Конспект к уроку по физике на тему "Ядерный реактор" (9 класс)

Конспект урока.

Автор: Вязов Василий Валерьевич.

Место работы: муниципальное образовательное учреждение Алексеевская средняя общеобразовательная школа (МБОУ Алексеевская СОШ), станица Алексеевская, Волгоградская область.

Предмет: физика, урока - изучение нового материала.

Тема: Ядерный реактор.

Продолжительность: 40 минут.

Класс: 9.

Для проведения урока необходимо: компьютер, проектор, интерактивная доска, программное обеспечение «SMART Notebook».

Цели урока:

Формирование у учащихся знаний устройства ядерного реактора и принципа работы АЭС. Развитие умений решать задачи. Развитие речи учащихся, умения правильно объяснять физические понятия и явления. Продолжить развитие самостоятельной деятельности.

Задачи:

Устная и письменная проверка домашнего задания. Повторение понятий и явлений, которые понадобятся при объяснении новой темы.

Объяснение новой темы.

Решение качественных задач.

Организационный момент.

Приветствие.

Формулирование темы урока, постановка цели и задач урока.

Актуализация знаний.

Письменные задания для 4 – 6 учащихся на карточках «Деление ядер урана».

Остальные учащиеся работают устно. Вопросы для проверки воспроизводятся на интерактивной доске

1. Оргмомент.

Здравствуйте, присаживайтесь.

Мы продолжаем с вами изучать физику атомного ядра, деление ядер урана. В наш век современных технологий вам необходимо иметь представление о том с помощью чего и как получают энергию атома.

Сначала мы повторим и устно и письменно материал прошлого урока, т.к. его знание нам пригодится при объяснении темы «Ядерный реактор». Затем разберём новую тему и решим качественные задачи для лучшего усвоения.

2. Повторение.

(раздать письменные задания)

Вопрос 1.Вспомните, пожалуйста, каков механизм деления ядра урана – 235 (слайд 2)? Изобразите этот процесс на доске.

После ответа ученика, вопрос к классу: «Есть ли дополнения к ответу?

Давайте попробуем охарактеризовать ответ?»

Чтобы себя проверить ученик может «вытянуть» объект «стрелка» с правильным ответом из-за края доски [1, 175].

Вопрос 2. В какие виды энергии переходит внутренняя энергия ядра урана при его делении?

Ответ: Е_{внут.яд.} → Е_{к.оскол}→  Е_{внут.яд.}

Вопрос к классу: Есть ли дополнения к ответу.

Правильный ответ также «спрятан» за стрелкой.

Вопрос 3. Расскажите о механизме протекания цепной реакции? Изобразите схематично (слайд 3).

Вопрос к классу: Охарактеризуйте, пожалуйста, ответ. (Правильный ответ возникает при нажатии прямоугольника[2]).

Вопрос 4. От каких факторов зависит возможность протекания цепной реакции? Ответ объясните (правильный ответ спрятан за «стрелкой»).

·       Критическая масса

·       Отражатель (отражающая оболочка).

·       Замедлитель

·       Примеси.

Мы с вами повторили основные явления, понятия и термины, которые нам сейчас понадобятся при объяснении новой темы. Прежде чем перейти к ней, ответьте на 5 вопрос.

Вопрос 5. Где можно использовать цепные ядерные реакции (слайд 4)?

Выслушать возможные варианты ответов, затем показать видеоролик (нажать «скрепку» [2]).

Итак, запишите тему урока: «Ядерный ректор», (слайд 5).

На экране название темы и слово Цели.

Вопрос к классу: Как вы думаете, какова цель нашего сегодняшнего урока?

Выслушать возможные варианты ответов, постепенно открывая «шторку» на экране.

Цели:

Рассмотреть, что такое ядерный реактор, его устройство.

Уметь объяснять принцип работы реактора и его применение на АЭС.

3. Объяснение нового материала.

Давайте рассмотрим, что же такое ядерный реактор, (слайд 6).

Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция (реакция, в которой число нейтронов остаётся неизменным, при этом Ц.Р. не прекращается и не приобретает взрывного характера).

Первый ядерный реактор был построен в 1942 г в США (Э. Ферми), а в 1946 г в СССР (И. Курчатов) (фото на экране[3]).

Рассмотрим Устройство реактора на медленных нейтронах (слайд 7). Откройте, пожалуйста, учебники на стр. 254. Рассмотрим рисунок 175а [1].

На доске	устно
активная зона: ·Ядерное топливо (U-235) ·Замедлитель (H2O, D2O, графит).	Уран в активной зоне в виде стержней. Наиболее эффективно делится медленными нейтронами.
	Замедляет нейтроны.
Регулирующие стержни  (B, Cd)	Поглощают нейтроны.
Отражатель (Be)	Отражает нейтроны.
Защитная оболочка (бетон+Fe+B)	Защищает от радиации.
Теплоноситель (H2O, D2O).	Отводит тепло из Я.Р.

