урок-конференция Атомная энергетика: проблемы и перспективы
план-конспект урока по физике (11 класс) по теме

Слайд 1

Применение ядерной энергии: проблемы и перспективы

Слайд 2

Целый мир охватив от земли до небес, Всполошив не одно поколение, По планете шагает научный прогресс. Что стоит за подобным явлением? Человек вышел в космос и был на Луне- У природы всё меньше секретов. Но любое открытье – подспорье войне: Тот же атом и те же ракеты… Как использовать знанье – забота людей. Не наука – учёный в ответе. Давший людям огонь – прав ли был Прометей? Чем прогресс обернётся планете?

Слайд 3

Атомные электростанции – третий “кит” в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске. История овладения атомной энергией насчитывает более 70 лет.

Слайд 4

В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек. Балаковская АЭС Белоярская АЭС Билибинская АЭС Калининская АЭС (Тверская область, г.Удомля) Кольская АЭС Курская АЭС Ленинградская АЭС Нововоронежская АЭС Ростовская (Волгодонская) АЭС Смоленская АЭС

Слайд 5

Применение ядерной энергии: проблемы и перспективы. Существует ли опасность мирного атома? Опасна ли атомная энергетика? Загрязнение окружающей среды АЭС. Последствия Чернобыльской катастрофы.

Слайд 7

Урановые соли испускали излучение, проникающее сквозь слои светонепроницаемой бумаги и оставлявшее отчётливый след на фотопластинке

Слайд 8

Осень 1898г – Мария и Пьер Кюри открыли излучение тория, полония, радия

Слайд 9

1900г – классический опыт Э. Резерфорда по изучению состава радиоактивного излучения

Слайд 10

1904г- Э.Резерфорд совместно с Ф.Содди открыли радиоактивные превращения атомов. Правило смещения α – распад : β – распад :

Слайд 11

1911г – опыт Э. Резерфорда по изучению строения атома

Слайд 12

1932 г – итальянский физик Э. Ферми изучает реакции, вызываемые нейтронами. Нейтроны, не имея заряда, беспрепятственно проникают в атомные ядра и вызывают их изменения.

Слайд 13

1938г- немецкие учёные О. Ган и Ф. Штрассман обнаружили, что при облучении урана нейтронами образуются элементы из середины периодической системы — барий, криптон и др.

Слайд 14

Игорь Васильевич Курчатов - человек, подаривший стране безопасность 1954г- Первая в мире атомная электростанция в г. Обнинске под руководством И.В.Курчатова

Слайд 15

ОБОРОНА СТРАНЫ

Слайд 16

КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ядерный двигатель для космоса способствует: решению экологических проблем Земли, полёту человека к Марсу, созданию системы беспроводной передачи энергии в космосе, реализации с повышенной безопасностью захоронения в космосе особо опасных радиоактивных отходов наземной атомной энергетики, созданию обитаемой лунной базы и началу промышленного освоения Луны, обеспечению защиты Земли от астероидно-кометной опасности.

Слайд 17

Ядерный реактор на транспорте

Слайд 18

Сельское хозяйство Облучение семян растений небольшими дозами гамма – лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному увеличению урожайности и большему времени хранения . Большие дозы радиации вызывают мутации растений и микроорганизмов, что приводит к появлению сортов с новыми ценными свойствами.

Слайд 19

Атомные электростанции При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт ∙ ч энергии, что эквивалентно энергии, содержащейся в 3 000 кг угля или 2500 кг нефти.

Слайд 20

Медицина Методы диагностики и терапии показали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ – лучами они прекращают своё 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 изотопы при исследовании йодного обмена щитовидной железы

Слайд 21

АЭС экологически чище, чем ТЭС на органическом топливе

Слайд 22

Подвергаемся ли мы воздействию радиации в повседневной жизни?

Слайд 23

Можно ли обойтись без ядерной энергетики?

