Исследование по физике 9 класс "Невидимая опасность"

Кострома,

п. Островское,

МКОУ Островская средняя

общеобразовательная школа

Научно – практическая конференция

«Первые шаги в науку»

    

        Авторы :

                                                                                                                           Ученики 9 «А» класса

Кустов Альберт Олегович,

Чернозубкин Александр Николаевич,

Нечаев Павел Владимирович

Руководитель:

учитель физики

Михайлова Светлана Владимировна.

Содержание

1.                                                                                                  Цели и задачи проекта.

2.                                                                                                  Актуальность выбранной темы.

3.                                                                                                  Введение.

4.                                                                                                  Что такое радиация и радиационная опасность.

5.                                                                                                  Что полезно знать о радиации.

6.                                                                                                  Единицы измерения радиоактивности.

7.                                                                                                  Исследуемые объекты школы.

8.                                                                                                  Результаты исследования.

9.                                                                                                  Обработка данных.

10.                                                                                              Выводы.

11.                                                                                              Информационные источники.

Цель: Изучить радиационный фон в здании школы и ее окрестностях.

Задачи:

1. Изучить теорию вопроса.
2. Познакомиться с прибором для измерения радиации.
3. Изучить работу дозиметра.
4. Выяснить, как зависит радиационный фон от внешних условий (проветривание кабинета,  высоты  помещений).
5. Установить влияние ряда факторов на радиационный фон в здании школы.
6. Измерить радиационный фон некоторых продуктов.
7. Ознакомить учеников и учителей школы с полученными результатами.

Актуальность выбранной темы:

Особое место среди всех экологических проблем занимает проблема радиационного воздействия на Природу и Человека.

В последнее время решение вопросов по обеспечению радиационной безопасности населения все больше волнуют население территорий. В средствах массовой информации часто слышим фразу  «Радиационное загрязнение местности», исходя из изложенного у нас появился интерес в изучении радиационной обстановки в нашей школе и ее окрестностях, а также о воздействии радиации на организм человека.

Поселок Островское, где мы живем, назван в честь великого русского  драматурга  А . Н. Островского.

Наш край уникален девственной природой. Всю ее величественность и красоту включает  в себя музей – заповедник «Щелыково».

Несмотря на то, что мы находимся  вдалеке от промышленных комплексов, нередко слышим в средствах массовой информации о радиационном загрязнении окружающей среды.

Нас заинтересовала проблема радиационной безопасности нашей школы и поэтому мы с учащимися  9 А класса решили провести свое исследование. (Приложение 1)

При определении уровня радиации атмосферы помещений мы использовали методику из учебного пособия «Практикум по экологии».

Дозиметр   нам был  предоставлен во временное пользование санитарно-эпидемиологической  станцией  Островского района.

Тип дозиметра: СРП-88Н . (Приложение 2).

Прежде, чем начать свое исследование, мы провели беседу  с  людьми, которые этой проблемой также  заинтересованы.

      Так, в беседе с начальником СЭС Островского района  Пакуевым Л.Н. выяснилось, что  после аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля  1986 года, уровень радиационных осадков в нашем районе  уже через 1-2 недели после аварии превысил все допустимые нормы.  В этом же  году урожайность практически всех овощных и зерновых культур повысилась в несколько раз…

     Так, значит,   радиация играет и позитивную роль?  Нам предстоит это выяснить…

                  В  беседе с учителем физики Островской средней  школы Чернозубкиной В. Н. мы узнали, что уровень радиации в 50 – 80 годах был намного выше, чем сейчас.

                  Со слов Валентины Николаевны,  когда она была ещё студенткой  КГУ им. Н. А. Некрасова,    профессора  и доценты кафедры физики им говорили о повышенной радиационной обстановке в области. С помощью специального оборудования они исследовали плащи, в которых они  попали под дождь, уровень радиации превысил норму в несколько десятков раз. Позднее выяснилось, это было связано с наземными испытаниями ядерного оружия, и  это происходило не так уж далеко от  нашего села   – в Заволжском районе.

                  В последнее время мы все очень обеспокоены проблемой выброса радиационных осадков в Японии на реакторе АЭС «Фукусима-1». Очень было интересно узнать, не отразилось ли это на  нашем районе.

      Мы позвонили  в СЭС, нас проконсультировали – все замеры, проводимые в районе,  в норме!  Мы очень были рады.

                  Итак, приступим к нашему исследованию, а для начала познакомимся с самим понятием «радиация» и «радиоактивная опасность».

Ионизирующая радиация является одним из многих видов излучений и естественных факторов окружающей среды. Она 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. Даже человек радиоактивен, так как в любой живой ткани присутствуют радиоактивные вещества природного происхождения. За сто лет изучения радиации ученые накопили большой материал и 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.

