Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок физики в 11 классе "Использование ядерной энергии"
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Педагогическая деятельность в соответствии с новым ФГОС требует от учителя наличия системы специальных знаний в области анатомии, физиологии, специальной психологии, дефектологии и социальной работы.

Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40% по курсу повышения квалификации "Организация работы с обучающимися с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ)" (72 часа). По окончании курса Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Автор курса: Логинова Наталья Геннадьевна, кандидат педагогических наук, учитель высшей категории. Начало обучения новой группы: 27 сентября.

Подать заявку на этот курс    Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

Урок физики в 11 классе "Использование ядерной энергии"

Выбранный для просмотра документ Использование ядерной энергии.pptx

библиотека
материалов
Ядерная энергетика Если физики все делают правильно, никто не заметит, а если...
«Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового...
1. Каков состав натрия, фтора, серебра ? 2. Написать ядерную реакцию, происх...
Термин «токамак» был придуман  Игорем Николаевичем Головиным, учеником акаде...
Механизм деления ядра Ядро урана имеет форму шара. Поглотив лишний электрон,...
Деление ядер урана Деление ядер обычно происходит на осколки неравной массы....
Необходимость использования ядерной энергии: Надежно подтвержденных запасов «...
Ядерный реактор, устройство в котором проистекает управляемая цепная ядерная...
Ядерный реактор
История создания ядерного реактора 1942г. в США под руководством Э.Ферми был...
Типы ядерных реакторов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) РБМК (реак...
Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальны...
Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальны...
Где используются ядерные реакторы 1. АЭС 2. на атомных ледоколах; 3. на атомн...
ЧЕРНОБЛЬ Крупнейшая в мире авария произошла на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1...
Ни одно событие после Второй мировой войны не задело за живое столько людей...
По данным организации по экономическому сотрудничеству в Европе В окружающую...
Здесь жить нельзя.
Яблоки! Дети-мутанты Жеребёнок с пятью конечностями
В настоящее время в Казахстане нет ядерного оружия. На территории Казахстана...
Домашнее задание: Реферат на тему: а) Авария на АЛВЗ-67 б) Атомная энергетака...
21 1

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Ядерная энергетика Если физики все делают правильно, никто не заметит, а если
Описание слайда:

Ядерная энергетика Если физики все делают правильно, никто не заметит, а если неправильно, замечать будет некому.

№ слайда 2 «Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового
Описание слайда:

«Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового источника энергии или ради получения редких и дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших тайн природы.» Э.Резерфорд

№ слайда 3 1. Каков состав натрия, фтора, серебра ? 2. Написать ядерную реакцию, происх
Описание слайда:

1. Каков состав натрия, фтора, серебра ? 2. Написать ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора α- частицами. 3. Написать недостающие обозначения с реакциях. 4. Какие реакции называют термоядерными? 5. Какое открытие положило начало изучению строения атома? 6. Каковы типы радиоактивных излучений?

№ слайда 4 Термин «токамак» был придуман  Игорем Николаевичем Головиным, учеником акаде
Описание слайда:

Термин «токамак» был придуман  Игорем Николаевичем Головиным, учеником академика Курчатова. Первоначально он звучал как «токамаг» — сокращение от слов «тороидальная камера магнитная», но Н. А. Явлинский, автор первой тороидальной системы, предложил заменить «-маг» на «-мак» для благозвучия. Позже это название было заимствовано многими языками. Первый токамак был построен в 1954, и долгое время токамаки существовали только в СССР. Лишь после 1968 года, когда на токамаке  T-3, построенном в  Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова под руководством Академика Л. А. Арцимовича, была достигнута температура плазмы 10 млн градусов, и английские ученые со своей аппаратурой подтвердили этот факт, в который поначалу отказывались верить, в мире начался настоящий бум токамаков. Начиная с 1973 программу исследований физики плазмы на токамаках возглавил Кадомцев . В настоящее время токамак считается наиболее перспективным устройством для осуществления управляемого термоядерного синтеза.

№ слайда 5 Механизм деления ядра Ядро урана имеет форму шара. Поглотив лишний электрон,
Описание слайда:

Механизм деления ядра Ядро урана имеет форму шара. Поглотив лишний электрон, ядро возбуждается и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму. Ядро растягивается до тех пор, пока силы отталкивания между половинками вытянутого ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке. Ядро разрывается на 2 части.

№ слайда 6 Деление ядер урана Деление ядер обычно происходит на осколки неравной массы.
Описание слайда:

Деление ядер урана Деление ядер обычно происходит на осколки неравной массы. Осколки эти сильно радиоактивны, так как содержат избыточное количество нейтронов. В результате серии последовательных β – распадов в конце концов получаются стабильные изотопы. В 1940 году было открыто спонтанное деление ядер урана. Период полураспада для спонтанного деления равен 10^16 лет. При полном делении всех ядер в 1г урана

№ слайда 7 Необходимость использования ядерной энергии: Надежно подтвержденных запасов «
Описание слайда:

Необходимость использования ядерной энергии: Надежно подтвержденных запасов «энергетических» полезных ископаемых может хватить: угля — примерно на 350 лет; нефти — примерно на 40 лет; газа — примерно на 60 лет.

