильном соотношении и состоянии, мой дом - моя крепость! Их держит вместе энергия связи! Я, зная свою необузданную мощь, считала нужным находиться в своем доме. Если ядро разрушают, я, в виде энергии связи, вырываюсь наружу. Так же бурно я проявляюсь, если два легких ядра сливаются в одно тяжелое. Полностью я свободна на Солнце и звездах: там я действую вольготно - никому не угрожаю, а людям Земли даю свет и тепло, даю энергию для жизни.

Судья: Все сказанное Ядерной Энергией суд примет к сведению, но слишком много бед на Земле от этой особы, поэтому с ней следует разобраться самым тщательным образом. (Пауза.) Есть ли вопросы у обвинения?

Прокурор: Нет. Обвинение предъявлено.

Судья: У защиты?

Адвокат: У меня есть вопрос к суду. Будет ли приниматься во внимание тот факт, что впервые о пользе Ядерной Энергии для человечества и возможных трагических последствиях неправильного обращения с ней говорили и предупреждали такие великие и уважаемые ученые, как Эрнест Резерфорд, Мария и Пьер Кюри, Нильс Бор, Альберт Эйнштейн, Игорь Курчатов?

Судья: Суд рассмотрит все факты, выслушает обе стороны, учтет мнение выдающихся людей. (Пауза.) Есть ли вопросы к подсудимой у присяжных заседателей?

Первый заседатель: К какому обществу вы принадлежите?

 Подсудимая: Я принадлежу атому, а точнее - его ядру.

Второй заседатель: Какова область вашего применения?

Подсудимая: Если использовать меня осторожно и разумно, то можно с моей помощью решить энергетические проблемы Земли: заменить традиционное топливо принципиально новым - компактным, бездымным и, что особенно важно, практически неисчерпаемым. Обладая неограниченным источником энергии, человек будет всемогущ! Но он еще к этому не готов...

Судья: Суд хочет выслушать свидетелей. Слово предоставляется господину Эрнесту Резерфорду.

Резерфорд: Я - английский физик Эрнест Резерфорд, профессор Кембриджского университета и директор Кавендишской лаборатории, уроженец Новой Зеландии, жил с 1871по 1937 год. Мною было установлено строение атома, доказано, что в нем есть ядро. Я понял, что такое радиоактивность, и первым осуществил искусственное превращение ядер, открыл протон. Я чувствовал, что ядро атома может существовать как единая система лишь в том случае, если в нем будет сконцентрирована большая энергия. Но я не предполагал, что эта энергия так велика!

Судья: Кому передали вы свои знания?

Резерфорд: Ученикам - талантливым ученым-физикам.

Судья: Продолжили ли они дело, начатое вами?

Резерфорд: Да. Моим учеником был английский физик-экспериментатор Чэдвик Джеймс Чэдвик, открывший нейтрон - электрически нейтральную элементарную частицу, по массе примерно равную протону, существование которой предсказал я. Нейтрон входит в состав ядра. Со мной работал Нильс Бор.

Судья: Суд готов выслушать Нильса Бора. (Обращаясь к ученому.) Представьтесь суду.

Бор: Я - Нильс Бор, датский физик. Жил с 1885 по 1962 год. За свою большую научную жизнь узнал многое из того, что касается строения атома и ядерной энергии. Я знаю, какое важное открытие сделали немецкие физики Отто Ган и Фриц Штрассман в 1938 году: они осуществили деление ядра урана под действием нейтронов. Результат был ошеломляющим: оказалось, что при разделении тяжелого ядра (урана) на две «половинки» суммарная масса обеих частиц была меньше массы исходного ядра. Поэтому-то и выделилась энергия. На каждое «разбитое» ядро она велика, и для разных веществ различна. А ведь в веществе миллиарды ядер! Так человек познал практически неисчерпаемый источник энергии.

Голос из зала: Главное, чтобы человек правильно им пользовался!

Судья: Вы, Нильс Бор, ученый с мировым именем, зная, что освобожденная ядерная энергия несет в себе разрушительную силу, сделали ли что-либо для того, чтобы эта энергия не была использована в военных целях?

