Открытый урок по физике в 9классе :Атомная энергетика и биологичесое действие радиации"

Открытый урок физики в 9 классе

по теме : «Атомная энергетика и биологическое действие радиации».

(Учебник А.В. Перышкин, Е,М, Гутник. Физика 9 класс).

Разработка учителя физики

Кирилловой Веры Ивановны.

Цели и задачи урока :

1. Выяснить преимущество АЭС перед ТЭС, принципиальные проблемы современной атомной энергетики.

2. определить причину негативного воздействия радиации на живые существа; научиться определять дозу излучения и возможные пути защиты от воздействия радиоактивных частиц и излучений.

3. Развитие познавательного интереса.

4. Развитие навыков общения и сотрудничества.

5. Развитие чувства уверенности и чувства собственного достоинства.

6. Повышение мотивации к учебе.

План урока.

Фронтальный опрос

Подготовка к зачетному уроку по главе 4 учебника «Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер», подготовка к восприятию новой темы. (10 минут).

1. Что представляет собой атом согласно ядерной модели, выдвинутой Резерфордом?

2. Какая часть атома ядро- или электронная оболочка- претерпевает изменения при радиоактивном распаде? Почему вы так думаете?

3. Что такое радиоактивность?

4. Как называются протоны и нейтроны вместе?

5. Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их характерные особенности?

6. Расскажите о механизме протекания цепной реакции.

7. Что называют критической массой урана?

8. Как идет цепная реакция в уране, если его масса больше критической?

9. Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

10. Что представляют собой частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

11. Какими основными свойствами обладают α, β и γ- частицы?

12. Каким видом излучения часто сопровождается α и β- распад?

Вопросы напечатанные на листах, раздаются по группам. Работа на ответы идет в группах , затем по порядку отвечают представители, оценивается каждый верный ответ одним баллом.

Изучение нового материала .(17 минут)

(рассказ учителя, учащиеся в это время внимательно слушают и делают записи основных положений, которые отвечают заданиям, полученным группами)

Ядерный реактор – это устройство, предназначенное для осуществления управляемой ядерной реакции.

Мы выяснили, что при протекании любой ядерной реакции выделяются частицы, которые при определенных условиях могут представлять опасность для живых организмов. Нам надо выяснить причину негативного воздействия радиации на живые существа и определить имеет ли смысл человечеству использовать ядерную энергию, приносит ли она вред или пользу.

Работать будем так : класс до урока на подготовительном этапе был разделен на 4 группы ( 2 группы будут сторонниками использования ядерной энергетики, а две – противниками.). Учащиеся в группах будут собирать доказательства в ту или иную пользу. Прослушав объяснение учителя; самостоятельно поработав с учебником и дополнительной литературой, а также воспользовавшись некоторыми сайтами Интернет, в конце урока представители каждой группы выскажут доказательства.

Одной из важных проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Потребление энергии растет столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время. Например, запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – 40 лет, природного газа – на 60 лет.

Проблему « энергетического голода» не решает и использование энергии так называемых возобновляемых источников ( энергии рек, ветра, Солнца, морских волн, глубинного тепла Земли), так как они могут обеспечить в лучшем случае только 5 – 10 % наших потребностей. В связи с этим в середине ХХ века возникла необходимость поиска новых источников энергии. В настоящее время реальный вклад в энергоснабжение вносит ядерная энергетика.

Использование ядерной энергии.

Началом эры ядерной энергетики можно считать декабрь 1942 года, когда в лаборатории Чикагского университета была впервые осуществлена контролируемая ядерная цепная реакция. С конца 1960 –х годов начинается бум ядерной энергетики. В это время возникло по крайней мере две иллюзии, связанные с ядерной энергетикой. Во-первых, считалось, что ядерные реакторы безопасны, а системы слежения и контроля, защитные экраны и обученный персонал гарантируют их безаварийную работу. Во-вторых, считалось, что ядерная энергетика является «экологически чистой» по сравнению с тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом топливе.

В 1954 году в нашей стране ( в г. Обнинске) была введена в действие первая в мире атомная электростанция (АЭС) . Ее мощность была невелика – всего 5000 кВт. Современные АЭС имеют в сотни раз большую мощность.

АЭС имеют ряд преимуществ перед другими видами электростанций. Основное их преимущество заключается в том, что для работы АЭС требуется очень небольшое количество топлива ( вспомните, что энергия, заключенная в 1 г урана, равна энергии, выделяющейся при сгорании 2,5 т нефти). В связи с этим эксплуатация атомных электростанций обходится значительно дешевле, чем тепловых ( для работы которых необходимы большие затраты на добычу и транспортировку топлива).

Правда, строительство тепловых станций (ТЭС) обходится дешевле, чем атомных. Поэтому на сегодняшний день стоимость тепловых и атомных станций сопоставима. Но в перспективе атомная энергетика станет более выгодной.

