Разработка урока «Ядерная энергетика в жизни человека»
план-конспект урока по физике (9 класс)

 «Ядерная энергетика в жизни человека»

Тема урока: «Ядерная энергетика в жизни человека» 

Цель урока: сформировать у учащихся осознания преимуществ и недостатков  использования энергии атома; сформировать умение определять экологические, технические и экономические проблемы, связанные с применением атомной энергетики и с работой АЭС; умение  приводить  примеры, указывающие на необходимость ее использования в данное время.

Задачи.

Образовательные задачи:

1.Организовать деятельность учащихся по формированию понятия ядерная энергия.

2.Познакомить учащихся с примерами использования ядерной энергии.

3.Осмыслить положительные и отрицательные  стороны использования ядерной энергии в современном обществе и составить примеры использования альтернативных источников энергии.

Развивающие:  

1.Развивать способности усвоения теоретических знаний с помощью различных научных текстов, визуальную информацию переводить в вербальную, формировать умение трансформировать  информацию, видоизменять её объём, форму, носитель.

2.Высказывая свое мнение  и обсуждая данную проблему,  развивать у учащихся умение говорить, спорить,   доказывать, анализировать, делать выводы.

3.Работая с научным текстом, развивать умения сравнивать и  критически оценивать содержание информации.

Воспитывающие:

1.В ходе проведения урока воспитывать у учащихся    уверенность  в познаваемости  окружающего мира.

2.Способствовать воспитанию в учащихся таких качеств как самостоятельность, терпение,  взаимоуважение.

3.Работая в группах, при обсуждении проблемы   воспитывать коммуникативную культуру учащихся.  

  Планируемый результат

  УУД

Личностные. Формируются ответственное отношение к учению, готовность и способность к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; коммуникативная компетентность в общении и  сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности.

 Познавательные.  Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят  анализ и преобразование информации.

Регулятивные.  Учатся  определять цель своей деятельности, на основе соотнесения того, что уже усвоено, и того, что еще неизвестно, самостоятельно двигаться по заданному плану, оценивать и корректировать полученный результат.

 Коммуникативные.  Формируются речевые умения:  учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания, обмениваться  знаниями  между членами группы для принятия эффективных совместных решений.  

Тип урока: урок систематизации знаний (общеметодологической направленности).

Методы обучения:  – по источникам  познания: словесный, наглядный;

                    – по характеру познавательной деятельности: репродуктивный, вербальный, проблемно-поисковый.                                          

Материально-техническое  и  учебно-методическое оснащение урока:

компьютер, мультимедийная доска; раздаточный материал- научные тексты.

«История человечества превращается в гонку между образованием и катастрофой».

Герберт Уэллс

Ход урока

Организационный момент.

Вспомним  хронологию событий, предшествующих нашему сегодняшнему занятию.

• Изучение строения атома и атомного ядра.
• Изучение понятий ядерные реакции и их типы: превращения, деления, цепные и термоядерные реакции.
• Расчет дефекта масс и энергии связи, а также удельной энергии связи приходящейся на один нуклон.
• Расчет энергетического выхода ядерной реакции.

Прием целеполагания «Предъявление проблемной ситуации».

А с какой целью мы производили данные действия? Отвечают ученики. Правильно одной из проблем, стоящих в настоящее время перед людьми,  является проблема источников энергии. Сегодня существенный вклад в энергоснабжение вносит ядерная энергетика. Её использование уже не одно десятилетие является предметом острых дебатов. Сторонники и противники ядерной энергетики резко расходятся в оценках её безопасности, надёжности и экономической эффективности. Так давайте попробуем сами сформулировать тему и цель  сегодняшнего урока. (Записываем на доске и в тетради) В истории человечества не было научного события, более выдающегося по своим последствиям, чем открытие деления ядер урана и овладения ядерной энергией. Человек получил в свое распоряжение огромную, ни с чем ни сравнимую силу, новый могучий источник энергии, заложенный в ядрах атомов.

И так на уроке обсудим  положительные и отрицательные  стороны в области применения ядерной энергии -  их пользу, вред и значение в жизни Человечества.

Фронтальный опрос

Давайте вспомним, как проходят ядерные реакции? Какие законы выполняются при прохождении реакций?

Решение ядерных реакций.

Просмотр  видео

Давайте теперь посмотрим, как это происходит? (включить видеозапись “Деление ядра” – электронное издание 1С: Школа. Физика, 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий).

Это цепная ядерная реакция, которая послужила прародителем ядерной энергетики.

Первый ядерный реактор был пущен в США 2 декабря 1942 г. под руководством итальянского ученого Энрико Ферми. Однако это была атомная бомба созданная усилиями ученых многих стран мира, эмигрировавших в США во время второй мировой войны. Ее испытание было проведено 16 июля 1945 г. в пустынной местности штата Нью - Мексико, а в августе 1945 г. две атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки.

В СССР испытание атомной бомбы, точнее атомного заряда было проведено в августе 1949 г., а в августе 1953 г. — водородной. Советские ученые овладели тайнами ядерной энергии, лишив США монополии на ядерное оружие. Но создавая ядерное оружие, советские специалисты думали об использовании ядерной энергии в интересах народного хозяйства, промышленности, науки, медицины и других областей человеческой деятельности. В декабре 1946 г. в СССР был пущен первый в Европе ядерный реактор.

В июне 1954 г. вошла в строй первая в мире атомная электростанция в подмосковном городе Обнинске. В 1959 г. спущен на воду первый в мире атомный ледокол «Ленин». Таким образом, ядерная физика создала научную основу атомной технике, а атомная техника в свою очередь явилась фундаментом ядерной энергетики, которая, опираясь на ядерную науку и технику, стала в настоящее время развитой отраслью электроэнергетического производства.

Самостоятельная работа в парах с дальнейшим обсуждением

Ядерный реактор – устройство для проведения управляемой реакции.  Как он устроен я предлагаю,  вам рассмотреть на примере пазлов и теории к ним.

У всех реакторов примерна одна схема. Его «сердце» — активная зона. Ее можно условно сравнить с топкой обычной печки. Только вместо дров там находится ядерное топливо в виде тепловыделяющих элементов с замедлителем – ТВЭЛов. Активная зона находится внутри своеобразной капсулы — отражателе нейтронов. ТВЭЛы «омываются» теплоносителем – водой. Поскольку в «сердце» очень высокий уровень радиоактивности, его окружает надежная радиационная защита.

Операторы контролируют работу установки с помощью двух важнейших систем – регулирования цепной реакции и дистанционной системы управления.

https://learningapps.org/3344553 

А теперь я предлагаю вам принять участие в дебатах ( обсуждениях по теме нашего урока). Для этого вы можете выбрать одну из сторон : Утверждающая сторона должна убедить всех в том, что  ядерную энергию можно использовать на благо людей. Отрицающая сторона должна убедить в том, что ядерная энергия несёт людям только разрушения и беды

• Опасность и отрицательные последствия  испытаний ядерного оружия.
• Война с применением ядерного оружия закончится ядерной зимой! Человек не сможет выжить. Он погубит себя и Землю!
• Радиоактивное заражение окружающей среды при авариях, его отрицательное  влияние на состояние здоровья обслуживающего персонала станций, ликвидаторов аварий, населения.
• Взрыв реактора -  грозная опасность для жизни на Земле.
• Мутации всех живых организмов (от вирусов до млекопитающих) как следствие радиационного облучения.
• Небольшая площадь под АЭС.
• Большие материальные вложения для ликвидации последствий аварий.
• Запасы урана и тория тоже исчерпаемы.
• Создает Ядерный щит страны.
• Негативные последствия в случае аварии ядерного реактора.
• Воздействие радиации на живые организмы        
• Даже слабые излучения способны нанести клеткам организма существенные повреждения и вызвать опасные заболевания.
• При отсутствии утечек не загрязняется атмосфера.
• Дорогое строительство, ещё дороже демонтаж.
• Относительная независимость от месторасположения сырья.
• Большие запасы сырья урана и тория в земной коре и морской воде.
• Проблема утилизации радиоактивных отходов.
• В области научных разработок - Получение элементов, не существующих в природе.
• Опасность излучений усугубляется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах.
• Применение в биологии и медицине        
• Исследование обмена веществ в организме.
• Исследование кровообращения.
• Негативное влияние на наследственность.
• Диагностика.
• Лечение онкологических заболеваний, базедовой болезни.
• Применение в сельском хозяйстве        
• Огромное количество человеческих жертв (в случае применения).
• Повышение урожайности путём облучения.
• Радиоселекция (получение мутантов с новыми ценными свойствами).
• Борьба с вредными насекомыми.
• Консервация пищевых продуктов.
• Применение в археологии
• Образование радиоактивных отходов и необходимость их захоронения.
• Определение возраста древних предметов органического происхождения.
• Перевозка грузов по  Северному морскому пути
• Способность ледоколов с атомными реакторами ломать толщи полярных льдов.
• Материальная выгода перевозки грузов по Северному морскому пути.

