Тема урока: «Экологические проблемы работы атомных электростанций. Дозиметрия. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы»
Класс: 9
Дата: 16.04.21
Цели и задачи урока: Рассмотреть принципиальные проблемы современной атомной энергетики; определить причину негативного воздействия радиации на живые существа.
План урока.
-
Организационный момент. 2 мин.
-
Этап постановки цели и задач урока. 7 мин.
-
Этап актуализации знаний. 5 мин.
-
Этап изучения нового материала. 10 мин.
-
Физминутка. 2 мин
-
Этап практической работы учащихся в группах 15 мин.
-
Домашнее задание и заключительное слово учителя. 2 мин.
-
Этап рефлексии. 2 мин.
Ход урока
1. Организационный момент (2 мин)
2. Этап постановки цели и задачи урока (7 мин)
“Природа – это не то, что мы получили в наследство от предков, а то, что мы взяли в долг у потомков” (древняя индейская сентенция).
Учащиеся, подготовившие небольшие сообщения, выступают перед одноклассниками, попутно класс определяет тему, цели и задачи урока.
3. Этап актуализации знаний (5 мин)
Фронтальный опрос:
-
Что представляет собой атом согласно ядерной модели, выдвинутой Резерфордом?
-
Что такое радиоактивность?
-
Как называются протоны и нейтроны вместе?
-
Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их характерные особенности?
-
Расскажите о механизме протекания цепной реакции.
-
Что называют критической массой урана?
-
Как идет цепная реакция в уране, если его масса больше критической?
-
Какими основными свойствами обладают α, β и γ- частицы?
4. Этап изучения нового материала (10 мин)
Радиоактивность — это явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием частиц, обладающих большой проникающей способностью.
В настоящее время известно, что радиоактивные излучения при определенных условиях могут представлять опасность для здоровья живых организмов.
Механизм биологического действия радиоактивных излучений сложен. Его основу составляют процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в живых тканях, происходящие при поглощении ими ионизирующих излучений.
Степень и характер отрицательного воздействия радиации зависят от нескольких факторов, в частности, от того, какая энергия передана потоком ионизирующих частиц данному телу и какова масса этого тела. Чем больше энергии получает человек от действующего на него потока частиц и чем меньше при этом масса человека (т. е. чем большая энергия приходится на каждую единицу массы), тем к более серьезным нарушениям в его организме это приведет.
Поглощенной дозой излучения называют величину, равную отношению энергии ионизирующего излучения, поглощенной облучаемым веществом, к массе этого вещества.
В СИ единицей поглощенной дозы излучения является Гр (грэй).
1 грей равен поглощенной дозе излучения, при которой облучаемому веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж.
Внесистемная единица поглощенной дозы излучения— радиан.
Для измерения поглощенной дозы используются специальные приборы — дозиметры. Наибольшее распространение имеют дозиметры, в которых датчиками являются ионизационные камеры. В некоторых дозиметрах в качестве датчиков используют счетчики частиц, фотопленку или сцинтилляторы.
Известно, что чем больше поглощенная доза излучения, тем больший вред (при прочих равных условиях) может нанести организму это излучение. Но для достоверной оценки тяжести последствий, к которым может привести действие ионизирующих излучений, необходимо учитывать также, что при одинаковой поглощенной дозе разные виды излучений вызывают разные по величине биологические эффекты.
Биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, принято оценивать по сравнению с эффектом от рентгеновского или от гама-излучения. Например, при одной и той же поглощенной дозе биологический эффект от действия a-излучения будет в 20 раз больше, чем от g-излучения, от действия быстрых нейтронов эффект может быть в 10 раз больше, чем от g-излучения, от действия b-излучения — такой же, как от g-излучения.
В связи с этим принято говорить, что коэффициент качества a-излучения равен 20, вышеупомянутых быстрых нейтронов — 10, при том, что коэффициент качества g-излучения (так же, как рентгеновского и b-излучения) считается равным 1.
Таким образом, коэффициент качества показывает, во сколько раз радиационная опасность от воздействия на живой организм данного вида излучения больше, чем от воздействия g-излучения (при одинаковых поглощенных дозах).
В связи с тем, что при одной и той же поглощенной дозе разные излучения вызывают различные биологические эффекты, для оценки этих эффектов была введена величина, называемая эквивалентной дозой излучения.
Эквивалентная доза излучения — это величина, определяющая воздействие излучения на организм, и равная произведение поглощенной дозы на коэффициент качества.
Эквивалентная доза может измеряться в тех же единицах, что и поглощенная, однако для ее измерения существуют и специальные единицы. В Международной системе единиц единицей эквивалентной дозы служит Зв (зиверт). Применяются также дольные единицы, такие как миллизиверт, микрозиверт и др.
Внесистемной единицей измерения служит Бэр (биологический эквивалент рентгена).
При оценке воздействий ионизирующих излучений на живой организм учитывают и то, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие. Например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Другими словами, каждый орган и ткань имеют определенный коэффициент радиационного риска (для легких, например, он равен 0,12, а для щитовидной железы — 0,03).
Предельно допустимой дозой облучения считается такая поглощенная доза, которая по порядку величины совпадает с естественным радиоактивным фоном, существующим на Земле и обусловленным в основном космическим излучением и радиоактивностью земли. С этой точки зрения, предельно допустимая доза для человека в диапазоне рентгеновского, b- и g-излучений составляет около 10 Гр в год. Для тепловых нейтронов эта доза в 5 раз ниже, а для быстрых нейтронов, протонов и a-частиц в 10 раз ниже. Международной комиссией по радиационной защите для людей, постоянно работающих с источниками радиоактивных излучений, установлена предельно допустимая доза не более одной тысячной грея в неделю, т.е. около 0,05 Гр в год. Доза свыше 3 — 6 Грей, полученная за короткое время, для человека смертельна.
5. Физминутка (2 мин)
6. Этап практической работы в группах (15 мин)
Применение метода «Шесть шляп мышления» на тему «Радиоактивность».
Белая шляпа – информация о радиоактивности, нейтральные факты.
Желтая шляпа – позитивные факты.
Черная шляпа – негативно окрашенные факты.
Красная шляпа – эмоции.
Зеленая шляпа – креатив.
Синяя шляпа – управление.
Учащиеся разделяются на группы и готовят небольшие тезисы (3 мин). Выступают(10 мин).
7. Домашнее задание и последнее слово учителя (2 мин)
Повторить раздел «Строение атома и атомного ядра», подготовить вопросы по разделу.
8. Этап рефлексии (2 мин)
Продолжите фразы:
- Сегодня на уроке я узнал ….
- Теперь я могу …
- Было интересно, полезно…
Учащиеся, которые сегодня активно участвовали в процессе урока получают соответствующие оценки.