Второе преимущество АЭС ( при правильной эксплуатации) заключается в их экологической чистоте по сравнению с ТЭС. Конечно, в выбросах АЭС содержатся радиоактивные газы и частицы. Но большая часть радиоактивных ядер ( так называемых радионуклидов), содержащихся в выбросах АЭС, довольно быстро распадаются, превращаясь в нерадиоактивные. А количество долгоживущих радионуклидов и мощность их излучения сравнительно невелики. Поэтому для населения, проживающего в районах размещения АЭС, дополнительная радиационная нагрузка не превышает нескольких десятых процента от естественного радиационного фона.

Что же касается электростанций, работающих на угле, то именно они являются одним из основных источников поступления в среду обитания человека долгоживущих радионуклоидов. Дело в том, что в угле всегда содержатся микропримеси радиоактивных элементов, которые выносятся с продуктами сгорания, осаждаясь на прилегающей местности и накапливаясь на зольных полях возле ТЭС. Например, на зольных полях Рефтинской ТЭС, расположенной в 80 км от Екатеринбурга, за время ее работы накопилось до 7 кг урана, тория, радия и других радиоактивных изотопов.

Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построено много ГЭС на великих реках. Теперь стало ясно, что этим строительством нанесен большой урон и природе, и людям.

Прежде всего строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Это связано с переселением большого числа людей и потерей пастбищных угодий. Во-вторых, перегораживая реку, плотина создает непреодолимые препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. В-третьих, вода в верховьях застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки. В-четвертых, местное повышение воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, к эрозии берегов и оползням. Этот список отрицательных последствий строительства ГЭС можно продолжить. С экологической точки зрения АЭС являются наиболее чистыми среди других ныне существующих энергетических комплексов. Опасность радиоактивных отходов полностью осознается человечеством, поэтому и конструкция, и эксплуатационные нормы атомных электростанций предусматривают надежную изоляцию от окружающей среды по крайней мере 99,999% всех получающихся радиоактивных отходов.

Следует учитывать, что фактические объемы радиоактивных отходов сравнительно невелики. Для стандартного ядерного энергоблока мощностью 1 млн. кВт – это – 3-4 м³ в год. Ясно, что с кубометром даже очень вредного и опасного вещества все же проще обращаться, чем с миллионом кубометров просто вредного и опасного , как, например, с отходами тепловых электростанций , которые практически целиком поступают в окружающую среду.

В настоящее время современная квалифицированная критика ядерной энергетики концентрируется на трех ее принципиальных проблемах : содействие распространению ядерного оружия, радиоактивные отходы и возможность аварий.

В 1957 году создано Международное агентство по атомной энергетике при ООН (МАГАТЭ) для контроля за распространением ядерного оружия и безопасным применением ядерной энергии в мирных целях.

Обезвреживание радиоактивных отходов сводится в основном к трем задачам : 1) к совершенствованию технологий с целью уменьшения образования отходов при работе реакторов; 2) к переработке отходов для их консолидации ( т.е. скрепления, связывания) и уменьшения опасности от распространения в окружающей среде; 3) к надежной изоляции от отходов биосферы и человека за счет создания могильников разных типов. Кроме того, на заводах по переработке ядерного топлива производится остеклование отходов. Газообразные отходы подвергаются очистке.

Известно, что радиоактивные излучения при определенных условиях могут представлять опасность для здоровья живых организмов. Дело в том, что α-; β-, γ – частицы, проходя через вещество, ионизируют его, выбивая электроны из молекул и атомов. Ионизация живой ткани нарушает жизнедеятельность клеток, из которых эта ткань состоит, что отрицательно сказывается на здоровье всего организма. Степень и характер отрицательного воздействия радиации зависит от нескольких факторов, в частности от того, какая энергия передана потоком ионизирующих частиц данному телу и какова его масса.

Энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым веществом ( в частности, тканями организма) и рассчитанная на единицу массы, называется поглощенной дозой излучения. (D)

Поглощенная доза излучения равна отношению поглощенной телом энергии Е к его массе m : D= E/m. В СИ единицей поглощенной дозы излучения является 1 грей (1Гр = 1 Дж/ 1кг).

В определенных случаях ( например при облучении мягких тканей живых существ рентгеновским или γ- излучением) поглощенную дозу можно измерять в рентгенах ( 1Гр соответствует 100 Р).

Но для достоверной оценки тяжести последствий, к которым может привести действие ионизирующих излучений, необходимо учитывать также, что при одинаковой дозе разные виды излучений вызывают разные по величине биологические эффекты. Например, при одной и той же дозе биологический эффект от действия α- частиц будет в 20 раз больше, чем от γ-излучения. В связи с этим принято говорить, что коэффициент качества (К) α-излучения равен 20, γ-излучения и рентгеновского излучения 1.

Коэффициент качества показывает, во сколько раз радиационная опасность от воздействия на живой организм данного вида излучения больше, чем от воздействия γ- излучения ( при одинаковых поглощенных дозах).

В связи с тем, что одной и той же поглощенной дозе разные излучения вызывают различные биологические эффекты, для оценки этих эффектов была введена величина, называемая эквивалентной дозой (Н).