Это были основные элементы реактора и их назначение. Какие будут ко мне вопросы?

Как же теперь работает реактор?

Принцип действия реактора и работа АЭС (слайд 8):

Управление ядерным реактором осуществляется регулирующими стержнями, которые хорошо поглощают нейтроны. При их полном погружении цепная реакция невозможна, (щёлкнуть кнопку 2 Flash-анимации [3]).

Для запуска реактора их постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока не начнётся цепная реакция, (щёлкнуть кнопку 1 Flash-анимации [3]).

Образующиеся при делении нейтроны и осколки, разлетаясь с большой скоростью, попадают в воду, отдают атомам Н₂ и О часть своей энергии и замедляются. Н₂О при этом нагревается, а замедленные нейтроны опять попадают в урановые стержни и участвуют в делении ядер.

Вернёмся к нашему рисунку 175(а, б) [1, 254], на котором изображёны схематично элементы энергоблока АЭС.

С помощью насосов вода из активной зоны поступает в теплообменник, где нагревает воду в змеевике, превращая ее в пар. Пар, поступая на турбину, вращает её, которая, в свою очередь, приводит во вращение ротор генератора электрического тока. Отработанный пар поступает в конденсатор и превращается в воду. Затем весь цикл повторяется.

Вот так реактор участвует в работе АЭС. При правильной эксплуатации АЭС считаются экологически чище, чем ТЭС. Но вот что может произойти, если полностью вывести из активной зоны регулирующие стержни, (щёлкнуть кнопку 3 Flash-анимации [3]). Вода в активной зоне может превратиться в пар, который под огромным давлением разорвёт трубы охлаждения и повредит бетонные плиты защиты. В окружающую среду выбросятся радиоактивные вещества. Так произошло на Чернобыльской АЭС.

Итак, мы рассмотрели с вами устройство и работу ядерного реактора, его применение на АЭС. Какие будут вопросы по нашей теме?

Если позволяет время, то можно показать анимацию «Работа АЭС» [4] (слайд 9).

4. Для закрепления материала решим качественные задачи, (слайд 10).

1). Для запуска реактора молодой специалист ввёл в активную зону регулирующие стержни. Объясните, что произойдёт.

2). В активную зону реактора ввели замедлитель в виде графитовых стержней. Что замедлять и зачем?

3). Почему сразу нельзя воду из ядерного реактора превратить в пар и направить в турбину (слайд11)?

Итак, мы решили несколько задач. Некоторое представление о работе реактора и АЭС у вас сложилось. Какие будут вопросы?

Чтобы запомнить основные вещества и их назначение, сделаем небольшую парную словарную работу, работу с терминами.

Раздать задания: тесты на соответствия.

Укажите назначение каждого вещества в уран-графитовом реакторе с помощью стрелок (слайд 12).

урановые стержни	теплоноситель
графитовый блок	отражатель нейтронов
кадмиевые стержни	ядерное "горючее"
бериллиевая оболочка	поглотитель нейтронов
вода	замедлитель нейтронов

Затем поменяйтесь карточками и проверьте друг у друга правильность выполнения.

Посмотрите правильный ответ, (слайд 13).

Поднимите руку те, у кого нет ошибок.

Теперь вы знаете, какие элементы реактора для чего служат.

5. Подведём итог. Скажите, пожалуйста, что вы узнали на уроке? Чему научились? Что умеете?

Показать слайд 14 с вопросами.

Что такое ядерный реактор? Назовите основные элементы ядерного реактора. Какие функции они выполняют? Опишите принцип действия энергоблока атомной электростанции (слайд 15) [4].

Если позволит время – cинквейн (слайд16).

Какие ассоциации у вас возникают при слове реактор?

×         3 прилагательных: радиоактивный, горячий, взрывной;

×         3 глагола: нагреваться, замедлять, создавать;

×         выражение, "меткое слово": Чернобыль;

×         вывод: Тепло без дыма и огня.

6. Домашнее задание: §59 [1],

(ответы на вопросы, составление тестов, презентаций по желанию.) (слайд 17)

7. Оценки за урок.

Список использованных источников:

1.         «Физика. 9кл» А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. Дрофа 2014.

2.         CD-ROM «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки по физике Кирилла и Мефодия. 9класс». NMG 2010.

3.         http://school-collection.edu.ru/catalog/res/12f60270-243d-47e9-a793-b403e3ffa486/view/

4.         http://school-collection.edu.ru/catalog/res/982339aa-4947-4061-9372-9f9c182dd600/view/