Конспект открытого урока по физике по "ЯЭ-проблемы и перспективы"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа  № 23 г.Новотроицка

Оренбургской области»

Разработал: учитель физики

Сипкова Л.В.

2010г

Урок-конференция: « Ядерная энергетика: проблемы и перспективы».

11 класс.

Эпиграф:Чудеса науки современной далеко превосходят чудеса древней мифологии.

Р.Эмерсон

Учитель физики

Сипкова Л.В.

МОАУ «СОШ №23»

гНовотроицк

Цели конференции:

1.Обобщение знаний по курсу «Атомная физика»;

2.Анализ и сравнение возможностей использования атомной энергией, управления термоядерным синтезом, связь с курсом биологии;

3.Показать роль отечественной науки в создании ЯЭ, устранение угрозы ядерной войны, глобальных экологических проблем.

                                                           Задачи

§  Образовательная: закрепить поня­тия, связанные с радиоактивностью, ис­пользованием ядерной энергии, оценить положительные и отрицательные сторо­ны использования ядерной энергии в со­временном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать вы развитию их ин­тереса к изучению физики.

§  Воспитательная: сформировать ми­ровоззренческие идеи, связанные с угро­зой миру и человечеству при использова­нии ядерной энергии; воспитать чувство от­ветственности за все, происходящее в мире; воспитать умение работать в груп­пе, выслушивать оппонента, уважать точ­ку зрения своих товарищей.

§  Развивающая: развивать умения выде­лять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, отстаи­вать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро изла­гать свои мысли, а также развивать эмо­ции и интеллект.

Оборудование:

Плакаты  учащихся к уроку «Ядерный ре­актор», «Деление ядер урана», «Трагедия Чернобыля», «Тоцкий полигон»,  и др., магнито­фон.

Тип урока: урок обобщения знаний (конференция)

ИспользуемыеТСО: ПК, магнитофон, ученические презентации.

Краткий конспект урока-конференции

1.Организационный момент. Объявление темы урока.

Учитель: Чтобы жить без страха за свое будущее, за свое здоровье, радоваться красотам природы, нужно беречь  окружающий нас мир. Человек – часть природы, и ее разрушение грозит ему множеством бед. У Земли много проблем, и одна из них - ядерная энергетика. Поэтому на конференции мы остановимся на положительной и отрицательной роли ядерных исследований в жизни человека, и попытаемся наметить выход из сложившейся экологической обстановки.

Для подготовки к конференции учащи­еся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинте­ресовали. На доске, закрытой шторками, укреплен лист ватмана с надписью:

«Ядерная энергия: "за" и "против"», круп­ное изображение знака радиоактивной опасности и стрелки-указатели: Черно­быль, Припять. Учащиеся рассаживают­ся по группам. На столе у учителя таблич­ка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» с цитатами:

«Поскольку усиливаются опасения от­носительно потепления климата на зем­ном шаре, то представители атомной про­мышленности высказывают мнение, что ядерные реакторы - единственное сред­ство удовлетворения потребностей в элек­троэнергии без увеличения выброса в атмосферу диоксида углерода».   Д.Кид, МАГАТЭ

«С позиций экологической безопасно­сти страны радиационное загрязнение -одна из самых главных угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но один только Чернобыль полностью оправдыва­ет нашу тревогу».

А. Яблоков, член-корр. РАН

2. Основная часть

Подготовка к повторению и обобщению пройденного материала

(Задача: организовать и целенаправить познавательную деятельность учащихся).

• Мотивация.
• Формулировка цели урока.

Уважаемые коллеги! Сегод­ня наша конференция посвящена одной из животрепещущих проблем нашего вре­мени, завершающего тысячелетие атом­ного XX века, - века величайших откры­тий и величайших трагедий. Одна из них произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. Чернобыль - это боль, которая не стихнет еще долгие годы. Сегодня мы со­брались здесь, чтобы обсудить пробле­мы, связанные с использованием ядер­ной энергии, взвесить все «за» и «про­тив». У нас на конференции присутствуют три группы ученых: «Физики- ядерщики» (они хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий протекания ядер­ных реакций), группа «За» - из желаю­щих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить многие проблемы, и группа «Против», их оппонентов, жела­ющих доказать, что радиационное загрязнению - одна из самых главных экологи­ческих угроз.

