ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ В РАЗДЕЛЕ «ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА»

Скачать материал

библиотека
материалов

Добавить в избранное

Ермакова Мира Владимировна

учитель физики МОУ «ООШ х. Малая

Скатовка Саратовского района

Саратовской области»

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ В РАЗДЕЛЕ «ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА»

Человек родился быть господином, повелителем, царём природы, но

мудрость, с которой он должен править, не дана ему

от рождения: она приобретается учением.

Н.И. Лобачевский

Человечество издавна волновали такие проблемы, как мир и война, отношения с далёкими и близкими соседями, открытия в медицине и технике и т.д. Эти проблемы волнуют и сейчас. Но как-то исподволь, незаметно, вопросы экологии вышли на первое место по своей общечеловеческой значимости. Бытует мнение, что вопросами экологии и охраны природы в школе должны заниматься учителя биологии и географии. Но опыт показывает, что большой вклад в дело экологического образования могут внести и преподаватели физики. Вспомним, что в переводе с греческого слово «физика» означает «природа».

Может быть теперь, пережив ряд экологических катастроф и ощутив на себе последствия неконтролируемых научных исследований, учёные почувствуют вину за развитие своей науки и вернут физике первоначальный смысл. Пришла пора использовать физику как инструмент сохранения окружающей среды.

Традиционно в школьной физике рассматриваются вопросы механики, молекулярной физики, электродинамики, атомной и ядерной физики, в которые естественным образом могут войти вопросы экологического содержания. В рамках биосферной экологии знакомлю учащихся с вопросами загрязнения и самоочищения атмосферы; с физическими методами контроля состояния атмосферы; с методами глобального контроля процессов, происходящими в биосфере Земли, с орбитальных космических станций и спутников.

В рамках промышленной экологии рассматриваю вопросы очистки газопылевых выбросов и их рассеяния через высокие трубы; аспекты выработки электроэнергии на тепловых, гидро - и атомных электростанций; вопросы поиска альтернативных экологически чистых способов получения электроэнергии.

Учебный процесс по физике весьма напряжён. Тем не менее, можно выкроить время для ознакомления учащихся с экологическими сведениями при условии:

1.вопросы экологии должны быть органически связаны с содержанием изучаемого материала;

2. вопросы экологии излагаются в информативном плане;

3.их следует использовать для возбуждения интереса учащихся к изучаемому материалу;

Но есть уроки, которые можно целиком посвятить изучению проблем экологии:

-использование энергетических ресурсов;

-применение изотопов в народном хозяйстве;

-тепловые двигатели и охрана окружающей среды;

-воздушная оболочка и т.д.

Важной задачей экологического образования на уроках физики является развитие мышления учащихся в области разумного природопользования.

На уроках физики необходимо:

1.изучать физические явления с точки зрения гармонических отношений человека и природы; рационального природопользования и охраны окружающей среды; осознанных личных действий по охране окружающей среды.

2.использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

-обеспечения безопасности жизнедеятельности в процессе использования транспортных средств, бытовых электроприборов, средств радио- и телекоммуникационной связи;

-оценки влияния на организм человека и другие организмы загрязнения окружающей среды.

Полностью безотходное производство так же невозможно, как и вечный двигатель. Секрет природы не в том, что она безотходна, а в том, что неизбежные отходы захоронены так и в таком виде, что они не оказывают вредного воздействия на природу на будущих этапах её развития.

При изучении раздела ядерной физики вопросам экологии посвящаю целый урок. Решение на уроке физические задачи с экологическим содержанием активизирует познавательную деятельность учащихся, воспитывает бережное отношение к природе и эффективно влияет на формирование высоких моральных качеств (приложение 1).

На уроке заслушиваем сообщения обучающихся на темы:

1.Чернобыльская катастрофа и её последствия.

2.Последствия воздействия радиации на организмы человека и животных.

3.Перспективы развития атомной энергетики.

Знакомлю с экологической проблемой Челябинской области.

Производственное объединение «Маяк»

В обстановке холодной войны, противостояния двух мировых держав – США и СССР было создано производственное объединение «Маяк».

Первый материковый реакторный завод начал работать 19 июня 1948г. Этот день можно считать днём рождения ПО «Маяк» и атомной индустрии России в целом. В течение ограниченного срока этому предприятию удалось развить и полностью овладеть сложным процессом производства и предоставить материалы для производства атомного оружия. Плутония, который стал нарабатываться в Челябинске-65 с декабря 1948г., к весне 1949г. хватило для сборки в Арзамасе-16 первой советской атомной бомбы, которая была взорвана на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949г. Это позволило СССР сильной державой (ядерной державой) и с ним стали считаться.

К большому сожалению, на первом этапе уникального производства были сделаны серьёзные ошибки, которые:

-осложнили окружающую обстановку вокруг «Маяка»;

-принесли вред здоровью людей;

-негативно повлияли на образ этого предприятия.

В первые годы работы радиоактивные отходы предприятия напрямую сбрасывались в реку Теча:

-около 7500 жителей этой сильно загрязнённой зоны купались в реке;

-вода из неё употреблялась как для полива садов и огородов, так и для приготовления пищи;

-наивысшие уровни - излучения были зарегистрированы здесь в 1950-1951г.г.