Эквивалентная доза Н определяется как произведение поглощенной дозы D на коэффициент качества К ; Н=В*К.

В СИ единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт.

При оценке воздействий ионизирующих излучений на живой организм учитывается и то, что одни части тела более чувствительны, чем другие. Например, при одинаковой дозе возникновения рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе.

Поглощенная и эквивалентная дозы зависят от времени облучения. При прочих равных условиях эти дозы тем больше, чем больше время их облучения, т. Е. дозы накапливаются со временем.

Существует так называемый естественный фон радиации. Источником этого радиационного фона служат космические излучения, радиоактивные вещества в недрах Земли и пр. В результате воздействия этого естественного фона человек ежегодно поглощает дозу, равную 0,002 Гр. Такая доза не оказывает отрицательного влияния на здоровье.

Легче всего защититься от α- излучения, так как оно обладает низкой проникающей способностью и поэтому задерживается, например, листом бумаги, одеждой, кожей человека. В то же время α- частицы, попавшие внутрь организма (с пищей, воздухом, через открытые раны), представляют большую опасность.

β - излучение имеет гораздо большую проникающую способность, поэтому от его воздействия труднее защититься. β излучение может проходить в воздухе расстояние до 5м; оно способно проникать и в ткани организма (примерно на 1-2см). Защитой от β –излучения может служить, например, слой алюминия толщиной в несколько миллиметров.

Еще большей проникающей способностью обладает γ-излучение, оно задерживается толстым слоем свинца или бетона. Поэтому γ – радиоактивные препараты хранят в свинцовых контейнерах. По этой же причине в ядерных реакторах используют толстый бетонный слой, защищающий людей от γ – лучей и различных частиц ( γ – частиц, нейтронов, осколков деления ядер и пр.)

Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и России, апофеозом которых стала катастрофа на Чернобыльской АЭС. Во всем мире спешно начали применять меры по повышению степени безопасности объектов ядерной энергетики и требований к их безаварийности. Катастрофа в Чернобыле показала, что потери при аварии на ядерном энергетическом реакторе на несколько порядков превышают потери при аварии на энергетической установке такой же мощности, использующей ископаемое топливо.

Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных установок. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом проникают в организмы животных, людей, вызывая раковые заболевания, врожденные дефекты, ослабление иммунной системы, и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок.

Еще одна область риска : ядерную энергетику могут использовать для создания атомного оружия те страны, которые еще не имеют его; высокорадиоактивные отработанные топливные элементы могут оказаться в преступных руках. Один атомный реактор содержит радиоактивного материала в 1000 раз больше, чем бомба, уничтожившая Хиросиму. Религиозные секты и террористы, создающие сегодня производство отравляющих и взрывчатых веществ, вполне в состоянии в тех же подлых целях использовать и расщепляющийся материал ядерных отходов.

Захоронение отходов под землю, в брошенные угольные шахты, соляные копи, специально подготовленные подземные полости в глубочайшие впадины морского дна без возможного обратного извлечения. Сброс отходов в океаны и моря в специальных контейнерах, а иногда, к сожалению, и без них. С течением времени эти контейнеры могут быть подвержены коррозии или разрушены в результате земле- и океанотрясений, из них ядовитые вещества попадут в окружающую среду. Поэтому абсолютных безопасных методов захоронения отходов пока не найдено.

Наибольшую тревогу вызывает захоронение высокорадиоактивных отходов (ВРО) . количество их только в США к 200г. составило 43 тыс. тонн. По мнению специалистов, для захоронения ВРО наиболее безопасны подземные хранилища, они предполагают изоляцию ВРО в течение 100 тыс. лет. Площадки выбираются чрезвычайно строго с учетом геологических, гидрологических, сейсмических и других характеристик. Однако при длительном хранении контейнеров с ВРО в подземных бункерах не исключена возможность накапливания газообразных продуктов, коррозии и повышения их давления вплоть до 1МПа. Это может в конечном итоге привести к нарушению герметичности могильника и к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

В нашей стране для связывания ВРО довольно широко используется метод кальцинации-остекловывания ВРО в специальной вращающейся печи-кальцинаторе. Образующиеся при этом газы проходят специальную очистку.

Радиационное поле Южного Урала довольно хорошо изучено как неземными методами, так и аэрогеофизическими, создавшими базу для получения детальной карты естественной радиоактивности.

Суммарные данные по естественной радиоактивности пород позволили выделить на территории области пять типов радиохимических зон, отличающихся друг от друга по интенсивности естественного излучения.

Довольно высокой естественной радиоактивностью обладают породы и угли Челябинского буроугольного бассейна. Однако они перекрыты плащом более молодых рыхлых пород, сильно ослабляющих естественный фон.