Все началось с того, что в феврале 1896 г. было открыто явление радиоактивности (презентация). Я предлагаю вам вспомнить имя ученого и опыты, проведенные им.

Это Антуан Анри Беккерель. Случай подарил ученому несколько пас­мурных дней, которые уберегли приготов­ленные для исследования фосфоресци­рующие соли урана от воздействия солнеч­ных лучей. Последующие опыты убедили ученого, что соли урана испускают неви­димое проникающее излучение.

Один из учащихся цитирует строки из стихотворения В.В.Маяковского «Разго­вор с фининспектором о поэзии»:

Поэзия - та же добыча радия.

В грамм добыча, в год труды.

Изводишь единого слова ради

Тысячи тонн словесной руды.

( Презентация, супруги Кюри. Учащиеся дают краткую справку об открытии радия.)

Учитель. А теперь пришла пора рас­смотреть аргументы «за» и «против» ядер­ной энергии.

Прав ли был Прометеи, давший людям огонь?

Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин,

Из прекрасного лебедя вырос дракон,

Из запретной бутылки выпущен джинн.

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики.

Атомные электростанции (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

АЭС практически не загрязняют среду, а энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и другие) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического, топлива (нефть, уголь, природный газ и другие). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.

АЭС не выбрасывают миллионы тонн отходов в идее золы, которые окружают современные электростанции, работающие на угле; они не дают выбросов оксидов серы и азота, угарного и углекислого газов, присущих ТЭС.

АЭС строятся с многократными дублирующими системами защиты.

(Начинается дискуссия, учащиеся при­водят наиболее значимые, с их точки зрения, аргументы.)

    Группа «За». Ядерное оружие, ядер­ные технологии, ядерная медицина, ядер­ная энергетика

Создание ядерного оружия в СССР было вынужденной необходимостью пос­ле взрыва бомбы в Японии. В одной из бесед с И.В.Курчатовым Сталин заметил:

«Если бы мы опоздали на один-полтора года с атомной бомбой, то, наверное, "по­пробовали" бы ее на себе».Создание  оружия (и в США, и в СССР) являлось результатом невидан­ного взлета человеческой мысли, поэто­му необходимо было создавать новые на­правления в науке, такие как нейтронная физика, физика сверхвысоких плотностей энергий, физика быстропротекающих про­цессов, промышленная радиохимия и мно­гие другие.

...Известно, что в ряде случаев без ядерных взрывных технологий не обой­тись. До 1988 г. проводились «мирные»  ядерные взрывы.

Их было 115: 39 из них выполнены с целью глубиной сейсмозондирования земной  земной коры для поиска полезных ископаемых, 25 - для интенсификации нефтяных и газовых    месторождений, 22 - для создания подземных емкостей для хранения газа и конденсата, 5 - для гашения аварийных газовых фонтанов, 4 — для со­здания искусственных каналов и водохра­нилищ, 2 - для дробления руды в карьер­ных месторождениях, 2'- для создания подземных емкостей; 1 - для предотвра­щения горных ударов и газовых выбросов в подземных угольных выработках, 13 -для исследования процессов самозахороне­ния радиоактивных веществ.

Положительно об атоме.

( Презентации учащихся)

o   Применение в медицине

o   Повышение производительности газовых и нефтяных месторождений

o   Хранение газа и нефти в ядерных трубах

o   Геотермальная электростанция

o   Ядерно-физические способы отыскания природных ископаемых

o   Хронологическая маркировка ископаемых

o   Использование в криминалистике

Группа «Против». ...Устрашающие по­следствия ядерного взрыва.