№ слайда 8 Ядерный реактор, устройство в котором проистекает управляемая цепная ядерная
Описание слайда:

Ядерный реактор, устройство в котором проистекает управляемая цепная ядерная реакция с выделением тепла. В основном эти устройства используются для выработки электроэнергии и в качестве привода больших кораблей.

№ слайда 9 Ядерный реактор
Описание слайда:

Ядерный реактор

№ слайда 10 История создания ядерного реактора 1942г. в США под руководством Э.Ферми был
Описание слайда:

История создания ядерного реактора 1942г. в США под руководством Э.Ферми был построен первый ядерный реактор 1946г. был запущен первый советский реактор под руководством академика И.В.Курчатова Энрико Ферми (1901-1954) Курчатов И.В. (1903-1960)

№ слайда 11 Типы ядерных реакторов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) РБМК (реак
Описание слайда:

Типы ядерных реакторов ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) РБМК (реактор большой мощности канальный) ВВЭР использует воду под давлением в 120 атмосфер. РБМК – кипящий реактор

№ слайда 12 Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальны
Описание слайда:

Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальныереакторы Исследовательскиереакторы Изотопныереакторы ~ Энергетическиереакторы

№ слайда 13 Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальны
Описание слайда:

Классификация ядерных реакторов Название Назначение Мощность Экспериментальныереакторы Изучение различных физических величин,значения которых необходимы дляпроектированияиэксплуатацииядерных реакторов. ~103Вт Исследовательскиереакторы Потоки нейтронови γ-квантов,создаваемыевактивной зоне,используются для исследованийвобласти ядерной физики, физики твердого тела, радиационной химии, биологии,для испытанияматериалов,предназначенных для работывинтенсивных нейтронных потоках(в т. ч.деталейядерных реакторов),для производства изотопов. <107Вт Выделяющаясяэнергия,как правило,не используется Изотопныереакторы Для наработки изотопов,используемыхвядерном вооружении,например,239Pu, и в промышленности. ~103Вт Энергетическиереакторы Для получения электрической и тепловой энергии,используемойвэнергетике,при опреснении воды,для привода силовых установок кораблейи т. д. До 3-5109Вт

№ слайда 14 Где используются ядерные реакторы 1. АЭС 2. на атомных ледоколах; 3. на атомн
Описание слайда:

Где используются ядерные реакторы 1. АЭС 2. на атомных ледоколах; 3. на атомных подводных лодках; 4. при работе ядерных ракетных двигателей 5. На космических аппаратах в качестве топлива

№ слайда 15 ЧЕРНОБЛЬ Крупнейшая в мире авария произошла на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1
Описание слайда:

ЧЕРНОБЛЬ Крупнейшая в мире авария произошла на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 года. Непосредственно к аварии привёл технологический эксперимент по изучению возможности обеспечения насосов энергией от самой станции (раньше это делалось от городской сети). В 1 час 24 минуты атомный реактор четвертого блока вышел из-под контроля, взорвался и загорелся.

№ слайда 16 Ни одно событие после Второй мировой войны не задело за живое столько людей
Описание слайда:

Ни одно событие после Второй мировой войны не задело за живое столько людей в Европе, как взрыв 4-го реактора Чернобыльской АЭС Взметнулся в небо столб огня И взрыв разбрызгал блока глыбу. Застыла в ужасе Земля, Бедой поднятая на дыбу. Огонь и мрак - невидим враг, До смерти шаг - потом бессмертье! Ни перестрелок, ни атак, Но жить лишь так - ценою смерти. Пожарников святая рать! Моих товарищей когорта! Вы знали: надо умирать, И стали сталью экстра сорта. более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы. В ликвидации последствий аварии участвовали более 600 тыс. человек.

№ слайда 17 По данным организации по экономическому сотрудничеству в Европе В окружающую
Описание слайда:

По данным организации по экономическому сотрудничеству в Европе В окружающую среду попали следующие радиоактивные вещества: Элемент Изотоп Период полураспада ЦЕЗИЙ 137CS 30 ЛЕТ ЦЕЗИЙ 134CS 2,1 ГОДА ЙОД 131I 8 СУТОК КСЕНОН 133XE 5,3 СУТОК МОЛИБДЕН 99MO 2,8 СУТОК ЦИРНКОНИЙ 95ZR 64 СУТОК РУТЕНИЙ 103RU 39 СУТОК РУТЕНИЙ 106RU 368 СУТОК БАРИЙ 140BA 12,7 СУТОК ЦЕРИЙ 141CE 32,5 СУТОК ЦЕРИЙ 144CE 284 СУТОК СТРОНЦИЙ 89SR 59,5 СУТОК СТРОНЦИЙ 90SR 29,2ЛЕТ ПЛУТОНИЙ 239PU 24000 ЛЕТ

№ слайда 18 Здесь жить нельзя.
Описание слайда:

Здесь жить нельзя.

№ слайда 19 Яблоки! Дети-мутанты Жеребёнок с пятью конечностями
Описание слайда:

Яблоки! Дети-мутанты Жеребёнок с пятью конечностями

№ слайда 20 В настоящее время в Казахстане нет ядерного оружия. На территории Казахстана
Описание слайда:

В настоящее время в Казахстане нет ядерного оружия. На территории Казахстана находились крупнейшие в СССР испытательные, космические и ядерные полигоны — Эмба,  Сары-аган (Приозёрск), