ПЛАН ЗАНЯТИЯ
1.ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ УРОКА
Приветствие
Проверка отсутствующих
2.АКТУАЛИЗАЦИЯ
3.ОПРОС (Устный опрос)
Решить кроссворд по предыдущей теме.
4.НОВАЯ ТЕМА:
Теоретический экскурс – преподаватель раскрывает основные понятия и иллюстрирует с помощью презентации.
Практическое задание – основные моменты рассматриваются вместе, предлагается выполнить практические задания.
5. ЗАКРЕПЛЕНИЕ (виды закрепления, вопросы)
Подпиши сектор. Студентам предлагается подписать основные секторы источников радиации.
Заполни пропуски. Студенты в индивидуальных карточках выполняют работу с текстом, в котором есть пробелы. Вследствии самостоятельной работы они заполняют пропуски на основании материала лекции.
6. Рефлексия (Подведение итогов).
Студенты заполняют последний столбец в таблице «Знаю, хочу знать, узнал». Совместно с преподавателем происходит обсуждение изученного материала.
Оценивание учащихся осуществляется по результатам активности на занятии.
7. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
КОНСПЕКТ
Добрый день!
Прошу Вас садиться.
Сегодня мы будем рассматривать очень интересную и волнующую многих тему: «Биологическое действие радиоактивных излучений. Ядерный реактор».
Исходя из темы занятия, давайте подумаем, какую цель мы можем поставить?
сформировать новое понятие по теме «Биологическое действие радиоактивных излучений. Ядерный реактор»;
обеспечить усвоение закона радиоактивного распада.
выделить мировоззренческие идеи и проблемы связанные с радиоактивным заражением;
развитие умений поисковой деятельности, творческой работы, самостоятельного выдвижения гипотез, обоснования доказательств; формирование приемов наблюдения;
развитие познавательных интересов, словесно-логического и наглядно-образного мышления, развить творческий подход к выполнению заданий.
воспитание выдержки и терпения в работе, чувства товарищества и взаимопонимания;
воспитание патриотического отношения;
воспитание добросовестного отношения к труду.
Теперь давайте вспомним, что мы изучали на прошлом занятии.
Решим кроссворд « Строение атома»
СЛАЙД
Давайте еще раз вспомним основные модели строения атома.
Модель Томсона.(СЛАЙД)
Модель Резерфорда.(СЛАЙД)
Перед Вами лежат карточки «Знаю. Хочу знать. Узнал» предлагаю заполнить каждому первые два столбца. Последний столбец мы заполним в конце занятия.
Итак, давайте подумаем какие виды радиации существуют вокруг нас.
На Ваших индивидуальных карточках изображена диаграмма источников радиации в мире, заполните пожалуйста их как вы считаете.
Студенты заполняют в индивидуальных карточках диаграмму. После выполнения задания происходит обсуждение с преподавателем вариантов заполнения.
Человечество живет в едином, взаимосвязанном мире, и наиболее серьезные энергетические, экологические и социально-экономические проблемы приобретают глобальный масштаб. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мобильной связи, высокоскоростной транспорт, освоение космического пространства и морских глубин. Это требует огромных затрат энергии. Поэтому одной из проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Сегодня реальный вклад в энергоснабжение вносит атомная энергетика. Предысторию развития учения об атомном ядре мы только что вспомнили.
Экономистами подсчитано, что при полном делении 1 г урана выделяется
57,6 * 1010Дж энергии. Чтобы покрыть расходы радиоактивного топлива, понадобиться сжечь почти 30 т каменного угля или 2,5 т нефти, привычного топлива для ТЭС.
До 1940 г многие учёные считали, что ядерная физика представляет чисто научный интерес, не имея при этом никакого практического применения. Так, в 1937 г. Резерфорд утверждал, что получение ядерной энергии в более значительных количествах, достаточных для использования, никогда не будут возможны.
Однако уже в 1942 г в США под руководством Энрико Ферми был построен первый ядерный реактор. Первый европейский реактор был создан в 1946г. в Советском Союзе под руководством Игоря Васильевича Курчатова.
В 1954г. в нашей стране (в г. Обнинск) была введена в действие первая в мире атомная станция, мощностью всего в 5000 кВт. Современные АЭС имеют в сотни раз большую мощность. 17 сентября 1959 года в свой первый рейс вышел первый в мире атомный ледокол «Ленин», построенный на Ленинградском Адмиралтейском заводе и приписанный к Мурманскому пароходству.
Со временем было понятно, что энергия атомного ядра имеет широкую сферу применения. К сожалению, не только в мирных целях. Всем нам печально известен факт атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки (6 и 9 августа 1945 года) — единственный в истории человечества пример боевого использования ядерного оружия. Осуществлены Вооружёнными силами США на завершающем этапе Второй мировой войны с целью ускорить капитуляцию Японии.
Утром 6 августа 1945 года американский бомбардировщик B-29 «Enola Gay» под командованием полковника Пола Тиббетса сбросил на японский город Хиросима атомную бомбу «Little Boy» («Малыш») эквивалентом от 13 до 18 килотонн тротила. Три дня спустя атомная бомба «Fat Man» («Толстяк») была сброшена на город Нагасаки пилотом Чарльзом Суини. Общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек в Хиросиме и от 60 до 80 тысяч человек — в Нагасаки.
Последствия этой атаки ощущаются до сих пор. Поэтому, если говорить об использовании атомной энергии, то, прежде всего, надо говорить о мирном использовании энергии атомного ядра.
Мы сегодня на уроке попытаемся взвесить «за» и «против» применения атомной энергии.
Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Потребление энергии растёт столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время.
Проблему «энергетического голода» не решает использование возобновляемых источников энергии рек, ветра, солнца, морских волн, глубинного тепла Земли: нефть, газ, уголь. Они могут обеспечить в лучшем случае только 5-10% наших потребностей. В связи с этим возникла необходимость в середине 20 века поиска новых видов энергии. Мы с вами живём в постоянно развивающемся мире. Ещё лет 30 назад о таком чуде, как компьютер, сотовый телефон, исследование подводных глубин Арктики, скоростных поездах и др. – можно было только мечтать. Теперь все это окружает нас повседневно и кажется таким же обыденным как смена дня и ночи. Но для того, чтобы всё это работало нужно много энергии. Поэтому перед учёными и встала задача поиска новых видов энергии. И таким видом и стала энергия атомного ядра.
Сейчас мы с вами поговорим о преобразовании внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию, т.е. рассмотрим принцип работы ядерного реактора.
Ядерный реактор – это устройство, предназначенное для осуществления управляемой ядерной реакции.
Управление ядерной реакции заключается в регулировании скорости размножения свободных нейтронов в уране, чтобы их число оставалось неизменным. При этом цепная реакция будет продолжаться столько времени, сколько это необходимо, не прекращаясь и не приобретая взрывного характера.
Рассмотрим устройство и принцип действия реактора, в котором в качестве делящегося вещества (его называют также ядерным топливом или горючим) используется в основном U-235. В природном уране этого изотопа недостаточно для протекания цепной реакции (всего 0,7%), поэтому природный уран обогащают, т.е. увеличивают процентное содержание в нём урана – 235 (до 5%).
Реактор, работающий на этом изотопе урана, называется реактором на медленных нейтронах. Специальные графитовые стержни поглощают быстрые нейтроны. С их помощью можно управлять ходом реакции. Поднять графитовые стержни можно, только если будут включены насосы, закачивающие холодную воду в реактор. После того, как стержни будут подняты, начнется ядерная реакция. Температура внутри реактора возрастет до 300 °С, и вода вскоре начинает кипеть. Реактор начинает вырабатывать электрический ток. Задвинув стержни обратно, можно приостановить цепную реакцию.
Рассмотрим таблицу «Преимущества и недостатки АЭС в структуре топливно-энергетического баланса (ТЭБ)
ПЛЮС
МИНУС
ИНТЕРЕСНО
- Экономия органического топлива.
- Малые массы горючего.
- Получение большой мощности с одного реактора.
- Невысокая себестоимость энергии.
- Отсутствие потребности в атмосферном воздухе.
- Экологическая чистота (при правильной их эксплуатации).
- Опасность окружающих АЭС территорий.
- Особенности ремонта.
- Сложность ликвидации ядерного энергетического объекта.
- Высокая квалификация и ответственность кадров.
- Доступность для терроризма и шантажа с катастрофическими последствиями.
- Необходимость захоронения радиоактивных отходов.
- Возможная мутация животных, растений и человека при малых дозах облучения.
- Уменьшение парникового эффекта.
- Жизнь животных и растений на территориях вокруг АЭС.
- Как радиоактивные отходы повлияют на все живое на планете в будущем.
- Использование портативных атомных реакторов для различных видов транспорта, в том числе спутников Земли.
А знаете ли вы, что среди тридцати стран, имеющих АЭС, Россия занимает лишь 20 место. Наибольшее количество эксплуатируемых реакторов имеют
США -104,
Франция -59,
Япония - 53,
Англия - 35,
Россия -30,
Германия - 20.