Видеозапись  ядерного взрыва:

«Будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих Солнц, све­денных воедино. Это был такой восход, какого не видел мир. Громадное зеленое сверхсолнце поднялось за доли секунды на высоту более двух с половиной тысяч метров. Оно поднималось все выше и выше, пока не достигло облаков, освещая Землю и небо ослепительно ярким све­том. Этот громадный огненный шар, диа­метром почти полтора километра, подни­мался, меняя цвет от пурпурного до оран­жевого, увеличиваясь, пришла в действие природная сила, освобожденная от пут, которыми была связана миллиарды лет». У.Лоуренс

Учитель (портрет Э.Ферми). Этого человека звали Энрико Ферми. Взрыв был первым в истории человече­ства взрывом атомной бомбы. «Во многия мудрости многия печали. И кто умно­жает познания, тот умножает скорбь», -так говорили древние. А согласны ли вы с этим изречением?

Учащиеся. ...Человечество изобрело ядерное оружие, это привело к трагедии в японских городах Хиросиме и Нагасаки в августе 1945 г.

...Губительное действие радиоактивно­сти на человека и окружающую среду.   Презентации, последствия  взры­ва в Хиросиме, Нагасаки. Звучит магнито­фонная запись песни «Атланты»:

Во тьме заплачут вдовы,

Повымрут поля,

И встанет «гриб лиловый»,

И кончится земля...

Мы считаем, что радиоак­тивные продукты при использовании ядер­ных взрывных технологий могут попасть в среду обитания человека, тогда послед­ствия будут необратимы. А сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?

(Чернобыльская АЭС.)

...Взрыв 4-го энергоблока Чернобыль­ской АЭС произошел 26 апреля 1986 г. в 01 ч 23 мин 40 с и вызвал прежде всего ме­ханическое разрушение множества топ­ливных кассет и взрывной выброс значи­тельного количества диспергированного ядерного топлива, содержащего более 100 различных радионуклидов и трансурано­вых элементов.

Чернобыль. Дни испытаний.

( Презентации учащихся)

Авария на ЧАЭ еще раз высветила, какая бездна разверзнется, если на человечество обрушится ядерная война. Ведь наполненные ядерные арсеналы таят в себе тысячи катастроф. Куда страшнее Чернобыльской.

§  Картина аварии 26 апреля 1986г

§  Создание саркофага, ликвидация последствий

§  Уроки трагедии

Учитель.

В мимолетном провале

Только раз увидать удалось,

Как выходит из мглы

На песок отдаленного берега

Без единой шерстинки,

Словно начисто выбритый, 

                                     лось.

Из березовой рощи,

Из пустого приречного сада ли,

Осторожно прощелкал

И тут же умолк соловей.

И на влажную землю

Тяжелые яблоки падали,

И без крика вороны слетали

   С тяж

В.И.Кочетков

Группа «Против». Это одно из пора­жающих действий радиоактивных излуче­ний на живые организмы. По оси переме­щения взрывного облака уже через не­сколько дней после взрыва стала появ­ляться 5-километоовая полоса умирающего леса. На площади 38 км погибла все растительность, все мелкие млекопитающие. С  осадками в виде сухих отложений вдоль «чернобыльского следа» произошло зара­жение водоемов и почвы. Главную опас­ность представляли сухие частицы ядер­ного топлива на поверхности земли, т.к. они могли легко подниматься  ветром и попа­дать в легкие. . Даже в 1990 г. у диких мле­копитающих (лосей, кабанов и др.), обитающих в зоне отчуждения, экологи обнару­живали в легких от 9000 до 26 000 таких частиц на 1 кг ткани легкого.

В конце 1989 г. в печати появились со­общения об изменениях в живых организ­мах на генетическом уровне, которые про­изошли в результате облучения во время и после чернобыльской аварии. Йодной профилактике в зоне заражения были подвергнуты 1 млн 694 тыс. детей. По офи­циальным данным, на весну 1992 г. число погибших вследствие чернобыльской ава­рии составило 80 тыс. человек, а число за­болевших до сих пор неизвестно.

Катастрофа в Чернобыле обнажила ди­лемму, перед которой оказалось челове­чество в условиях глобального экологичес­кого кризиса: либо оно сделает все воз­можное для сохранения биосферы, либо безвременно исчезнет.

