Радиация в жизни человека

МБОУ «Золотухинская средняя общеобразовательная школа»

Урок - конференция для старших классов

«РАДИАЦИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА»

Провела: учитель географии

Ефремова Е. В.

«РАДИАЦИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА»

(конференция для старших классов)

Цели и задачи: сформировать у учащихся понятия «радиация», «радиационное загрязнение», познакомить с источниками радиации, выявить вредное влияние радиации на организм человека и успешное применение во многих сферах деятельности.

Оборудование: таблицы, приборы для измерения уровня радиации, проектор.

Участники: ведущий, общественность, учащиеся, специалисты: врач, эколог, физик, географ, биолог.

Ведущий. Здравствуйте уважаемые участники нашей конференции. Буквально вчера 22 апреля весь мир отмечал Всемирный День Земли.

 Крохотная песчинка, затерянная в необъятном Космосе, стала домом для бесконечно многих форм жизни! Как часто мы думаем об этом удивительном факте? Всемирный день Земли служит напоминанием о том, что объединяет представителей тысяч профессий, национальностей и религиозных конфессий: несмотря на социальные и культурные различия, все мы – дети Земли.

А через несколько дней 26 апреля мы будем вспоминать трагедию на Чернобыльской Атомной станции, унесшей жизни и покалечившей судьбы – печальный урок человечеству.

Именнно поэтому тема нашего сегодняшнего мероприятия подобрана не случайно. «Радиация в жизни человека» - так она звучит. Проходит оно в форме конференции, где принимают участие: общественность – обычные жители планеты, и специалисты – врач, эколог, физик, географ, биолог, химик - они помогут разобраться в вопросах о радиации.

Мир очень сложен, но при желании познаваем. И в наших силах изменить и его, и самих себя в нужном направлении.

С каждым годом все могущественнее становится человек в своем познании и овладении силами окружающего мира, широко вторгаясь в природу. Но и с каждым годом все меньше и меньше становится «шагреневая» кожа больной биосферы. Если раньше вопрос стоял о чрезмерном загрязнении биосферы, то сейчас речь идет о губительных воздействиях этого загрязнения на организм человека.

Одним из опасных загрязнений окружающей среды является радиационное загрязнение.

Где же в повседневной жизни мы можем столкнуться с радиационным излучением?

(Просмотр видеоролика – 1, 38 мин)

Общественность: Уважаемые специалисты, на наш взгляд простого обывателя понятие «радиация» - это какое то страшное, непонятное слово. Разъясните нам, пожалуйста, что это такое и в чем заключается ее опасность?

Ведущий: Радиация – излучение энергии ядрами атомов в виде частиц или электромагнитных волн.

Выдающийся физик 20 века А. Энштейн писал, что освобожденный атом изменил все, кроме нашего мышления. Чтобы понять, что это действительно так, следует познакомиться с ионизирующими излучениями (загрязнениями). Об ионизирующих излучениях стало известно после открытия в 1895 г. немецким физиком В. Рентгеном нового вида лучей, позднее названых рентгеновскими, а также установление в 1896 г. французским ученым А. Беккерелем явления радиоактивности, т. е. способности атомов некоторых элементов испускать ионизирующие излучения.

Как же это произошло? / вопрос физику.

Физик. В холодный январский день 1896 г. на очередном «академическом понедельнике» крупнейшие физики Франции слушали профессора Вюрцбургского университета Вильгельма Конрада Рентгена «О новом роде лучей». 24 февраля того же года академик Анри Беккерель сообщил, что единственным веществом, которое засвечивает фотографическую пластинку, являются соли урана. Так, в конце прошлого столетия было сделано открытие, которому полвека спустя, довелось обернуться одним из самых трагических событий нашего века. Ученые, внимательно слушавшие сообщение Рентгена и Беккереля, не знали, что они обсуждают не что иное, как болезнь 20-го века, которая поразит многих людей. В медицине появилось новое название «лучевая болезнь».