Следует оговориться, что даже на территориях с максимально высоким излучением естественный фон радиоактивности очень редко превышает цифру 20 – 255 мкр/ч (обычное, «рядовое» поле имеет 10 – 18 мкр/ч). Установлены допустимые пределы радиоактивности пород, используемых в строительстве, содержание радона в воздухе и в воде. Например, граниты Султавского гранитного массива, севернее Челябинска, имеющие гамма-активность до 70 мкр/ч, нельзя использовать при строительстве домов. В парке им. Гагарина в Челябинске есть участки с гамма-активностью свыше 30 мкр/ч.

Современная биофизика отмечает различное ( не всегда негативное) влияние радиоактивности на живые существа, растительность и различные ее виды. Повышенная естественная радиоактивность может вызывать в некоторых ландшафтах изменение видового состава, плотности той или иной популяции, ускорение роста и многого другого. Радоновые воды, например, используют в медицине.

В 1946 году в Челябинской области, близ Каслей, в краю озер и сосновых лесов, начал строиться промышленный комплекс по получению оружейного плутония. В 1948 году здесь был пущен первый в стране промышленный атомный реактор, а в 1949 году – первый радиохимический завод. В 1949 – 1951 годы жидкие радиоактивные отходы радиохимического производства просто сбрасывались в небольшую реку Течу бассейна Тобола. В последующие годы сброс отходов в Течу уменьшился, а в 1956 году совсем прекратился, но в результате радиоактивного загрязнения воды, донных отложений и пойменных земель жители прибрежных населенных пунктов подверглись как внешнему облучению, так и внутреннему, поступавших в организм с пищей и водой. Зараженную воду пил скот. Река использовалась жителями для разведения уток, гусей, рыбной ловли без всяких ограничений. В ней купались, их нее брали воду. Это и стало причиной облучения. Река была огорожена колючей проволокой и объявлена запретной зоной. Жители целого ряда прибрежных деревень были переселены.

В конце сентября в 1957 году на одном из предприятий, входивших в химкомбинат «Маяк», произошел взрыв емкости, где хранились жидкие радиоактивные отходы. В результате взрыва около 70 – 80тонн высокорадиоактивных отходов взлетело вверх. Образовалось радиоактивное облако, поднявшееся на высоту до 1 км. Часть радионуклоидов было рассеяна в атмосфере и позже выпала на землю, причем около 90% радиоактивных частиц расположилось вблизи места взрыва, а остальные были перенесены ветром на расстояние более 300 км в северо-восточном направлении. Эти частицы, выпадая на пути в виде «радиоактивного дождя», загрязняли территорию, получившую название Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС). Общая площадь заражения 1000 кв. км. Третьем эпизодом, повлиявшим на радиационную обстановку в Челябинской области, был вынос и рассеяние донных осадков озера Карачай, расположенного поблизости от радиохимического производства. С октября 1951 года озеро Карачай использовалось в качестве хранилища радиоактивных отходов. В маловодные 1962 -1966 годы уровень воды в озере сильно понизился. При этом оголилось около 5 га дна. Ветром с оголившихся участков начало сдувать донные отложения ( ил, глину, песок), вместе с которыми весной 1967 года были вынесены радиоактивные радионуклиды на территорию в 1,8 тыс. км. В настоящее время озеро Карачай засыпано, но тем не менее в подземные воды поступило примерно 4 млн. куб. метров активных промышленных вод.

Самостоятельная работа в группах.

(7 минут)

Итак, прослушав новый материал и используя дополнительную литературу, которую вы подобрали при подготовке к уроку, предлагаю обсудить факты, подтверждающие «за» и «против» использования ядерной энергетики.

Выступления учащихся.

(10 минут).

Во время выступления каждый факт надо подтвердить прикалыванием фрагмента рисунка, подготовленного художниками группы. Собрав полностью рисунок , группа собрала максимальное количество доказательств «ЗА» и «ПРОТИВ» использования ядерной энергетики.

Домашнее задание.

§ 69, 70. Ответить на вопросы в конце параграфов устно, прочитать конспект урока, продолжить подготовку к зачету по главе 4 учебника.

Рефлексия: 1. Что нового узнали?

2. Над чем ещё надо поработать?

3.Что из полученных знаний будете применять в жизни?

1.Что представляет собой атом согласно ядерной модели, выдвинутой Резерфордом?

2.Какая часть атома ядро- или электронная оболочка- претерпевает изменения при радиоактивном распаде? Почему вы так думаете?

3.Что такое радиоактивность?

4.Как называются протоны и нейтроны вместе?

5.Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их характерные особенности?

6.Расскажите о механизме протекания цепной реакции.

7.Что называют критической массой урана?

8.Как идет цепная реакция в уране, если его масса больше критической?

9.Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

10.Что представляют собой частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

11.Какими основными свойствами обладают α, β и γ- частицы?

12.Каким видом излучения часто сопровождается α и β- распад?

Урок по физике в 9 классе по теме: «Атомная энергия-за и против» 
Цель урока: выявить преимущества и недостатки использования энергии атома. 
Задачи: 
Научить анализировать информацию с последующей ее обработкой путем восприятия и самостоятельного анализа фактов. 
Развивать навыки самостоятельности, творческую активность детей, коммуникативные качества личности. 
Воспитывать чувство сострадания, бережливости, представив материал о биологическом действии радиации. 
Воспитывать чувство гражданской ответственности за свое будущее,за будущее своей малой родины, своей страны. 
Оборудование: мультимедиапроектор, ПК, презентация Microsoft Power Point. 
Методы обучения: беседа, рассказ, иллюстрация. 
Тип урока: урок-беседа. 
Ход урока: 
1.Организационный момент: 
Сообщение темы и цели урока. 
Сообщение плана урока. 
План урока: 
1.Информация о развитии физики атомного ядра. 
2. Информация о состоянии ресурсов топливно-энергетического комплекса. 
3. Ядерный реактор. 
4.Атомные электростанции. 
5. Преимущества АЭС перед ГЭС и ТЭС(таблица) 
6.Биологическое действие радиации. 
7. О саммите по ядерной безопасности в мире. 
Учитель: Человечество живет в едином взаимосвязанном мире, и наиболее серьезные энергетические,экологические и социально-экономические проблемы приобретают глобальный масштаб. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мобильной связи, высокоскоростной транспорт, освоение космического пространства и морских глубин. Это требует огромных затрат. Поэтому одной из проблем, стоящих перед человечеством. Является проблема источников энергии. Сегодня реальный вклад в энергосбережение вносит атомная энергетика. Немного предыстории развития учения об атомном ядре. 
2. Впервые о сложном строении атома заговорил француз 
Анри Беккерель, наблюдав явление самопроизвольного испускания химическими элементами невиданных доселе лучей. Благодаря исследованиям его земляков, супругов 
Кюри, а также известного физика Резерфорда этот факт оказался неоспоримым. 
Слайд: Портреты. 
Кроме того, когда выяснилось, что и ядра атомов имеют непростое строение, обнаружились новые виды сил, действующие между нуклонами в ядре. Чтобы разорвать связь между протонами и нейтронами, необходимо затратить определенную энергию. Ее, согласно формуле Эйнштейна назвали энергией связи. Именно это количество энергии выделяется в процессе ядерной реакции, одну из которых наблюдали немецкие ученые Отто Ган и фриц Штрассман. 
Слайд: Портреты, формулы. 
Экономистами подсчитано, что при полном делении 1гр урана выделяется 57,6* 10 в десятой степени Дж энергии. 
Чтобы покрыть расходы радиоактивного топлива понадобится сжечь почти 30 т каменного угля или 2,5 т нефти, привычного топлива для ТЭС. 
До 1940 г многие ученые считали, что ядерная физика представляет чисто научный интерес, не имея при этом никакого практического применения. Так, в 1937г Резерфорд утверждал, что получение ядерной энергии в более значительных количествах,достаточных для использования никогда не будут возможны. 
Однако уже в 1942 году в США под руководством Энрика Ферми был построен первый ядерный реактор. Первый европейский реактор был создан в 1946г. В Советском Союзе под руководством Игоря Васильевича Курчатова.(фото) 
В 1954г в нашей стране( в г. Обнинске) была введена в действие первая в мире атомная станция, мощностью всего в 5000 кВт. Современные АЭС имеют в сотни раз большую мощность. 17 сентября 1959 г в свой первый рейс вышел первый в мире атомный ледокол «Ленин», построенный на Ленинградском Адмиралтейском заводе и приписанный 
К Мурманскому пароходству.(Сл). 
Учитель: Со временем было понятно, что энергия атомного ядра имеет широкую сферу применения. К сожалению. Не только в мирных целях. Всем нам печально известен факт атомных бомбардирововк Хиросимы и Нагасаки( 6 и 9 августа 1945 г)-единственный в истории человечествп пример боевого использования ядерного оружия. Осуществлены Вооруженными силами США на завершающем этапе Второй мировой войны с целью ускорить капитуляцию Японии. 
Утром 6 августа 1945 года американский бомбардировщик Пола Тиббетса сбросил на японский город Хиросима атомную бомбу «Little Boy».(«Малыш») эквивалентом от 13 до 18 килотонн тротила. Три дня спустя атомная бомба 
«Fat Man»( «Тостяк») была сброшена на город Нагасаки пилотом Чарльзом Суини. Общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек в Хиросиме и от 60 до 80 тысяч в Нагасаки. 
Последствия этой атаки до сих пор. Поэтому, если говорить об использовании атомной энергии. То прежде всего надо говорить о мирном использовании энергии атомного ядра. 