Группа «За». Но ведь у АЭС есть пре­имущества:

- ядерные реакторы потребляют не кислород, а органическое топливо;

- не загрязняют окружающую среду зо­лой;

- при нормальном режиме эксплуата­ции биосфера надежно защищена от ра­диоактивного воздействия.

-                     нужно еще сказать об использовании явления в медицине;

-методы диагностики и терапии пока­зали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ-  лучами они прекращают свое деление. И если рако­вое заболевание находится на начальной стадии, то лечение является успешным;

- малые количества радиоактивных изотопов используются с целью диагнос­тики, Например, при рентгеноскопии же­лудка используется радиоактивный барий;

-                     успешно применяются радиоактив­ные изотопы при исследовании йодного обмена щитовидной железы.

Кольский полуостров-зона активного ядерного действия.

( Презентации учащихся)

ü  Энергетические ядерные установки КАЭС

ü  Атомный ледокольный флот

ü  Северный флот

ü  Судоремонтные заводы военного профиля

ü  Испытания ядерного оружия на Новой Земле

ü  Подземные ядерные взрывы в «мирных» целях

ü  Предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией радиоактивных отходов и списанных подводных лодок

ü  Пункты  захоронения радиоактивных отходов

ü  Затонувшие атомные корабли

ü  Последствия выпадения радиоактивных  осадков после аварии

Группа «Против». Захоронение ра­диоактивных отходов и демонтаж отслу­живших срок реакторов нужно организо­вывать;

-                     всегда существует аварийная опас­ность радиоактивного загрязнения. Между крупнейшими авариями в Тримейл-Айлен-де (США) и в Чернобыле прошло всего 7 лет.

Проблемы и последствия эксплуатации ядерных реакторов

( Презентации учащихся)

v  Рост  атомной энергетики приводит к катастрофическим изменениям климата

v  При работе АЭС, пусть незначительное, загрязнение среды неизбежно

v  Проблема захоронения шлаков радиации не имеет надежного решения

v  Не существует надежного способа добычи и переработки ядерного горючего и безопасных способов транспортирования

v  Накопление в атмосфере радиоактивных изотопов представляет угрозу для обитателей планеты

v  Закрытая сфера радиационной медицины не выполняет своих гражданских прав и скрывает  глобальные последствия

3. Подведение итогов конференции

Наши дебаты можно было бы продолжать и дальше. Вы, уважаемые коллеги, привели много убедительных ар­гументов «за» и «против» ядерной энер­гии. Теперь пришла пора сделать выво­ды: что же ядерная энергия приносит лю­дям - зло или благо?

Учащиеся. ...Что касается медицины, то методы, показавшие высокую эффек­тивность, должны развиваться.

...Будущее ядерной энергетики про­блематично. Наверное, надо искать более безопасные способы производства элек­троэнергии.

...Ядерное оружие, скорее всего, будет существовать как фактор устрашения, но его влияние на ход событий в мире должно ослабевать.

...Наверное, будут и новые открытия в области использования ядерной энергии.

...Но самое главное, что ученые и по­литики должны осознавать ответствен­ность, которую они несут перед обществом.

...Надо разумно использовать все на­учные открытия: не во вред человеку и ок­ружающей среде, а на их благо.

Учитель. Благодарю всех за участие в обсуждении проблем использования ядерной энергии. Я рада, что вы сделали правильные выводы, взвесив всё «за» и «против». И пусть напоминанием и пре­достережением будет песня «Пока не по­здно» на слова Н.Добронравова

(звучит магнитофонная запись):Пока не поздно, пока не поздно:

       Пока планета ещё жива,

Пока о солнце мечтают весны,

На жизнь предъявим свои права,

Пока не поздно, пока не поздно:

Земля как сердце у нас в груди,

Здесь наше небо и наши гнезда...

 Еще не поздно ее спасти,

Еще не поздно, еще не поздно.

Припев. Рядом, рядом - радость и беда,

              Надо, надо твердый дать

                                                ответ:

              Солнечному миру - да, да, да!

             Ядерному взрыву –

                                      нет, нет, нет!