Общественность. Вы рассказали об открытии нового рода лучей. Все-таки для тех, кто мало разбирается в физике не очень понятно слово «ионизи- рующее излучение». Так что же это такое?

Физик. Ионизирующее излучение – это любые излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию положительно (+) и отрицательно (–) заряженных частиц – ионов. По своей природе ионизирующее излучение может быть двух видов. Рентгеновские и гамма- лучи относятся к электромагнитному излучению, как видимый свет и радиоволны, но отличаются частотой. Альфа и бета частицы представляют собой поток корпускулярного излучения. Альфа частицы относительно тяжелы и не способны проникать через неповрежденную кожу. Но могут попасть с пищей, водой и становятся чрезвычайно опасными. Бета излучения обладают большей проникающей способностью и проникают в ткани на глубину 1–2 см. Наибольшей проникающей способностью обладают гамма излучения и рентгеновские лучи. Они пронизывают весь организм, вызывая радиационное поражение и лучевую болезнь.

Таким образом, (по таблице)

электромагнитное корпускулярное

рентгеновские и гамма лучи альфа и бета частицы

Любые физические явления имеют свои единицы измерения. И для радиации используются свои показатели.

В настоящее время общепринятыми системными единицами являются биологический эквивалент рентгена бэр или зиверт (1 Зв=100 бэр). Каждый человек должен знать допустимые дозы радиоактивного излучения. Эта доза колеблется от 1,0 до 11,8 мЗв/год или 0,2 бэр/год. (демонстрирует приборы).

Ведущий. Ионизирующее излучение наблюдается (имеет) повсюду. Они имеют двоякое происхождение: космическое и излучение от радио изотопов, рассеянных в окружающей природной среде. Наибольшую долю естественного фона( около 70% ) ионизирующих излучений составляют природные источники. Наверное, эколог расскажет нам как образуется естественный радиационный фон Земли.

Эколог. В результате внешнего и внутреннего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр, следовательно, за всю свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда человеку. Однако, есть такие местности, где ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут получить дозу в несколько раз большую. Большие дозы облучения встречаются в Бразилии (200 км от Сан-Паулу), где годовая доза составляет 25 бэр. Эта местность необитаема.

Считается, что наибольший вклад в радиационный фон Земли вносит радон. Их концентрация в воздухе жилых помещений колеблется в значительных пределах и может превышать среднее значение в 1000 раз. В воздух жилых помещений радон поступает из земной коры, где он образуется при распаде радия-226. Из-за достаточно большого периода полураспада ( 3-8 суток) радон равномерно рассеивается в тропосферу(на высоте 10 км). Но любая постройка, в том числе жилой дом, препятствует его рассеиванию и способствует значительной концентрации.

Вторым источником радона являются стены и прикрытия. От них тоже идет излучение. И, наконец, значительное количество поступает в наши квартиры из водопровода и с бытовым газом.

Географ. Но давайте начнем с того, что радиация существовала на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовала в космосе еще до возникновения самой Земли. Все живое на Земле возникло и развивалось в условиях воздействия ионизирующей радиации, которая стала постоянным спутником человека. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее зарождения. Солнце – один из естественных источников радиоактивных лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли.

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации.

Даже человек радиоактивен, так как в любой живой ткани присутствуют радиоактивные вещества природного происхождения. За сто лет изучения радиации ученые накопили большой опыт в этой области. Как это не покажется на первый взгляд странным, но действие радиации на человека изучено лучше, чем действие многих других факторов физической или химической природы.

Ведущий: Радиация присутствует даже в наших домах. Об этом нам расскажут ведущие программы «Жить здорово» в своей рубрике «Про дом».

(Просмотр видеоролика-3,58 мин)

Общественность: А скажите, пожалуйста, какое влияние радиация оказывает на человека и все живые организмы.

Биолог:

Негативное воздействие радиации на живые существа объясняется следующей причиной — в результате сильного ионизирующего действия радиоактивного излучения, в живых клетках образуются очень активные молекулы, называемые свободными радикалами. Они являются настоящими агрессорами для всех систем организма, повреждая и убивая живые клетки.