Теперь давайте поговорим, что такое радиация и о биологическом действии радиации.
Мы все знаем о трагедии, случившейся на Чернобыльской АЭС, которая заставляет нас задуматься о том, что человеческий фактор может сыграть решающую роль в развитии цивилизации. Взрыв четвёртого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчётов в конструкции реакторов остаётся реальностью, поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска.
Последняя нам известная трагедии произошла на японской АЭС “Фукусима-1:
Хронология событий:
11 марта. На «Фукусиме-1» вышла из строя система охлаждения первого реактора. Температура и давление в нем начали расти.
12 марта. В 17.00 по местному времени (11.00 мск) взрыв в 1-м энергоблоке. Над зданием АЭС поднялось облако радиоактивного дыма. Официально пострадало 4 человека.
14 марта. В 11.01 по местному времени (5.01 мск) взрыв в 3-м энергоблоке АЭС. Топливные стержни перестали охлаждаться. Через несколько минут произошел второй взрыв.
15 марта. В 6.14 по местному времени (0.14 мск) взрыв рядом с реактором № 2. Причина все та же – в реакторе закончилась охлаждающая жидкость. В результате повреждена оболочка нижней части реактора.
15 марта. В 9.38 по местному времени (3.38 мск) на АЭС пожар в помещении, где находится 4-й реактор. Сдетонировал скопившийся у реактора водород.
15 марта. В 15.50 по местному времени (9.50 мск) на «Фукусиме-1» загорелся склад отработанных ядерных отходов. Пожар, как заверили японские власти, потушен.
В результате концентрация радиоактивных веществ в воздузе рядом с АЭС превысила в 1000 раз допустимую норму! Официальные власти фактически признали, что радиация распространяется с четырех реакторов. А радиоактивное облако уже движется на Токио.
15 марта 17.00 по местному времени (11.00 по мск) уровень радиации в столице Японии выше нормы в 40 раз! Японские власти уже принялись снабжать население таблетками йодистого калия из-за высокой вероятности заболевания находящихся в зоне радиоактивного поражения раком щитовидной железы.
Между тем, эксперты говорят, что даже расплавление ядерных топливных элементов реактора вовсе не всегда приводит к тотальному радиоактивному поражению населения. Все зависит от объемов и типа радиоактивных материалов.
Живая клетка – это сложный механизм, не способный продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Между тем даже слабые излучения способны нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания (лучевая болезнь). При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Опасность излучений усугубляется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах.
Механизм поражающего биологические объекты действия излучения еще недостаточно изучен. Но ясно, что оно сводится к ионизации атомов и молекул и это приводит к изменению их химической активности. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, поражая гены в хромосомах. В большинстве случаев это влияние является неблагоприятным.
Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных (раковых) опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано подавление раковой опухоли Y-лучами радиоактивных препаратов, которые для этой цели более эффективны, чем рентгеновские лучи. Лечение злокачественных опухолей производится изотопами кобальта-60. Для лечения болезней крови применяется изотоп фосфора-32, для лечения кожных и глазных заболеваний изотопы фосфора-32 и стронция-90 и т.п.
Лишь недавно ученые поняли, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон.
Доза излучения.
Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой излучения. Поглощенной дозой излучения называется отношение поглощенной энергии Е ионизирующего излучения к массе облучаемого вещества:
D=Е/m
В СИ поглощенную дозу излучения выражают в грэях (сокращенно: Гр). 1 Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж. (Методом флюорографии доза облучения составляет 0,0076 Гр. Выкуривающий за день 20 сигарет получает такое же облучение, как будто ему сделали 200 рентгеновских снимков, т.е. 1,52 Гр.)
Радиоактивные вещества обладают особыми специфическими свойствами, которые могут представлять опасность для здоровья людей.
Большая опасность радиоактивного излучения заключается в том, что оно не обнаруживается органами чувств человека. Человек в течение долгого времени может находиться под действием опасной радиации, не испытывая никаких явных неприятных ощущений. Это порождает беспечность, пренебрежение требованиями охраны труда и в конечном счете приводит к тяжелым последствиям. Понимание грозящей опасности при работе с радиоактивными веществами имеет исключительно большое значение, не сравнимое ни с какой другой опасностью, связанной с профессиональной вредностью.