Слайд 24

Оружие массового поражения

Слайд 25

Хиросима и Нагасаки Погибло 39.000 1945 год Погибло 66.000

Слайд 26

Атом покорен, НО цивилизация под угрозой. Прав ли был Прометей, давший людям огонь? Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин, Из прекрасного лебедя вырос дракон, Из запретной бутылки был выпущен джин.

Слайд 27

Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Некоторые из них: В 1957г – в Уиндскейле (Англия) В1959г – в Санта-Сюзанне (США) В1961г – В Айдахо-Фолсе (США) В1979г – в Три-Майл-Айленд (США) 1986 год –Чернобыльская катастрофа.

Слайд 28

Аварии с выбросом радиоактивных веществ Саркофаг над четвертым энергоблоком Чернобыльской АЭС. Авария на ЧАЭС 26 апреля 1986 г произошла на территории Украины. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии.

Слайд 29

17 миллионов людей, включая 2.5 миллиона детей младше 5 лет, подверглись действию радиации

Слайд 30

НАНЕСЕН МАТЕРИАЛЬНЫЙ УЩЕРБ 4,8 МЛН. ЧЕЛОВЕК ЗАРАЖЕНА ТЕРРИТОРИЯ НА 130 ТЫС. КВ. МЕТРОВ . ДЕСЯТКИ ТЫСЯЧ ПОГИБЛИ ОТ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ.

Слайд 31

Последствия радиации: Мутации Раковые заболевания (щитовидной железы, лейкоз, молочной железы, лёгкого, желудка, кишечника) Наследственные нарушения Стерильность яичников у женщин Слабоумие

Слайд 32

Генетические последствия радиации

Слайд 34

Ядерные отходы (ОЯТ): перевозка опасного груза.

Слайд 36

Огромное влияние человеческого фактора на безопасность большого количества людей.

Слайд 37

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.

Слайд 1

Получение радиоактивных изотопов и их применение.

Слайд 2

Элементы, не существующие в природе. С помощью ядерных реакций можно получить изотопы всех химических элементов. Были получены трансурановые элементы: америций, курий, берклий, капифоний и многие другие.

Слайд 3

Меченые атомы. Метод «меченых атомов» стал одним из наиболее действенных. Метод при решении многочисленных проблем биологии, физиологии, медицине. Метод основан на том, что химические свойства радиоактивных изотопов не отличаются от свойств нерадиоактивных изотопов тех же элементов.

Слайд 4

Радиоактивные изотопы – источники излучений. Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике.

Слайд 5

Получение радиоактивных изотопов. Получают радиоактивные изотопы в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц.

Слайд 6

Применение радиоактивных изотопов. биологии медицине с/х археологии промышленности

Слайд 7

Радиоактивные изотопы в медицине. Для постановки диагноза, так и для терапевтических целей. Радиоактивный натрий используется для исследования кровообращения. Йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни.

Слайд 8

Одним из наиболее выдающихся исследований, проведенных с помощью �меченых атомов�, явилось исследование обмена веществ в организмах . Было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Слагающие его атомы заменяются новыми. Лишь железо, как показали опыты по изотопному исследованию крови, является исключением из этого правила. Железо входит в состав гемоглобина красных кровяных шариков. При введении в пищу радиоактивных атомов железа было установлено, что свободный кислород, выделяемый при фотосинтезе, первоначально входил в состав воды, а не углекислого газа. Радиоактивные изотопы применяются в медицине как для постановки диагноза, так и для терапевтических целей.

Слайд 9

Радиоактивный натрий, вводимый в небольших количествах в кровь, используется для исследования кровообращения , йод интенсивно отлагается в щитовидной железе, особенно при базедовой болезни. Наблюдая с помощью счетчика за отложением радиоактивного йода, можно быстро поставить диагноз. Большие дозы радиоактивного йода вызывают частичное разрушение аномально развивающихся тканей, и поэтому радиоактивный йод используют для лечения базедовой болезни . Интенсивное гамма-излучение кобальта используется при лечении раковых заболеваний (кобальтовая пушка).