Бор: О том, что ядерная энергия может быть использована как оружие массового уничтожения людей, знал не только я. Об этом были осведомлены все ученые, работавшие в этой области. Я лично выступал вначале за засекречивание работ: тогда бы развитие ядерной физики шло не такими быстрыми темпами. (Надвигалась вторая мировая война. Немецкие ученые были ближе всего к созданию атомного оружия, и ученые других стран торопились прийти к той же цели.) После второй мировой войны я активно включился в борьбу за запрещение ядерного оружия.

Судья: Суд предоставляет слово супругам Кюри.

 Склодовская-Кюри: Я - Мария Склодовская-Кюри, физик и химик, доктор наук, профессор Парижского университета. Родилась в Польше, работала во Франции вместе со своим мужем Пьером Кюри.

Кюри: Я - Пьер Кюри, французский физик, прожил всего 35 лет, погиб в дорожной катастрофе. За годы работы над проблемой радиоактивности я вместе с женой успел многое сделать. Мы изучали естественную радиоактивность урана, открыли радиоактивные элементы радий и полоний. Но самое главное, относящееся к теме сегодняшнего суда, - исследовали влияние радиоактивности на живые организмы.

Склодовская-Кюри: Нами установлено, что в малых дозах радиоактивное излучение, то есть естественным путем выделяющаяся ядерная энергия, оказывает лечебное действие; это излучение можно использовать для просвечивания живых тканей. В больших дозах или при длительном воздействии радиоактивное излучение, по-видимому, грозит смертью. Ведь я сама умерла в 1934 году от непонятной болезни - скоротечного злокачественного заболевания крови, вызванного, как установили позже врачи, многолетним обращением с радиоактивными веществами, в том числе с теми, которые открыли я и мой муж. От этого костный мозг вследствие длительной аккумуляции радиоактивных излучений переродился.

Судья: Слово предоставляется Биологу.

Биолог: Излучения радиоактивных веществ, связанные с самопроизвольным превращением ядер одних атомов в ядра других, и сопровождающее этот процесс выделение ядерной энергии, 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. Даже слабые излучения вызывают опасные заболевания; их коварность 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.

В некоторых случаях облучение организмов может приносить и пользу. Быстро размножающиеся клетки злокачественных опухолей под воздействием облучения погибают. На этом основано подавление раковой опухоли γ - лучами, испускаемыми радиоактивными препаратами. Международная комиссия по радиационной защите установила предельно допустимые дозы безопасных поглощенных излучений разной природы.

Судья: Суд вызывает для показаний Энрико Ферми. Представьтесь, пожалуйста.

Ферми: Я - Энрико Ферми, итальянский физик. Годы моей жизни - 1901-1954. Занимался многими областями физики. Родился в Риме, в 1938 году эмигрировал в Америку, где в Колумбийском университете и в Чикаго руководил исследовательскими работами по ядерной физике. Я доказал, что при делении ядра урана медленным нейтроном получаются 2-3 новых нейтрона и развивается цепная ядерная реакция, а вместе с ней - все увеличивающееся выделение ядерной энергии. В 1942 году под моим руководством был пущен первый в мире ядерный реактор - устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением ядерной энергии. Позже я принимал активное участие в создании и испытании первой атомной бомбы.

Судья: Скажите, Энрико Ферми, вы ведь знали, что бомба предназначается для уничтожения людей, зачем же вы ее создавали?

Ферми: Я участвовал в работах только потому, что бомба делалась, как мы считали, для устрашения гитлеровцев, которые уничтожили в ходе второй мировой войны очень много людей.

Судья: Суд готов выслушать еще одного ученого - Игоря Васильевича Курчатова.

Курчатов: Я, Курчатов Игорь Васильевич, советский ученый, академик. Родился в России в 1903 году, жил до 3960 года. Возглавлял с 1934 года в СССР работы и исследования по овладению ядерной энергией. Под моим руководством в обстановке полной изоляции от международной науки были получены данные, необходимые для расчета ядерного реактора, создан первый советский уран-графитовый реактор, а затем и более мощные реакторы, задача которых - поставить ядерную энергию на службу промышленности. Я возглавлял также работы по создания атомной (1949) и водородной бомбы (1953); в первой из них ядерная энергия высвобождалась в результате деления тяжелых ядер, во второй — в ходе слияния легких. В 1954 году при моем участии построена первая в мире атомная электростанция; она работает и по сей день. Эта электростанция называется Обнинской АЭС и находится под Москвой. Я стремился подчинить ядерную энергию мирным целям.