Ионизирующая радиация — это особый вид энергии, которая образуется в результате различных превращений в атомах. Отличают эту радиацию от других видов энергии (механической, тепловой, электрической и другой) две особенности.

 Во-первых, ионизирующее излучение проникает в тело человека и в любые другие ткани на разную глубину в зависимости от вида и энергии этого излучения ,а также плотности вещества или тканей, на которые оно воздействует. Отсюда и термин «проникающее излучение» как синоним термина «радиация».

 Во-вторых, все виды этой радиации не просто проходят сквозь ткани, а взаимодействуют с веществом, молекулами тканей, вызывая появления в них на короткое время электрически заряженных частиц — ионов. Отсюда термин «ионизирующее излучение». В отличие от него видимый свет и ультрафиолетовые лучи не являются ни проникающими, ни тем более ионизирующими .

По своей природе ионизирующее излучение делят на 2 вида:

коротковолновое электромагнитное излучение — рентгеновское и гамма-излучение;

корпускулярное излучение, представляющее собой потоки частиц —альфа-частиц, бета-частиц (электронов), протонов, нейтронов, тяжёлых ионов и других.

Наиболее важными для человека видами излучений, с которыми он сталкивается в условиях повседневной жизни, профессиональной деятельности и в случаях возникновения радиационных аварий, являются рентгеновское и гамма-излучения, нейтроны, альфа- и бета-лучи. Ионизирующие излучения являются мутагенным фактором, поэтому вопросы их влияния на все проявления жизни занимают важное место среди проблем современного естествознания.

Разссмотрим  несколько видов радиации:

Альфа-частицы — это относительно тяжелые частицы, заряженные положительно, представляют собой ядра гелия.

Бета-частицы — обычные электроны.

Гамма-излучение — имеет ту же природу, что и видимый свет, однако гораздо большую проникающую способность.

Нейтроны — это электрически нейтральные частицы, возникающие в основном рядом с работающим атомным реактором, доступ туда должен быть ограничен.

Рентгеновские лучи — похожи на гамма-излучение, но имеют меньшую энергию. Кстати, Солнце — один из естественных источников таких лучей, но защиту от солнечной радиации обеспечивает атмосфера Земли.

Что полезно знать о радиации?

Ионизирующая радиация – тот её вид, который достаточно энергичен, чтобы сбросить электроны с их орбит – может стать причиной рака. Радиация избирательно разрушает клетки. Особенно достается тканям с высокой скоростью клеточного деления. К таковым относится кожа и эпителий, образующий внешнюю поверхность внутренних органов. Итак, радиация представляет двойную опасность. Она не только ведет к злокачественному перерождению клеток, но и наносит ущерб иммунной системе, ослабляя нашу защиту от злокачественности. Однако оба эти воздействия проявляются медленно. Люди не замечают их пагубности, что и порождает у них благодушное отношение к радиации. Беда состоит еще и  в том, что воздействия нелегко избежать. Помимо явной угрозы со стороны ядерного оружия и радиоактивных отходов, источники радиации заключены во многих готовых изделиях. Потребители не знают, что получают, скажем, вместе с каким - нибудь электронным прибором и его радиацию. Производители об этом не предупреждают или попросту скрывают подобную информацию.     Итак, можно продолжать до бесконечности, мы же выделили следующие рекомендации:

      Не существует безопасной дозы радиации!

      Не позволяйте врачам облучать вас рентгеном без достаточных на то причин.

      Не живите вблизи источника естественной или искусственной радиации.

      Старайтесь узнать все о радиационной опасности приборов, которыми вы пользуетесь.

      Защищайте свою кожу от загара. Доказано, что солнечный свет наносит вред ДНК в клетках кожного покрова. Загар – защитная реакция кожи с целью минимума снизить эту опасность. Не пользуйтесь соляриями..

      Будьте осторожны в отношении ВСЕХ химических веществ.

      Сводите к минимуму свою открытость пестицидам, гербицидам и прочим ядам. Это в высшей степени опасная группа химикатов.

      Осторожно обращайтесь с изделиями, содержащими разные красители. Они могут использоваться в косметике- в шампунях, одеколонах, макияже.

Единицы измерения радиации

Радиоактивность измеряется в Беккерелях (БК), что соответствует одному распаду в секунду.

      Содержание радиоактивности в веществе также часто оценивают на единицу веса — Бк/кг, или объема — Бк/куб.м.

      Иногда встречается такая единица как Кюри (Ки). Это огромная величина, равная 37 миллиардам Бк. При распаде вещества источник испускает ионизирующее излучение, мерой которого является экспозиционная доза. Её измеряют в Рентгенах (Р).

      1 Рентген величина достаточно большая, поэтому на практике используют миллионную (мкР) или тысячную (мР) долю Рентгена.

      Бытовые дозиметры измеряют ионизацию за определенное время, то есть не саму экспозиционную дозу, а её мощность.