Слайд 10

Радиоактивные изотопы в промышленности. Способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Позволяют судить диффузии металлов, процессах в доменных печах.

Слайд 11

Одним из примеров этого может служить следующий способ контроля износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания. Облучая поршневое кольцо нейтронами, вызывают в нем ядерные реакции и делают его радиоактивным. При работе двигателя частички материала кольца попадают в смазочное масло. Исследуя уровень радиоактивности масла после определенного времени работы двигателя, определяют износ кольца. Радиоактивные изотопы позволяют судить о диффузии металлов, процессах в доменных печах и т. д. Мощное гамма-излучение радиоактивных препаратов используют для исследования внутренней структуры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов.

Слайд 12

Радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве. Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса). Радиация вызывает мутации у растений и микроорганизмов.

Слайд 13

Радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве . Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса и др.) небольшими дозами гамма-лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному увеличению урожайности. Большие дозы 'радиации вызывают мутации у растений и микроорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению мутантов с новыми ценными свойствами (радиоселекция). Так выведены ценные сорта пшеницы, фасоли и других культур, а также получены высоко продуктивные микроорганизмы, применяемые в производстве антибиотиков.

Слайд 14

Гамма-излучение радиоактивных изотопов используется также для борьбы с вредными насекомыми и для консервации пищевых продуктов. Широкое применение получили �меченые атомы� в агротехнике . Например, чтобы выяснить, какое из фосфорных удобрений лучше усваивается растением, помечают различные удобрения радиоактивным фосфором 15 32P . Исследуя затем растения на радиоактивность, можно определить количество усвоенного ими фосфора из разных сортов удобрения.

Слайд 15

Радиоактивные изотопы в археологии.

Слайд 16

Интересное применение для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т. д.) получил метод радиоактивного углерода. В растениях всегда имеется бетта-радиоактивный изотоп углерода 614C с периодом полураспада Т=5700 лет. Он образуется в атмосфере Земли в небольшом количестве из азота под действием нейтронов. Последние же возникают за счет ядерных реакций, вызванных быстрыми частицами, которые поступают в атмосферу из космоса (космические лучи). Соединяясь с кислородом, этот углерод образует, углекислый газ, поглощаемый растениями, а через них и животными.

Слайд 17

Один грамм углерода из образцов молодого леса испускает около пятнадцати бетта-частиц в секунду. После гибели организма пополнение его радиоактивным углеродом прекращается. Имеющееся же количество этого изотопа убывает за счет радиоактивности. Определяя процентное содержание радиоактивного углерода в органических остатках, можно определить их возраст, если он лежит в пределах от 1000 до 50000 и даже до 100000 лет. Таким методом узнают возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т. д.

Слайд 1

Ядерное оружие

Слайд 2

Ядерным оружием называют боеприпасы, разрушающее и поражающее действие которых основано на использовании энергии атомного ядра. Оно является самым мощным и опасным видом оружия массового поражения, угрожающим всему человечеству невиданными разрушениями и уничтожением миллионов людей. Впервые ядерное оружие было применено американской армией в Японии: 6 августа 1945 г. была сброшена ядерная бомба на город Хиросима, а через три дня – на город Нагасаки. В результате взрывов эти города были почти полностью уничтожены.

Слайд 3

Было поражено 215 000 человек (около 43% населения этих городов) и убито 110 000 (22%). Это был ничем не оправданный акт американского империализма против японского народа. В настоящее время запасы ядерного оружия в США, России, Англии, Франции и КНР чрезвычайно велики. По данным дважды лауреата Нобелевской премии Лайнуса Полинга , уже в 1964 г. общие запасы ядерных боеприпасов составляли 320 000 миллионов тонн тротилового эквивалента, то есть около 100 тонн тротила на каждого человека земного шара. С тех пор эти запасы, вероятно, еще более возросли.