Радиоактивное облучение организма человека может быть внешним и внутренним. При внешнем облучении, которое создается закрытыми источниками, опасны излучения, обладающие большой проникающей способностью. Внутреннее облучение возможно, когда радиоактивное вещество попадает внутрь организма через органы дыхания, поры кожи или места ее повреждения, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт. Внутреннее облучение действует в течение всего времени нахождения радиоактивного вещества в организме. Поэтому наибольшую опасность представляют радиоактивные изотопы с большим периодом полураспада и интенсивным излучением, медленно выделяющиеся из организма или концентрирующиеся в отдельных его органах.
Биологическое действие радиоактивных излучений характеризуется ионизацией атомов и молекул организма, в результате чего происходит разрыв нормальных молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений. Это, в свою очередь, ведет к нарушению нормальных биохимических процессов обмена веществ в живых клетках. Лучевое воздействие большой силы и продолжительности может вызвать гибель отдельных клеток, органов, а впоследствии и всего организма.
Под влиянием радиоактивных излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости капилляров; расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта и истощение организма; снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.
Как радиация влияет на человека?
0,05 - 0,2 Зв. Никаких симптомов. В будущем можно заболеть раком, могут быть генетические мутации.
0,2 - 0,5 Зв. Никаких замечаемых симптомов. Временно уменьшается красных частиц крови.
0,5 - 1 Зв. Чувствуется головная боль, слабость, умножается риск инфекции, иммунитет слабеет. Мужчины временно могут быть бесплодными.
1 - 2 Зв. После 30 дней 10% умирают. Иногда рвота, симптомы показываются после 3-6 часов после дозы и остаются до дня. 10-14 дней бывает латентная фаза, после нее ухудшается самочувствие, начинается анорексия и усталость. Иммунная система повреждена, дальше - риск инфекций. Мужчины временно бесплодны. Бывают преждевременные роды или потеря ребенка.
2-3 Зв. После 30 дней умирают 35%. Кажется, что сейчас вырвет, 50% риск рвоты, если получили 2,8 Зв. Симптомы показываются после 1-6 часов после полученной дозы бывают 1-2 дня. Потом 7-14 дней латентная фаза, после которой симптомы - выпадание волос всего тела (50% если получили 3 Зв). усталость, болезненность. Очень уменьшаются лейкоциты, очень вырастает риск инфекций. Женщины могут быть временно бесплодны. Лечится надо 1-3 месяца.
3-4 Зв. После 30 дней 50% умирает. Серьезное отравление. Другие симптомы похожие на дозу 2-3 Зв, плюс не контролированное кровотечение селезенки рта, под кожей и в почках после латентной фазы.
4-6 Зв 60% умирают после 30 дней. Если получили 6 Зв, смертельность вырастает до 90%. Симптомы начинаются после 1/2 - 2 часов после получения дозы и видны 2 дня. Потом: 7-14 дней латентной фазы, после которой показываются те самые симптомы как и получив 3-4 Зв, только заостренные. Женщины становятся бесплодными (не могут зачать ребенка). Лечится надо от 3 месяцев до года. Главные причины смерти (2-12 недель после получения дозы) - инфекции и внутреннее кровотечение.
6-10 Зв 100% смертельность после 14 дней. Мозг костей почти или полностью разрушен, так что обязательна трансплантация костного мозга. Пищеварительный тракт серьезно поврежден. Симптомы начинаются после 15-30 минут после полученной дозы и бывают до 2 дней. Потом - 5-10 дней латентная фаза, после которой человек умирает от инфекции или внутреннего кровотечения. Лечиться приходится несколько лет, но полностью никогда не выздоравливают.
10-50 Зв 100% смертельность после 5-30 минут. После ужасной усталости и рвоты остаются несколько дней как бы неплохого самочувствия (латентная фаза гуляющего призрака). После умирает пищеварительный тракт, начинается диарея, обильное внутреннее кровотечение, обезвоживание. Смерть будет не смотря ни на что. Можно только облегчить боль.
50-80 Зв. 100% смертельность после несколько часов. Дезориентация и кома через секунды или минуты.
80 Зв 100% смертельность сразу. 2 исключения: человек получил дозу 100 Зв и жил 49 часов, другой получил 120 Зв для верхней части тела, жил 36 часов.
Как себя вести в зоне радиационного заражения, чтобы минимизировать вредное воздействие облучения?
Перед посещением зоны можно принять несколько таблеток витамина С (аскорбиновой кислоты), который уменьшает количество свободных радикалов в организме, образующихся в результате облучения. Обязательно прихватите с собой воду.