Как действуют на организм человека свободные радикалы?

1. Их первыми «жертвами» являются быстро делящиеся клетки желудочно-кишечного тракта, кроветворных органов, а также половые клетки. Поэтому проникающая радиация может вызвать у людей температуру, тошноту, рвоту, уменьшение кровяных клеток и жидкий стул.

2. Органы и системы с меньшей интенсивностью деления клеток претерпевают при облучении в основном дистрофические (качественные) изменения.

3. Для нежных тканей наших зрительных органов облучение крайне опасно — оно может стать причиной лучевой катаракты.

4. Ещё одним тяжёлым последствием облучения является снижение иммунитета, склероз сосудов и генетические изменения.

Организм человека способен к регенерации повреждённых клеток, пока их количество не превысит некий критический уровень. При превышении этого предела запускаются необратимые процессы, приводящие к тяжёлым последствиям или даже к смерти.

Последствия облучения могут проявиться не сразу, а через много лет. Причём кратковременное, но интенсивное облучение опаснее, чем его многократные, небольшие дозы.

Врач. Да, действительно, в организме человека наиболее радиочувствительны половые и кроветворные клетки, а также клетки эпителия тонкой кишки. Но очень чувствительны к действию радиации ткани эмбриона, молодые ткани, а также органы в период формирования. У облученных людей нарушается детородная функция. Увеличивается также опасность онкологических заболеваний крови – лейкемии. Это связано с поражением кроветворного органа – красного костного мозга. У детей костный мозг является наиболее радиочувствительным органом. К отдаленным последствиям действия ионизирующего излучения относятся изменения в работе щитовидной железы, гипофиза, половых желез. (демонстрируются картины).

Наступление тех или иных патологических изменений зависит от величины полученной дозы. Смерть может наступить только при взрыве атомной бомбы или катастрофических авариях, подобных аварии на ядерном реакторе Чернобыльской АЭС.

Если женщина в первые недели беременности получила дозу облучения при рентгенографии желудка или малого таза, возможны катастрофические проблемы для ребенка.

Ведущий. Наибольшую опасность представляет радиоактивное загрязнение биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение к хранению и транспортировке этих элементов приводит к серьезным радиоактивным загрязнениям.

Во второй половине нашего столетия начали вводить в эксплуатацию АЭС, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При нормальной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных объектах. Чернобыль породил массовую радиофобию. В чем причина? Наши учащиеся знают.

(Выступление группы учащихся «Катастрофа на Чернобыльской АЭС»).

1 учащийся:

В 1986 г. на Чернобыльской АЭС произошла крупнейшая в мире авария. При взрыве атомных реакторов в окружающую среду было выброшено всего 5% ядерного топлива. Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных элементов было отмечено за сотни и тысячи км от места аварии. Эта авария относится к наивысшему седьмому уровню шкалы.

2 учащийся: В 1979 г. произошла авария в США на АЭС «Тримайл-Айленд». Но выброс радиоактивных продуктов за пределы станции был незначительным. Авария классифицируется по 5 бальной шкале. Были и другие случаи. Это все говорит о том, что применение атома требует большой осторожности.

3 учащийся: Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария максимального 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии.

В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии. Японские инженеры-ядерщики оценивают, что на приведение объекта в стабильное, безопасное состояние может потребовать до 40 лет.

Ведущий. В настоящее время все острее встает проблема складывания и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и АЭС. С каждым годом все большую опасность таят они в себе.

За миллионы лет живые организмы адаптировались к естественному природному радиационному фону.

Эколог: Да, действительно ИР в очень малых дозах стимулирует рост и развитие растений. Десятки тысяч больных улучшают состояние своего здоровья на таких всемирно известных курортах с источниками минеральных вод, обладающих повышенным содержанием радона, как Пятигорск, Белокуриха, Баден-Баден и др. малые дозы стимулируют восстановительные процессы организма, благодаря чему ускоряется выздоровление.