Мы сегодня на уроке попытаемся взвесить «за» и «против» применения атомной энергии. Прежде всего, поговорим о том,для чего чаще надо развивать атомную энергетику. 
Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Потребление энергии растет столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время(Слайд-запасы топлива). 
Проблему «энергетического голода» не решает использование возобновляемых источников энергии рек, ветра, солнца, морских волн, глубинного тепла Земли: нефть,газ. Уголь. Они могут обеспечить в лучшем случае только 5-10% еаших потребностей. В связи с этим возникла необходимость в середине 20 века поиска новых видов энергии. Мы с вами живем в постоянно развивающемся мире. Еще 20-30 лет назад о таком чуде. Как мопьютер, сотовый телефон, исследование подводных глубин Арктики, скоростных поездах и др. можно было бы только и мечтать. Теперь все это окружает нас повседневно и кажется таким же обыденным как смена дня и ночи. Но для того, чтобы все это работало нужно много энергии. Поэтому перед учеными встала задача поиска новых видов энергии. И таким видом и стала энергия атомного ядра. 
Сейчас мы с вами поговорим о преобразовании внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию, т.е рассмотрим принцип работы ядерного реактора. Ядерный реактор- это устройство, предназначенное для осуществления управляемой ядерной реакции. Управление ядерной реакции заключается в регулировании скорости размножения свободных нейтронов в уране, чтобы их число оставалось неизменным. При этом цепная реакция будет продолжаться столько времени, сколько это необходимо, не прекращаясь и не приобретая взрывного характера. 
Рассмотрим устройство и принцип действия реактора, в которм в качестве делящегося вещества(его называют также ядерным или горючим) используется в основном U-235( до 5%). 
Реактор, работающий на этом изотопе урана, называется реактором на медленных нейтронах. Специальные графитовые стержни поглощают быстрые нейтроны. С их помощью можно управлять ходом реакции. Нажмите кнопку Поднять(это можно сделать, только если будут включены насосы,закачивающие холодную воду в реактор) и включите Условия процесса. После того, как стержни будут подняты, начнется ядерная реакция. Температура Т внутри реактора возрастет до 300 градусов С и вода всоре начнет кипеть. Взглянув на амперметр в правом углу экрана, можно убедиться, что реактор начал вырабатыать электрический ток. Задвинув стержни обратно, можно приостановить цепную реакцию. 
( Анимация работа ядерного реактора. Рассказ о работе атомного реактора.) 
( Реферат «Атомные электростанции). 
Учитель: несмотря на опасности, связанные с радиоактивным излучением, а также потенциальной возможностью взрыва. Ядерная энергетика развивается во всем мире и является одним из самых перспективных на сегодняшний день направлений энергетики. В структуре топливно-энергетического баланса(ТЭБ) и электроэнергетики мира преобладают соответственно нефть(40%) и уголь(38%). В мировом ТЭБ газ(22%) занимает третье место после угля (25%). А в структуре электроэнергетики газ(16%) находится на предпоследнем месте. Опережая только нефть(9%) и уступая всем остальным видам энергоносителей. Включая атомную энергетику(17%) 
Биологическое действие радиации(сообщение) 
Учитель: трагедия, случившаяся на Чернобыльской АЭС,заставляет нас задуматься о том, что человеческий фактор может сыграть решающую роль в развитии цивилизации. Взрыв четвертого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчетов конструкции реакторов остается реальностью. Поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска. 
Учитель: О соблюдении мер по ядерной безопасности шла речь на саммите. Состоявшемся в апреле в Вашингтоне(сообщение). 
Учитель: Подведем итоги нашего урока. Как вы думаете, нужна ли атомная энергетика? Обьеденитесь в группы и сделайте вывод в виде рисунков, тезисов. Призыва(7 мин). 
А может нам отказаться от постройки новых электростанций: тепловых, атомных, а заняться проблемой энергосбережения. Подсчитано, что в России до 40% вырабатываемой энергии теряется на пути к потребителю или в результате расточительного использования.Это означает, что мы добываем и сжигаем почти в 2 раза больше угля, нефти и газа, чем это необходимо в действительности. Я думаю, что вывод нашего урока не может быть однозначным. Есть как положительные моменты использования АЭС,так и отрицательные. 
Учитель: Заполним таблицу « Преимущества и недостатки АЭС по сравнению с другими» 