           Цивилизация идет по пути научно-технического прогресса, который становится определяющим фактором ее развития. И одним из главных направлений и факторов этого развития становится атомная энергетика. Мы не должны оставаться в стороне, когда многие ведущие организации и правительства мира поворачиваются лицом к атомной энергетике. Однако  команда отрицающей стороны привела ряд аргументов, что атомная энергетика не самый лучший источник энергии. Атомная энергия несет угрозу здоровью людей.

Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Некоторые из них: 

1957г – в Уиндскейле (Англия)

1959г – в Санта-Сюзанне (США)

1961г – В Айдахо-Фолсе (США)

1979г – в Три-Майл-Айленд (США)

1986 год –  Чернобыльская катастрофа  (Россия)

2011 год -  Фукусима (Япония)

Чернобыль. 26 апреля  в 1 час 23 минуты 58 с. Взорвался атомный реактор Чернобыльской АЭС. События, которые привели к аварии, начали развиваться утром 25 апреля 1986 года. Реактор 4-го блока предполагалось остановить на плановый профилактический ремонт и, пользуясь этим, решили провести испытания, что бы определить, как долго после прекращения нормальной подачи электроэнергии турбогенератор способен производить электроэнергию для питания насосов водяного охлаждения.

В час ночи, перед подготовкой к испытаниям, уровень мощности реактора был снижен. В течении следующих суток технический персонал систематически отключал установки регулирования мощностей и аварийного охлаждения.

При радиационном уровне свыше 15Ки на квадратный километр жизнь человека невозможна. Территория заповедника заражена от 15 до 1200 Ки/км2. Город законсервировали. Жизнь сюда не вернется ни через 100, ни через 500, а на отдельных участках заповедника ни через – 1000 лет.

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.

«Я не знаю с каким оружием будет Третья Мировая война, но я точно знаю, что Четвертая Мировая будет с камнями и палками.»

                                                               Альберт Эйнштейн

Приложение

У всех реакторов примерна одна схема.

Его «сердце» — активная зона. Ее можно условно сравнить с топкой обычной печки. Только вместо дров там находится ядерное топливо в виде тепловыделяющих элементов с замедлителем – ТВЭЛов. Активная зона находится внутри своеобразной капсулы — отражателе нейтронов. ТВЭЛы «омываются» теплоносителем – водой. Поскольку в «сердце» очень высокий уровень радиоактивности, его окружает надежная радиационная защита.

Операторы контролируют работу установки с помощью двух важнейших систем – регулирования цепной реакции и дистанционной системы управления.

У всех реакторов примерна одна схема.

Его «сердце» — активная зона. Ее можно условно сравнить с топкой обычной печки. Только вместо дров там находится ядерное топливо в виде тепловыделяющих элементов с замедлителем – ТВЭЛов. Активная зона находится внутри своеобразной капсулы — отражателе нейтронов. ТВЭЛы «омываются» теплоносителем – водой. Поскольку в «сердце» очень высокий уровень радиоактивности, его окружает надежная радиационная защита.

Операторы контролируют работу установки с помощью двух важнейших систем – регулирования цепной реакции и дистанционной системы управления.