-через сеть рек Теча – Исеть – Обь происходил вынос радиоактивных веществ в Карское море и с морским течением – в другие моря Арктического бассейна;

-в 1994г. концентрация радиоактивного стронция-90 на отдельных участках превышала фоновую в 100 – 1000раз.

Озеро Карачай

После того, как к 1951году стало очевидным сильное загрязнение реки Течи, часть радиоактивных отходов стали сбрасывать в одно из естественных углублений в прилегающей болотистой местности. Так возникло озеро Карачай (бессточное озеро-болото верхового типа). Летом 1951г. до начала сбросов водная поверхность занимала по площади 26,5га при длине 750м и ширине 450м; наибольшая глубина составляла 1,25м. В мае 1962 года площадь акватории достигла приблизительно 51га (приложение 3).

Это памятное воскресенье, 29 сентября 1957г. …

«…Я работал в 3,5км от места аварии. Я услышал взрыв. На фоне ночного неба мы увидели тёмно-красные облака, это был не огонь, а излучение. Вместе с офицерами и сотрудниками службы радиационной безопасности мы организовали эвакуацию. …» (Из воспоминаний очевидца)

-было эвакуировано несколько деревень и маленьких городков на расстоянии до 20км по следу облака;

-это продолжалось около 10 дней;

-примерно 10 000 человек не имели представления, почему их переселяют, возвращаться назад, было строжайше запрещено;

-сразу, как только дома опустели, их сравняли с землёй.

Оценка риска последствий аварии 1957года:

-вследствие теплового взрыва 17 млн.Ku выпало в непосредственной близости от места взрыва;

-около 2 млн. Ku было выброшено на высоту до 1,5км и выпало в границах полосы длиной около 300км и шириной от 5 до 50км (приложение 3).

-люди в Хиросиме и Нагасаки подверглись кратковременному воздействию очень мощных излучений;

-жители бассейна реки Теча, подвергшиеся облучению при аварии 1957г., подвергались воздействию радиации многие годы.

-около 2000чел. получили дозу около 0,5Зв (50бэр) каждый;

-плотность загрязнения поражённых территорий на площади 120км² превысила величину 3,7МБк/ км²;

- на остальных 23 000км² радиоактивного следа, где плотность загрязнения превышает 3700 Бк/ км² в настоящее время проживает около 270 000 человек.

Авария 1967 года (приложение 3) была обусловлена длительной засухой:

-уровень воды в озере Карачай быстро упал;

-обнажились и высохли береговые и донные отложения;

-ветер разнёс радиоактивную пыль – примерно 600Ku радионуклидов;

-площадь загрязнения составила около 3 000км²;

-пострадало примерно 40 000 жителей.

В 1978-1986гг. была разработана технология засыпки водоёма скальным грунтом с применением специально разработанных полых бетонных блоков ПБ-1 (приложение 2), позволяющие локализовать подвижные донные отложения. С 1986г. по настоящее время ведутся работы по засыпке по разработанному проекту.

За время эксплуатации водоёма из него в подземные воды поступило около 5 млн. м³ промышленных растворов. Загрязнённые растворы из Карачай как бы растекаются по водоупорному горизонту. Дальнейшая миграция загрязнителей происходит в потоке подземных вод и определяется свойствами этого потока. Ореол загрязнения подземных вод вокруг водоёма Карачай занимает площадь около 10км².

Благодаря значительным вложениям собственных средств, ПО «Маяк» решил ряд задач:

-жидкие отходы до их сброса в водоём подвергаются упариванию;

-часть отходов подвергается остекловыванию и вообще не попадают в водоём – хранилища;

-площадь акватории водоёма Карачай на конец 2000г. составляла около 10га

(приложение 4);

-создан новый водозабор для посёлка Новогорный, не влияющий на движение грунтовых вод из водоёма Карачай;

-спроектированы и созданы опытно-промышленные установки, на которых были отработаны технологии получения топлива в виде микросфер и гранул.

-застеклованные отходы производства помещают в контейнер и отправляют на хранение;

-все перевозки соответствуют требованиям «Правил безопасной перевозки радиоактивных веществ МАГАТЭ».

Радиоизотопный завод является одним из главных производителей радиоизотопов и радиоизотопных препаратов. Многие компании в Англии, Франции, США, Германии, числятся в ряду заказчиков у завода.

Ввод в эксплуатацию атомной станции на вторичном топливе позволит:

-решить проблему нераспространения накопленных в результате выполнения военных программ – урана и плутония;

-сделать замкнутым топливный цикл в ядерной энергетике;

-решить вопросы энергообеспеченности в нашей стране.

Вывод:

1.Человек во многом сам виноват в своих трагедиях!

2.Человек должен помнить, что Природа мудра, и, вторгаясь в её тайны, нельзя нарушать её законы.

3.В своих действиях нужно руководствоваться правилом: «Не навреди!»

4.Всегда помнить о других людях, ценности жизни, уникальности нашей планеты.

5.Мы должны учиться на ошибках и никогда не совершать их снова!

Литература:

1. газета «Про МАЯК» №11/2002г.