Слайд 4

Основные моменты истории создания ядерного оружия В США любят говорить, что атом - уроженец Америки, но это не так. На рубеже XIX и XX веков занимались главным образом европейские ученые. Француз Беккераль открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все вещества, содержащие уран, радиоактивны, причем, радиоактивность пропорциональна содержанию урана. Французы Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1898. Они сообщили, что им удалось из урановых отходов выделить некий элемент, обладающий радиоактивностью и близкий по химическим свойствам к барию. Радиоактивность радия примерно в 1 млн. раз больше радиоактивности урана.

Слайд 5

Англичанин Резерфорд в 1902 году разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 году он же открыл атомное ядро, и в 1919 году наблюдал искусственное превращение ядер. А. Эйнштейн, живший до 1933 года в Германии, в 1905 году разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал эти понятия и показал, что определенному количеству массы соответствует определенное количество энергии.

Слайд 6

Характеристика ядерных взрывов Ядерный взрыв - процесс деления тяжелых ядер. Для того, чтобы произошла реакция, необходимо как минимум 10 кг высокообогащенного плутония. В естественных условиях это вещество не встречается. Данное вещество получается в результате реакций, производимых в ядерных реакторах. Естественный уран содержит приблизительно 0.7 процентов изотопа U-235, остальное - уран 238. Для осуществления реакции необходимо, чтобы в веществе содержалось не менее 90 процентов урана 235.

Слайд 7

Виды ядерных взрывов В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов , по которым планируются ядерные удары , а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе , у поверхности земли (воды) и под землей (водой). В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов: воздушный (высокий и низкий) наземный (надводный) подземный (подводный)

Слайд 8

Поражающие факторы ядерного взрыва Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей , открыто стоящую технику , сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна световое излучение проникающая радиация радиоактивное заражение местности электромагнитный импульс

Слайд 9

Ударная волна - это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте При взрыве ядерного боеприпаса в грунте основная часть энергии взрыва передается окружающей массе грунта и производит мощное сотрясение грунта, напоминающее по своему действию землетрясение.

Слайд 10

Световое излучение По своей природе световое излучение ядерного взрыва– совокупность видимого света и близких к нему по спектру ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Источник светового излучения – светящаяся область взрыва, состоящая из нагретых до высокой температуры веществ ядерного боеприпаса, воздуха и грунта (при наземном взрыве). Поражающее действие светового излучения характеризуется световым импульсом. ^ Световым импульсом называется отношение количества световой энергии к площади освещенной поверхности, расположенной перпендикулярно распространению световых лучей. Световой импульс зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва и ослабления светового излучения в атмосфере, а также от экранирующего воздействия дыма, пыли, растительности и т. д.

Слайд 11

Радиоактивное излучение возникает в результате выпадения радиоактивных веществ (РВ) из облака ядерного взрыва. Радиоактивное заражение имеет ряд особенностей, отличающих его от других поражающих факторов ядерного взрыва. К ним относятся: большая площадь поражения – тысячи и десятки тысяч квадратных километров; длительность сохранения поражающего действия – дни, недели, а иногда и месяцы; трудности обнаружения радиоактивных веществ, не имеющих цвета, запаха и других внешних признаков.

Слайд 12

Электромагнитный импульс При взаимодействии мгновенного и захватного гамма-излучений с атомами и молекулами среды последним сообщаются импульсы энергии. Основная часть энергии расходуется на сообщение поступательного движения электронам и ионам, образовавшимся в результате ионизации. Возникающие кратковременные электрические и магнитные поля представляют собой электромагнитный импульс ядерного взрыва.

Слайд 13

заключение Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен миллионов людей, превращение в руины всех достижений мировой цивилизации и культуры. Подписан ряд договоров о прекращении ядерных испытаний и ядерном разоружении. Проблемой на сегодняшний день является безопасная эксплуатация атомных электростанций. Ведь самая обыкновенное невыполнение техники безопасности может привести к таким же последствиям, что и ядерная войны.