      Единица измерения — микрорентген  в час. Именно этот показатель наиболее важен для человека, так как позволяет оценить опасность того или иного источника радиации.

      В своей работе за единицу измерения гамма фона мы также приняли

      единицу  - микрорентген в час.

      Естественный  уровень гамма фона 10 – 12 мкР /ч.

Исследуемые объекты:

Основным критерием для выбора объектов для нашего исследования мы взяли наиболее посещаемые помещения школы и прилегающую территорию:

1.      Столовая (продукты питания, электроплиты)

2.      Спортивный зал

3.      Рекреации всех этажей

4.      Лаборатории кабинетов физики, химии и информатики

5.      Медицинский кабинет

6.      Лестничные марши

7.      Санитарные узлы

А также  прилегающие к зданию школы территории:

1. Производственная школа
2. Начальная школа
3. Стадион
4. Приусадебный участок
5. Котельная .

Измерение уровня радиации мы проводили в течение двух месяцев (февраль –март), замеры проводились в  дневные часы, в ясную и облачную погоду, в проветриваемых и непроветриваемых помещениях, и за пределами школы.  (Приложение 3).

Результаты исследования мы изобразили на диаграммах (Приложение 4)

Проведенная гамма-радиометрическая съемка территории школы и ее окрестностей показала, что общая гамма- радиоактивность колеблется от 8 мкР/час до 10 мкР/час.

В помещениях школы при средней температуре воздуха 22 – 25 ºС  от 8, 2  мкР/час до 10        мкР/час. В окрестностях  школы при температуре от  -15 ºС до -25 ºС   от 8, 3  до 11 кР/ч. 

Результаты показывают, что наибольший уровень радиации зарегистрирован на 3  этаже –     в большой рекреации  9 мкР/ч, лестничный марш парадной лестницы 3 этаж  10 мкР/ч  и на 1 этаже в спортивном зале 9 мкР/ч . Это связано с малой вентиляцией помещений  3 этажа, многие более легкие газы  поднимаются наверх.     На 1 этаже  полы  расположены над подвальным помещением, где опускаются  тяжелые соединения радона.            

 При повышении температуры воздуха уровень радиации немного увеличивается.

 (Приложение3).

Проанализировав полученные результаты, выделим главные выводы:

      Радиационный фон  в здании школы не превышает установленных норм. Можно работать и учиться без вреда для здоровья учеников,   учителей и всего персонала  школы.

      Радиационный фон в кабинетах физики, химии, информатики зависит от внешних условий - при проветривании кабинетов  было обнаружено,  что радиационный фон понижается. Так же было получено, что фон увеличивается в помещениях, на  1 и 3 этажах, где более легкие соединения радиоактивных элементов поднимаются наверх, а более тяжелые опускаются вниз.

      У всех нами исследованных продуктов питания низкий фон  γ-излучения и их безбоязненно можно употреблять  в пищу.

       Радиационный фон электроплит в помещении приготовления пищи также не превышает установленных норм.

      На прилегающей территории к зданию школы гамма фон также не превышает допустимых значений.

      Интересная особенность была выявлена в ходе работы - отдельно взятые предметы: столы в столовой и маты в спортивном зале дали немного выше фон, чем все обследуемые объекты. Это можно объяснить наличием вредных соединений в синтетических и пластиковых материалах .  Таким образом все новые материалы  далеко не безопасны!

Информационные источники:

1. Учебное пособие  «Практикум по экологии» под ред. Иванова Л.Н., изд. 2-е перераб., М. «Дрофа» 1998 год.
2.   Нормы радиационной безопасности НРБ—76/87 и Основные са­нитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими ис­точниками ионизирующих излучений ОСП—72/87. Изд. 3-е перераб. М.: Энергоатомиздат, 2001год.
3. Интернет ресурс   http://www.chemport.ru/radioactivity.shtml
4. Интернет ресурс http://www.krugosvet.ru/articles/119/1011900/1011900a1.htm
5. Интернет ресурс  eco.nw.ru › lib/data/07/4/070407.htm .

Приложение 1

               

 Храм   Щелыково "Николая Чудотворца"                             Памятник А. Н. Островского

                                                                                (музей –   заповедник Щелыково)

           

Пейзажи родного края

Щелыково

Приложение 2

                              

            Участники проекта:

Чернозубкин Александр                                                       Кустов Альберт

Нечаев Павел (на фото снизу)

Исследования проводились под руководством

помощника врача эпидемиолога

 Ивановой Галины  Николаевны  (на фото слева).

Руководитель проекта: Михайлова Светлана Владимировна (на фото справа).

Приложение 3

          

Большая и малая рекреация 2 этажа

               

                       Вестибюль школы                                                             Столовая

                  

                  Кабинет физики                                                                  Пищеблок

Приложение 4

Здание школы

Прилегающие территории к зданию школы