МКОУ «Баррикадская средняя общеобразовательная школа»
«Применение ядерной энергии.
Биологическое действие радиоактивных излучений».
Интегрированный урок (физика и биология) подготовлен
учителями Симоненко Т.Н. и Карповой Е.В.
Баррикада
2011 – 2012
Цель: рассмотреть вопрос о последствиях катастроф на АЭС для жизни и здоровья человека и планеты в целом.
Образовательные задачи урока:
Продолжить формирование знаний о видах радиоактивных излучений и их свойствах;
Продолжить формирование правильного понимания механизма биологического воздействия радиоактивного излучения на живые организмы.
Рассмотреть вопрос об экологических проблемах использования атомной энергии.
Развивающие задачи урока:
установить взаимосвязь теории и практики;
дальнейшее развитие умений и навыков анализировать информацию и делать выводы;
поддерживать интерес к данной теме и предмету при показе слайдов презентации.
Воспитательные задачи урока:
воспитание чувства коммуникабельности, доброжелательности и умения слушать друг друга.
Воспитывать чувство ответственности человека перед будущими поколениями.
Приобретаемые учащимися навыки: сравнивать, анализировать, обобщать и делать выводы, объяснять физические явления, решать задачи, развивать устную речь.
Технические и программные средства обучения: персональный компьютер, мультимедийный проектор, программа презентаций Microsoft Power Point, презентация «Биологическое действие радиоактивных излучений».
Ход урока:
Организационный момент.
Постановка вопроса.
Крылатые слова Френсиса Бэкона «Знание – сила» в настоящее время приобрели устрашающее значение. Наука свидетельствует, что через 50-100 лет на Земле иссякнут запасы нефти и газа, а еще через несколько столетий – запасы угля, чтобы решить эту проблему мы получаем и используем энергию атомного ядра. Но вот тут- то человечество столкнулось с глобальной проблемой: при нынешних темпах загрязнения наша планета в скором будущем станет непригодной для жизни. В конце 19-начале 20 века были открыты явления радиоактивности и сложное строение атома и атомного ядра, появилась теория использования атомной энергии. Так вот сегодня мы с вами поговорим перспективах атомной энергетики и об отрицательном воздействии радиоактивных излучений на человека и окружающую среду. Давайте вспомним основные понятия по этой теме.
Фронтальный опрос:
Что такое радиоактивность?
Природа и свойства ,-частиц и -лучей.
Каково строение атома? Какие частицы входят в состав ядра?
Проследим хронологию внедрения человека в микромир. (слайды 2-5).
С развитием человеческого общества непрерывно увеличивалось потребление энергии. Так, в начале XX в. -3,9 кВт, а к концу XX в. - уже 10 кВт. Хотя сейчас почти наполовину используется органическое топливо, ясно, что его запасы вскоре будут исчерпаны. Необходимы другие источники, и один из наиболее реальных - ядерное топливо. Процесс получения энергии всегда связан с вредными для человека последствиями независимо от вида топлива, но степень вредности разная... Ядерное топливо наиболее безопасно, да и запасы его велики. В настоящее время ядерная энергия вырабатывается в основном в реакторах на тепловых нейтронах, уже получили развитие бридеры (реакторы на быстрых нейтронах). Ядерные реакторы постоянно совершенствуются, уровень безопасности повышается. Предельной дозой считается такая, когда равномерное облучение в течение 70 лет не вызывает ухудшения здоровья, обнаруживаемого современными методами. Ежегодная доза излучений, которые приходят к нам из космоса и от других природных источников, составляет 2 мЗв. Персонал АЭС получает в год дозу облучения 1.1 мЗв. Излучение, выделяемое всеми АЭС, будет значительным.
Поговорим о
мирном использовании атомной энергии. (
Ерофеева Полина) (слайды 6-7). Обойтись без использования явления радиоактивности и изотопов человечество не может. Мы используем это явление практически во всех областях деятельности: 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.
Но количеству радиоактивного изотопа углерода в органических остатках (дерево, угли из костра, кости животных) археологи достаточно точно определяют возраст своих находок, в промышленности с помощью радиоактивных изотопов определяют качество изделия, однородность составляющих (например, в бетоне), степень механического износа трущихся и вращающихся поверхностей и многое другое. Современная селекция просто не может обойтись без радиоактивного облучения, с ею помощью получают новые сорта уже через несколько поколений.
Дальнейшее развитие энергетики на планете связывают с созданием все большего числа АЭС. Первая атомная станция была построена в СССР в Обнинске в1954г. Сейчас в России насчитывается 10 атомных станций, 3 строящихся и еще 6 в проекте.
Итак, человечество решило проблему энергии, получает ее благодаря цепной реакции деления ядер урана. Кроме того, уменьшилось потребление угля, нефти, газа, кислорода из атмосферы, не выбрасываются в атмосферу парниковые газы. Ядерная энергетика обеспечивает получение самой дешевой энергии. Но, возникли другие проблемы: как предотвратить заражение окружающей среды радиоактивными осколками деления, как обеспечить защиту населения в момент аварийных ситуаций? Сейчас все внимание приковано к событиям в Японии на станции Фукусима. 11 марта в результате землетрясения были остановлены в аварийном режиме 3 энергоблока. В течение следующих нескольких дней произошли взрывы на 1,2,и 3 энергоблоках. Их причина – образование водорода в результате пароциркониевой реакции при высокой температуре. Нарушена целостность активной зоны и ТВЭЛов. Вышла из строя система охлаждения. Для охлаждения реактора началась операция по сбросу морской воды с военных вертолетов. В крышах 5 и 6 энергоблоков просверлены отверстия для предотвращения скопления водорода и взрыва. Из 20-километровой зоны эвакуированы люди. В радиусе 30 км запрещены воздушные перелеты. Ясно одно, на Фукусиме произошла радиационная авария – потеря управления источником радиационного излучения, вызванная землетрясением, которая привела к облучению людей и радиоактивному загрязнению окружающей среды.