Живые организмы обладают разной чувствительностью к радиации. Наиболее чувствительными являются собаки. Для них достаточно 250-400 рентген. За ними идут морские свинки. Человек на третьем месте.

Ведущий: Несмотря на всю опасность, которую таит в себе радиация, она стала незаменимым помощником во многих сферах деятельности: в энергетике, в медицине, в сфере безопасности, в научной сфере, в приборостроении, в оборонной сфере и т.д.

Физик:  Разумеется, самая известная роль, которую сыграло явление распада нестабильных веществ, это атомное оружие. Тут в игру вступает такое уже известное вам явление, как цепная реакция. Неконтролируемая, потому, что количество распадающихся атомов за единицу времени лавинообразно растет. Сам по себе распад радиоизотопов ведет к выделению определенного количества энергии. А если запустить цепную реакцию, и заставить единомоментно распасться большую часть атомов радиоизотопа, то выделится неимоверное количество энергии, которая разрушит всё вокруг (ядерный взрыв). 

Географ:  Более мирную роль радиации человек нашёл в энергетике. Научившись контролировать цепную реакцию, человек научился контролировать энергию, выделяемую при делении радиоизотопов. Активно делящееся вещество нагревается в активной зоне ядерного реактора, так как выделяется энергия. Это тепло передаётся воде, которая испаряется и вращает турбины электрогенераторов. А чтобы эта цепная реакция не стала неконтролируемой, в активную зону реактора вводятся вещества, поглощающие нейтронное излучение. Изменяя количество такого поглотителя в активной зоне, изменяется и выделяемая мощность.

 Ядерные реакторы бывают различные по конструкции, по мощности и по предназначению. Мощные промышленные реакторы действуют стационарно, в энергоблоках АЭС, питая электроэнергией целые города. Менее мощные реакторы устанавливаются на транспорт (ледоколы, корабли, подводные лодки), что делает такой транспорт высоко автономным. В СССР велась разработка ядерных реактивных двигателей для самолётов и космических кораблей.  После развала СССР разработки прекратились, но в России разработка ядерного двигателя для космических кораблей возобновилась в 2000-х годах, и недавно был успешно испытан первый действующий прототип.

Существует тип электрогенераторов, действующих на основе выделения тепла делящегося материала, в которых не протекает цепная реакция. Они используются там,  где нет населённых пунктов, но существует какое-либо оборудование, требующее электроэнергию. Например, маяки, ретрансляторы связи, спутники и т.п.

В научной сфере радиация порой единственный действующий инструмент для исследований. Например, пока мы сейчас ведем нашу дискуссию, в миллионах километрах от Земли, на соседней планете Марс трудятся несколько марсоходов, которые исследуют планету с помощью той же радиации. Немного ближе к Земле, на орбите нашей планеты рентгеновские и гамма-телескопы анализируют космическую радиацию, исследуя тем самым процессы, происходящие в дальнем космосе, а так же историю развития Вселенной и другие немаловажные вопросы науки.

  На Земле, в международных исследовательских организациях трудятся тысячи ученых из разных стран. В исследовательских ядерных реакторах под воздействием радиации получают новые химические элементы, а так же изучают свойства различных материалов, имитируя различные условия с повышенным радиационным фоном (например, условия открытого космоса).

  Методом радиоуглеродного анализа ученые определяют возраст археологических артефактов.

Врач:  В медицине радиоизотопы помогают человеку выявлять и лечить всё больший спектр заболеваний. Например, раковые клетки щитовидной железы имеют свойство накапливать йод. Это свойство используется для лечения этого онкологического заболевания с помощью радиоактивного изотопа йода, который накапливается в опухоли и убивает раковые клетки. Рентгеновское излучение помогает выявить многие недуги на снимках. Гамма-излучающие установки помогают бороться со злокачественными образованиями. Как говорилось немного выше, радиоизотопы поддерживают работу кардиостимуляторов, и это ещё далеко не все ситуации, когда радиация может исцелять.