Судья: Вы, Игорь Васильевич, утверждаете, что трудились во имя мирного использования энергии атома. Почему же тогда вы лично участвовали в создании атомной бомбы и Семипалатинского ядерного полигона, где долго (вплоть до 1963 года) велись наземные ядерные взрывы? Вы же знали об их опасности!

Курчатов: Я не отрицаю свой вклад в развитие советской военной атомной техники. Именно я организовывал первые атомные испытания на семипалатинской земле. В 1949 году там был произведен первый наземный взрыв атомной бомбы. Необходимо было заявить миру, что мы - СССР - тоже имеем атомное оружие, что мы сильная держава и с нами надо считаться. Ведь американцы совершенствовали свое оружие! Я - гражданин своей страны и патриот. Я работал во имя ее могущества, я выполнял приказ Родины!

Судья: Мы выслушали ученых, причастных к освобождению ядерной энергии. Пришло время рассмотреть результаты этого освобождения. Переходим к заслушиванию показаний свидетелей. Слово предоставляется очевидцу взрыва атомной бомбы в Хиросиме.

1-й свидетель: Это случилось 6 августа 1945 года в 8 ч утра, когда японцы спешили на работу. Над Хиросимой показался американский военный самолет. Он нес ядерную смерть, находящуюся в бомбе «Малыш». Бомбу сбросили, и взрыв потряс и ослепил людей. Люди падали замертво, а те, кто был рядом с местом падения бомбы, сгорели, и пепел оседал на землю. Этот акт массового уничтожения людей - сразу было убито и ранено свыше 140 тыс. мирных жителей - не был вызван военной необходимостью: ведь война кончалась, капитуляция фашистской Японии была предрешена. А сколько людей погибло потом, вследствие ядерного облучения!

По сей день мы, граждане Страны восходящего солнца, помним те трагические дни, помним жертвы того взрыва и призываем людей никогда не применять смертоносную технику.

Судья: Суд вызывает второго свидетеля - жителя Семипалатинска.

2-й свидетель: Мне трудно говорить! Я с детства живу в этом городе, здесь жили мои родители. До недавнего времени мы лишь догадывались, какое страшное место существует вблизи города - Семипалатинский полигон. Всем понятно, что государство должно быть сильной державой. Но разве можно добиваться этого, не заботясь о своем народе, причиняя ему зло? С 1949 по 1963 год в Семипалатинской области производились испытания ядерного оружия. За этот период осуществлено 138 воздушных и 28 наземных ядерных взрывов. Их суммарная мощность в 2,5 тыс. раз превышает мощность взрыва ядерной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Из тех районов, где проводились взрывы, людей не всегда эвакуировали. На них затем изучали действие радиации. В 1961 году был организован специальный диспансер, где этих людей обследовали. 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.

Отрицательные воздействия ядерных взрывов можно перечислять долго. По сегодняшний день люди не уверены в том, что им не грозит страшная беда, ведь еще точно не известны все отдаленные последствия облучения. Семипалатинцы активно выступали за запрещение ядерных взрывов, за закрытие полигона.

Судья: Слово предоставляется третьему свидетелю с Обнинской атомной электростанции.

3-й свидетель: Обнинская АЭС была построена при участии И. В. Курчатова во имя развития идеи мирного использования ядерной энергии. Эта электростанция - первая в мире - вот уже свыше четырех десятилетий дает электроэнергию, «получая» ее из ядерной. Работает без срывов. Это современное производство. Культуру и чистоту, надежность и стабильность — вот что можно видеть в работе такой станции.

Прокурор: Я возражаю против столь положительной оценки АЭС. Атомные станции уже давно зарекомендовали себя ненадежными. Весь мир отказывается от них. Американцы продают свои атомные станции за символическую цену, устраивают в помещениях этих станций киностудии или вообще их демонтируют. Я требую, чтобы суд дал слово свидетелю аварии на Чернобыльской АЭС.