(
Крамар Ирина) (слайды 8-11)
Мы знаем, что управляемая цепная ядерная реакция осуществляется на атомных электростанциях. Неуправляемая ядерная реакция осуществляется в ядерном оружии (
Лусиков Сергей) (слайд 12,13)
К настоящему времени выполнено 113 мирных ядерных взрывов глубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенсификация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных ёмкостей для хранения газа и конденсата, т.е. аварийных газовых фонтанов, многое другое. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровью хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсолютно безопасных технологий не бывает. Излучение переносится окружающей средой, нанося вред всему живому (
Карпова Е.В. слайд 14)
(
Хусаинова Альфия слайд 15, 16) Период полураспада изотопа – время, за которое распадается в среднем половина первоначального числа радиоактивных ядер.
Радиационная активность образца – число радиоактивных распадов в секунду; единица измерения – беккерель (Бк).
Поглощенная доза– энергия излучения, поглощенная организмом, в пересчете на единицу массы; единица измерения – грэй (Гр).
Эквивалентная доза – поглощенная доза, умноженная на коэффициент, характеризующий способность данного вида излучения повреждать ткани организма; единица измерения - зиверт (Зв).
Эквивалентная доза 4-5 зиверт, полученная человеком за короткое время при полном облучении тела, может привести к смерти. Но такая же эквивалентная доза, полученная в течение всей жизни, не приводит к видимым изменениям.
Естественный радиационный фон примерно 0,1 - 0,2мкЗв/ч. Значит, среднегодовая доза облучения человека не должна превышать 1-1,5мЗв в год. Сейчас уровень радиации в 20 километровой зоне от Фукусима превышает норму в 1600 раз. Без последствий для людей такое превышение радиации не пройдет. (Хусаинова Альфия)
Механизм попадания радиоактивных веществ в организм (Карпова е.В. слайд 17-23)
Виды радиационного воздействия: существует два способа облучения:
1.внешнее, если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи;
2.внутреннее облучение происходит при попадании веществ внутрь организма с воздухом, пищей, водой.
(
Я слайд 24 -27)
Характер воздействия излучения зависит не только от свойств радиации, различные органы обладают индивидуальной восприимчивостью к излучению (
Карпова Е.В. слайд 28
) Особенности действия радиации на живой организм:
Не ощутимо человеком;
Действие малых доз может суммироваться и накапливаться;
Действует на потомство, вызывая генетический эффект;
Разные органы имеют свою чувствительность к облучению.
Самой высокой радиопоражаемостью отличаются клетки костного мозга, лимфатические узлы, половые клетки. Очень восприимчив к радиации хрусталик. Его клетки погибая, становятся непрозрачными, что приводит к катаракте и полной слепоте.
Биологическое действие радиации:
1.лучевая болезнь
2.рождение детей с патологиями (серьезными заболеваниями)
3.онкологические заболевания (лейкемия, рак щитовидной железы)
4.стерильность
5. ухудшение зрения
6.снижение иммунитета
7. сокращение продолжительности жизни.
Использование атомной энергии сейчас решает часть энергетических проблем. Но вреда от использования атомной энергия больше, чем пользы. Весь технологический процесс добычи изготовления атомного горючего на каждом этапе связан с вероятностью радиоактивного заражения окружающей среды и облучения людей.
Ежегодно АЭС заменяют около трети “ядерного горючего” новым. Из АЭС мощностью 1300 МВт каждый год извлекают 30т отработанного урана. Причём уровень его радиоактивности в сотни и тысячи раз выше естественного фона. Также в отработанном топливе содержится чрезвычайно токсичный плутоний (количество 0.0001 г смертельно для человека). "Что делать с очень опасными отходами? Вопрос не решён до СИХ пор. Эти отходы имеют большой период полураспада и поэтому опасны па протяжении жизни многих поколений. Остаётся очень много и жидких радиоактивных отходов, которые подлежат переработке.
Но это умеют делать только в нашей стране ,что создаёт дополнительную угрозу.
Можно ли защитить организм от радиации? (слайды 29-33)
26 апреля 1986 года, почти 26 лет назад произошла катастрофа на Чернобыльской атомной станции. Город Припять стал зоной отчуждения, покинутой людьми. Так, наверно, должна выглядеть Земля после ядерной войны вдали от эпицентра, где не было ударной волны, электромагнитного импульса, светового излучения. Только радиация. Это территория, оккупированная радиацией, оставленная человеком, зона отчуждения.
Заключение. В 1903 году П.Кюри с беспокойством говорил в своей нобелевской речи: «Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?». Хотелось бы надеяться, что из этих трагических событий сделают правильные выводы.
(слайды 31,32)
Домашнее задание: П. 111 – 113, прочитать, ответить на вопросы. Подготовиться к контрольной работе.