  С помощью мощного ионизирующего излучения так же стерилизуют медицинские инструменты.

Ведущий:  Радиация так же может спасти нас в чрезвычайных ситуациях, например, от пожара. Некоторые типы детекторов дыма выполняются на основе радиоизотопов. Такие детекторы являются самыми чувствительными. Ещё рентгеновское излучение помогает правоохранительным органам контролировать грузы и багаж, перевозимые людьми, чтобы не допустить террористические акты и другие неправомерные действия. Гамма-установки, выявляющие скрытые дефекты материалов, позволяют заблаговременно предотвратить различного рода катастрофы в транспортной и энергетической сферах.

В приборостроении радиация помогает облегчить некоторые физические процессы, что позволяет создавать новые типы компонентов.

Это лишь малая часть примеров, где радиация используется человеком для достижения своих целей. Изучение ионизирующих излучений идёт полным ходом, открываются всё новые и новые свойства и способности этого физического явления, и можно с уверенностью сказать, что совсем скоро человек найдёт новые применения радиации.

Общественность: Теперь нам все понятно. Использование радиоактивных элементов – это такое же достижение человечества, как паровой двигатель, электрическая лампочка, только обращаться с этими знаниями и умениями нужно крайне осторожно и грамотно, чтобы не повторились в будущем страшные трагедии «Хиросимы и Нагасаки», «Чернобыля и Фукусимы».

Ведущий. Раньше говорили «20 век – проблемный век». Но не кажется ли вам, что 21 век ожидают еще более грандиозные события. Но вопрос «Как человек распорядится своими знаниями»?

Читает учащийся: Стихотворение Николая Фадеева «Что век грядущий нам готовит».

В век атомный космический и бурный.

Каким ты будешь, Человек?

Будь эрудитом, честным и культурным-

Лишь таковым тебя приемлет Век!

Мы в будущее смотрим с восхищеньем,

Мы ходим по Луне, возводим божий Храм,

Но до сих пор с глубоким возмущеньем

Выносим приговор бандитам и ворам!

Других миров мы позывные ловим,

И НЛО уж зачастили к нам!

Но до сих пор мы лжем и сквернословим,

Браним и унижаем милых дам!

Свобода, равенство и братство неделимы,

И человеку человек и друг и брат,

Но до сих пор плодятся подхалимы

И тунеядцы город бороздят!

Стремимся к высшему образованью,

Мечтаем поступить в престижный институт,

Но можем разразиться грубой бранью,

Когда нечаянно толкнут…

В музее ходим, чтоб познать искусство,

Идем в балет в кино, у «телека» сидим,

Но все равно в душе иных все пусто-

Жаргон, вино, и сигаретный дым!

Пора задуматься серьёзно, россияне!

Мечтали о другой России наши предки,

Оставившие нам великие деянья-

Ломоносов,- Пушкин,-Достоевский!

Их мир духовный служит нам примером

Гуманности и доброты - живительный родник!

И впитывать должны мы их душой, и телом,

И помнить, что мы - Люди, каждый миг!

И век грядущий, это - век прогресса!

Пусть в нем цветут добро, любовь и красота!

И бескультурью в нем не будет места,

А все ЧП исчезнут навсегда!

Ведущий: Я думаю, что данное мероприятие помогло многим понять правду о радиации и о том, какую роль она играет в нашей жизни. А так же напомнить, что все мы дети Земли и о том, какими будем мы – такой же будет жизнь вокруг нас и будущее наших потомков. А закончить мне хочется словами из стихотворения:

Берегите Землю! Берегите!

Времени крутые повороты,

Радость, вдохновенье и заботы,

Древнего родства живые свойства.

Дерево надежды, беспокойства.

Откровения земли и неба.

Сладость жизни, молока и хлеба,

Берегите доброту и жалость,

Чтоб она за слабого сражалась.

Берегите будущего ради.

Это слово из моей тетради.

Всё дарю! И все от вас приемлю,

Только берегите эту Землю!

Спасибо за внимание!