Судья: Требование прокурора удовлетворяется. Суд приглашает свидетеля из Чернобыля.

4-й свидетель: Вы видели город, в котором нет людей? Вы видели лес, где все усыпано грибами и ягодами, а собирать их нельзя? Все это есть у нас.

Более 17 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! Невидимая, без огня, без вкуса, без запаха. В обличье радиоактивных излучений. Это страшно! На 300 верст от Чернобыля эта смерть в виде радиоактивной пыли рассыпана по полям, лесам и домам. Более чем на 500 деревень только Гомельской области попали радиоактивные цезий, стронций, плутоний. Вся земля поделена на мертвые зоны: зоны отселения, зоны отчуждения, зоны жесткого контроля. Это ужасно! И всему виной - ядерная энергия.

Судья: Приглашается первый свидетель защиты.

Прокурор: Я протестую! Еще не все свидетели обвинения высказались.

Судья: Протест отклоняется: нужно дать слово представителям другой стороны.

5-й свидетель: Да, я буду говорить в защиту ядерной энергии. Вы все со школы помните фотографии, марки с атомным ледоколом «Ленин», помните гордость, которую мы испытали за нашу страну, построившую это чудо техники и заставившую атом крушить и ломать толщи полярных льдов. Мы подчинили энергию атома мирным целям. Сегодня уже не один ледокол с атомным двигателем разбивает льды Северного Ледовитого океана. И всем известно, что благодаря им мы имеем «открытый» Северный морской путь, по которому выгодно перевозить грузы.

Судья: Слово предоставляется физику.

Физик: О ядерной энергии можно говорить долго: слишком уже много она сделала для человека - и плохого, и хорошего. Мы здесь слышали и о том, и о другом. Мне хотелось бы остановиться на проблемах использования ядерной энергии. Да, это неисчерпаемый источник энергии, компактный, бездымный. Но он тоже дает отходы: это ставшие радиоактивными детали и отработавшие твэлы - тепловыделяющие элементы; 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. Это первое. Второе, пожалуй, пострашнее: взрыв реактора или 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!

Судья: Суд подходит к концу. Каждая сторона имеет право на заключительное слово. Слово предоставляется главному обвинителю.

Прокурор: Уважаемый суд! Вина подсудимой, по-моему, очевидна. Я не понимаю людей, которые могут защищать преступницу. Где гарантия, что не произойдет взрыва на любой АЭС, сегодня действующей? Кто поручится, что не взорвется какая-либо атомная подводная лодка? Где гарантия, что радиоактивные отходы не будут размыты почвенными водами и не разнесутся ими по всей почве? У меня такой гарантии нет. Я думаю, что их нет ни у одного человека. Надеюсь, что суд учтет это.

Судья: Слово предоставляется адвокату.

Адвокат: Многие готовы судить ядерную энергию только потому, что живут днем сегодняшним, не думая о будущем. Мне бы хотелось задать такой вопрос: какую 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.

Судья: Заключительное слово предоставляется подсудимой.

Подсудимая: Я полностью доверяю суду.

Судья: Суд объявляет: все вопросы выяснены. Суд удаляется на совещание.

(Суд уходит. Через некоторое время члены суда торжественно входят в зал, занимают свои места.)

Судья: Зачитываю решение. Суд внимательно выслушал подсудимую, обе стороны, свидетелей и выяснил, что использование ядерной энергии имеет как положительные, так и отрицательные результаты. Увидев положительное в применении ядерной энергии, человек начал пропагандировать ее, потерял бдительность и не до конца отработал системы контроля и безопасности. Но когда случилась беда (по вине самого же человека), он устремился в другую крайность: потребовал запретить, осудить ядерную энергию, прекратить ее использование. Человек во многом сам виноват в своих трагедиях!

Суд постановляет: Ядерную Энергию оправдать и освободить из-под стражи в зале суда!

Суд выносит также частное определение: 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.

Результатом ролевой игры должно стать конкретное решение, с которым соглашаются все стороны, участвующие в обсуждении. Возможны различные варианты соглашения.