Рефлексия: Если не думать о последствиях своей деятельности, можно нанести природе невосполнимый ущерб, а то и погубить её, а значит и жизнь на Земле.

В вопросе, который мы сегодня обсуждали, не поставлена точка, мы только начинаем об этом говорить. Раз мы это сделали - значит человечеству жить.( плакат на доске заполнен учащимися  «за» и «против» ядерной энергии)

С техникой XX и начала XXI века нужно быть на Вы. Проблемы нравственности и ответственности перед Людьми, Миром и Жизнью за научно-технические творения и связанные с ними решения приобретают для деятелей науки и техники, руководителей всех рангов этих отраслей и государства первостепенное значение.

Ныне, каждый должен отчетливо понимать опасность, которая исходит от техники при бездумном, неграмотном или безнравственном отношении с нею.

( звучит музыка « Лебеди) и ученик читает свое стихотворение. 

Альтернатива:

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ПЭС)

 Домашнее  задание:   написать  эссе  по теме:  « Во  многия мудрости  многия  печали»

v  Критерии оценки эссе:

v  Соответствие теме

v  Содержание

v  Раскрыта ли тема?

v  Актуальность

v  Собственные мысли

v  Способ подачи материала

Дополнительная литература

1.    Журнал “Квант” № 3 1975г.

2.    Алексахин Р.М, Крышев И.И, Фесенко С.В, Санжарова Н.И."Радиоэкологические проблемы ядерной энергетики", Атомная энергия, том 68, вып. 5, май 1990 г.

3.    Бадев В.В, Егоров Ю.А, Казаков С.В."Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС", Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.

4.    Букринский А.М, Сидоренко В.А, и др "Безопасность атомных станций и ее государственное регулирование",Атомная энергия, том 68, вып. 5, май 1990 г.

5.    Публикация МКРЗ N 26, "Радиационная защита", Москва, Атомиздат, 1978 г.

6.    Василенко И.Я., Василенко О.И. Радиационный риск при облучении в малых дозах ничтожно мал. // Бюллетень по атомной энергии. 2001, декабрь, С. 34-37.

7.    Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. М.: Энергоатомиздат. 1990, 160 с.

8.    Дягилев Ф.М. Из истории физики и ее творцов. - М.: Просвещение, 1986.

9.    Советский атомный проект. История со­здания атомной бомбы. - Физика, № 28, 31/98; Ядерные взрывные технологии. Ког­да с ними лучше, чем без них. - Физика, № 33/98.

10. Матвеев А.В., Рудик А.П. Почти все о ядерном реакторе. - М.: Атомэргоиздат, 1990.

11. Ядерные взрывы в СССР./УПод ред. В.Н.Михайлова. - М.,1994, вып. 4.

Краткое описание документа:

Чтобы жить без страха за свое будущее, за свое здоровье, радоваться красотам природы, нужно беречь окружающий нас мир. Человек – часть природы, и ее разрушение грозит ему множеством бед. У Земли много проблем, и одна из них - ядерная энергетика. Поэтому на конференции мы остановимся на положительной и отрицательной роли ядерных исследований в жизни человека, и попытаемся наметить выход из сложившейся экологической обстановки.

Для подготовки к конференции учащи­еся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинте­ресовали. На доске, закрытой шторками, укреплен лист ватмана с надписью:

«Ядерная энергия: "за" и "против"», круп­ное изображение знака радиоактивной опасности и стрелки-указатели: Черно­быль, Припять. Учащиеся рассаживают­ся по группам. На столе у учителя таблич­ка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» с цитатами:

«Поскольку усиливаются опасения от­носительно потепления климата на зем­ном шаре, то представители атомной про­мышленности высказывают мнение, что ядерные реакторы - единственное сред­ство удовлетворения потребностей в элек­троэнергии без увеличения выброса в атмосферу диоксида углерода». Д.Кид, МАГАТЭ

«С позиций экологической безопасно­сти страны радиационное загрязнение -одна из самых главных угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но один только Чернобыль полностью оправдыва­ет нашу тревогу».