ПЛЮС 
МИНУС 
ИНТЕРЕСНО 
-Экономия органического топлива. 
-Малые массы горючего. 
-Получение большой мощности с одного реактора. 
-невысокая себестоимость энергии. 
-Отсутствие потребности в атмосферном воздухе. 
-Экологическая чистота(при правильной их эксплуатации.) -Опасность окружающих АЭС территорией. 
-Особенности ремонта. 
- Сложность ликвидации ядерного энергетического обьекта. 
-Высокая квалификация и ответственность кадров. 
-Доступность для терроризма и шантажа с катастрофическими последствиями. 
-Необходимость захоронения радиоактивных отходов. 
- Возможная мутация животных, растений и человека при малых дозах облучения. 
-Уменьшение парникового эффекта. 
- Жизнь животных и растений на территориях вокруг 
АЭС. 
-Как радиоактивные отходы повлияют на все живое на планете в будущем. 
- использование портативных атомных реакторов для различных видов транспорта, в том числе спутников Земли.

Цели урока:

• показать воздействие проникающего излучения на живые организмы;

• формирование знаний о значении развития атомной энергетики в современном мире ;

• показать экологические проблемы использования атомной энергии и пути их разрешения.

Задачи урока.

1. Создать условия для формирования и развития социальной компетенции (способность взять на себя ответственность, совместно вырабатывать решения и участвовать в их реализации) и коммуникативной компетенции (умение высказывать свою точку зрения, принимать альтернативную информацию по данной проблеме).

2. Развивать познавательный интерес школьников к актуальным проблемам современности и повышению мотивации к самостоятельному поиску знаний.

3. Содействовать формированию основных мировоззренческих идей, их причинно-следственных связей.

ХОД УРОКА.

1. Здравствуйте, ребята! Мы подходим к завершению изучения темы Атомная физика. И сегодня на уроке мы постараемся оценить важность развития ядерных технологий, рассмотреть со всех сторон последствия использования их человеком.

2. На доске таблица, которая заполняется по ходу урока:

Использование ядерных технологий «За» и «Против»

1. Использование атома в мирных целях( рассказ учителя) Энергетическая проблема – одна из важнейших проблем, которые сегодня приходится решать человечеству. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мгновенной связи, быстрый транспорт, освоение космического пространства. Но все это требует огромных затрат энергии. Однако, известно, что запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа – на 60 лет. По данным Управления энергетической информации США (EIA), потребление энергии в мире до 2025 г. возрастет на 54%. Прогнозируется увеличение мирового производства электроэнергии на АЭС с 2521 млрд. кВт/ч в 2001 г. до 3032 млрд. кВт/ч в 2020г.Преимущества атомных электростанций (АЭС) перед тепловыми (ТЭЦ) и гидроэлектростанциями (ГЭС) очевидны: нет отходов, газовых выбросов, нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ.

Обойтись без использования радиоактивности и изотопов человечество не может. Мы используем эти явления практически во всех областях деятельности: в медицине, археологии, дефектоскопии, селекции сельскохозяйственных культур.

Например, использование меченых атомов позволяет провести диагностику многих заболеваний, с помощью радиоактивного изотопа йода диагностируют заболевания щитовидной железы на ранней стадии, раковые новообразования сначала облучают радиоактивным кобальтом, а затем уже удаляют больные ткани, заболевания легких распознают на ранней стадии благодаря флюорографии, моментальному рентгеновскому снимку.

По количеству радиоактивного изотопа углерода и органических остатков ( дерево, угли из костра, кости животных) археологи достаточно точно определяют возраст своих находок. В промышленности с помощью радиоактивных изотопов определяют качество изделия, однородность поставляющих ( например, в бетоне), степень механического износа трущихся, вращающихся поверхностей и многое другое. Современная селекция просто не может обойтись без радиоактивного облучения, с его помощью получают новые сорта уже через несколько поколений, а то и в следующем.

И еще одно использование – ядерные взрывные технологии. К настоящему времени выполнено 115 мирных ядерных взрывов. Глубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенсификация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных емкостей для хранения газа и конденсата, гашение аварийных газовых фонтанов и многое другое. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровья хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсолютно безопасных технологий не бывает.

1. Показ Видеофрагмента «Хиросима и Нагаски»

2. Рассказ учителя: в 8 часов утра 6 августа 1945 года радарные установки в японском портовом городе Хиросиме обнаружили три приближавшихся к японским берегам самолета. В этом не было ничего необычного, так как обескровленная военными неудачами японская авиация проявляла мало активности и американские самолеты почти беспрепятственно совершали разведывательные полеты над островами. Война проиграна, это было очевидно. Германия капитулировала еще в мае, квантунская армия разгромлена советскими войсками на полях Маньчжурии и Китая, вопрос о капитуляции Японии был вопросом ближайших дней. Поэтому появление американского бомбардировщика Б-29 не вызывало большого беспокойства у населения города. Трудовой день начинался в обычном порядке.

В 8 часов 14 минут Клод Изерли, летчик супербомбардировщика Б-29, радировал следовавшему за ним бомбардировщику, который вел полковник Тиббетс: « Бросайте!», и атомная бомба полетела на Хиросиму. Взрыв произошел в воздухе на высоте примерно 500 метро от поверхности Земли. Сначала появился светящийся шар, расширившийся до диаметра 800 метров. Через несколько секунд он взорвался и превратился в море огня, из которого появился столб дыма. Этот столб продолжал расти и, наконец, принял форму чудовищного гриба высотой 15-18 тысяч метров. Через несколько секунд после взрыва в Хиросиме возник огненный шторм. Ветер дул со скоростью 64 км/ч, деревянные строения горели в районе радиусом 3 км, телефонные столбы оказались срезаны на уровне земли. В районе радиусом 800 метров были разрушены все здания, независимо от типа построек, а в радиусе от 1,6 км до 2,6 км повреждения были настолько значительны, что ремонт оказывался невозможным. По оценке японских властей, из 75 тысяч домов, имевшихся в Хиросиме, полностью было разрушено 50 тысяч, частично – 18 тысяч. Падающие здания и летящие обломки несли смерть и увечья тем, кто не погиб в море огня. «Мгновенные ожоги» ( ожоги вызванные световым излучением) сопровождались временной слепотой, делали кожу лица неузнаваемой ( «маска Хиросимы») и сопровождались даже обугливанием кожи.