Поскольку в настоящее время в Зоне, в наиболее часто посещаемых местах достаточно безопасные уровни радиации, то особых мер безопасности вам принимать не надо, просто слушайте рекомендации сопровождающего.
Но если вы отстали от группы и т.д., то старайтесь быстрее выйти на посещаемые людьми места (дороги, КПП). Старайтесь не присаживаться, не ложиться. Воду пить из местных источников категорически запрещено! Запрещается принимать пищу. Эти два правила не позволят попасть в ваш организм радиоактивной пыли. Помните, что наиболее вредное воздействие на ваш организм могут оказать изотопы, попавшие в ваш организм только вместе с пылью!
Если вы попали в незнакомую местность, то постарайтесь защитить свои органы дыхания, надев респиратор, шарф и т.д. Воду (взятую с собой) пить лучше после того, как вы 2-3 раза прополоскали полость рта и гортань ("правило третьего глотка" - пьешь только третий глоток). Помните: правила личной гигиены помогут вам сохранить ваше здоровье. Старайтесь не запачкаться. Если же это случилось, то не паникуйте, станьте спиной к ветру, снимите запыленную одежду, и вытряхните ее, задержав при этом дыхание и зажмурив глаза. Отойдите против ветра на 5 шагов и повторите вытряхивание. Это позволит уменьшить уровень зараженности вашей одежды в десятки раз! Обязательно помойте руки после этого в любом источнике воды.
После посещения Зоны старайтесь употреблять больше продуктов, содержащих пектины: арбузы, зеленый чай, красное натуральное вино и т.д. Данные продукты эффективно выводят тяжелые металлы (в т.ч. изотопы) из организма. Пропейте аскорбиновую кислоту (витамин С).
Теперь предлагаю Вам просмотреть документальный фильм «Как радиация влияет на человека». после просмотра Вам будут предложены задания по информации предложенной в видеоматериале.
Студенты просматривают видеоматериал.
В ходе просмотра фильма Вы узнали много новой информации, теперь давайте посмотрим, что же вы запомнили.
Давайте заполним диаграмму, основываясь на том, что вы узнали из фильма.
Студенты подписывают диаграмму и совместно с преподавателем анализируют оба варианта выполнения задания.
Студентам предлагается заполнить пропуски в тексте, сначала в индивидуальных карточках, а потом рассматривается совместно с преподавателем на слайде презентации.
ВСТАВИТЬ ПРОПУЩЕННЫЕ СЛОВА В ТЕКСТ.
Радиоактивность - свойство атомов какого-либо элемента самопроизвольно превращаться в атомы других элементов. Этот процесс сопровождается ионизирующим излучением, т.е. радиацией.
При измерении ионизирующих излучений используется понятие доза, а при оценке их влияния на биологические объекты поправочные коэффициенты.
Эквивалентная доза - доза, рассчитанная для человека с учётом коэффициентов, учитывающих различную способность разных видов излучения повреждать ткани организма.
Эквивалентная доза измеряется в тех же единицах, что и поглощённая, бэр и зиверт.
Мощность дозы - доза, полученная за единицу времени, соответственно измеряется, например в рентген/час, бэр/час, зиверт/час.
Фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте.
Естественный фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте, создаваемая только природными источниками излучения.
Если произошла авария и застала Вас на улице — надо поскорее укрыться в специально оборудованном помещении, а если это невозможно — роль укрытия выполнит обычный жилой дом. Сразу после аварии надо плотно закрыть окна и двери. Необходимо защитить продукты и воду от попадания радиоактивной пыли. Не следует без необходимости выходить на улицу.
Радио, телевизор должны быть постоянно включены, чтобы слушать сообщения местных органов власти или штаба ГО и ЧС.
Сегодня Вы узнали много нового, заполните теперь последний столбец в таблице «ЗНАЮ. ХОЧУ ЗНАТЬ. УЗНАЛ»
После заполнения студенты по желанию рассказывают, что же для себя нового они узнали в процессе изучения лекции.
Мирный атом двигает корабли, сваривает металлы, обследует и лечит людей, показывает точное время…
Нет сомнении в том, что атомная энергетика заняла прочное место в энергетическом балансе человечества.
Она безусловно будет развиваться и впредь, безотказно поставляя столь необходимую людям энергию.
Однако понадобятся дополнительные меры по обеспечению надёжностей атомных электростанций и их безаварийной работы, а учёные и инженеры сумеют найти необходимые решения.
Преподаватель оценивает студентов проявивших наибольшую познавательную активность на занятии.
Запишите, пожалуйста, домашнее задание.
На слайде студентам предлагается домашнее задание.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.