1. Статистика.

Как вы думаете, в чем была причина смерти 140 тысяч человек?

В 1945 году в Хиросиме насчитывалось около 300 тысяч жителей. По сведениям официальных учреждений Японии и США, в день взрыва погибло свыше 60 тысяч человек, ранено около 100 тысяч и тысячи пропали без вести. Военная цензура всеми способами препятствовала распространению истинных сведений о последствиях атомного взрыва. Мир лишь постепенно, с запозданием в несколько лет, узнавал страшные подробности этого бесчеловечного акта. Вследствие паники и хаоса, царивших после взрыва, лишь немного были отправлены в дальние больницы. Трамваи сжигали целиком, не освобождая от трупов. Мусор и нечистоты не убирались в течение трех месяцев. У оставшихся в живых наблюдались глубокие изменения в организме, и еще , через 40 лет после катастрофы, наблюдаются смертельные случаи проникающей радиации.

Через три дня после Хиросимы была сброшена плутониевая бомба на Нагасаки с аналогичными результатами.

Атомные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки – преступление, перед которым меркнут злодеяния величайших извергов прошлого. Летчик Клод Изерли был награжден медалью и получил чин майора. Когда он вернулся в родной Техас, его встретили как национального героя фанфарами, знаменами и цветами. Однако «герой» повел себя странно. Он отказался служить в авиации, отказался играть в фильме, в котором должен был изображать сам себя, отказался вообще работать. Часто по ночам он начинал метаться во сне и кричать нечеловеческим голосом: « Бросайте, бросайте же!», потом « Нет! Не сейчас! Подумайте о детях! Дети горят!»… в 1955 году Клод Изерли совершил несколько краж и ограблений с единственной целью: « Я хочу, чтобы меня наказали!», - говорил он судьям. Наконец его поместили в психиатрическую лечебницу.

В городе Хиросиме воздвигнут памятник жертвам катастрофы. На нем надпись : « Спите спокойно, мы сделаем все, чтобы это не повторилось».

После окончания войны был проведен ряд испытательных взрывов у островов Бикини в воздухе и под водой. За создание урановой и плутониевой бомб последовало изобретение водородной бомбы, превышавшей действие урановой бомбы больше чем в 1000 раз. Бомба, сброшенная на Хиросиму, по хвастливому заявлению тогдашнего президента США Трумэна, была равносильна 20000т тринитротолуола ( взрывчатки). Что сказать о бомбах, эквивалентных 50 и 100 млн.т взрывчатки?

Биологическое действие ионизирующих излучений.

В состав ионизирующих излучений входят α-, β-, γ – лучи, нейтроны и т.д. Проходя через вещество, эти излучения вызывают его ионизацию. При этом происходит и обратный процесс – объединение ионов, т.е. их рекомбинация.

Биологический эффект от разных видов излучений различен. По сравнению с рентгеновскими лучами или электронами биологическое действие α-лучей в 10 раз сильнее, тепловых нейтронов – в 5 раз, а быстрых нейтронов в 10-20 раз.

Ионизирующие излучения при действии на живые организмы прежде всего приводят к ионизации молекул воды, всегда присутствующих в живых тканях, и молекул различных белковых веществ. При этом в живых тканях образуются свободные радикалы – сильные окислители, обладающие большой токсичностью, меняющие течение жизненных процессов.

В организме человека и животных радиоактивные излучения вызывают функциональные изменения. Если человек подвергается систематическому воздействию даже очень малой дозы излучений или в его организме откладываются радиоактивные вещества, то может развиться хроническая лучевая болезнь. Она может возникнуть у врачей-рентгенологов, у исследователей радиоактивных веществ, у рабочих, имеющих дело с урановой и радиевой рудой и т.п. ( конечно лишь при нарушении техники безопасности).

Изучая влияние радиоактивности на растения, ученые применяли следующие способы воздействия: предпосевное облучение семян, предпосевное замачивание семян в радиоактивных растворах, внесение в почву радиоактивных веществ в качестве микроудобрений, непрерывное облучение растущих растений. Для ряда растений предпосевное облучение дало положительный эффект. Для некоторых семян положительный эффект получался при замачивании их в радиоактивных растворах; были получены также интересные данные при изучении действия радиоактивных веществ в качестве микроудобрений. Ионизирующее излучение может стать также мощным средством полезного преобразования наследственных свойств организма.

Это трагическая страница истории, но атомная энергия исправно служит человечеству в мирных целях.

1. Подведение итогов урока. Сегодня на уроке мы увидели две стороны ядерных технологий. Вам жить в этом стремительно развивающемся мире и кому, как не Вам решать какой будет ваша жизнь. Давайте подведем итог урока и каждый выскажет свое мнение по этому поводу.

2. Домашнее задание. §§77-78. Повторение , подготовка к контрольной работе.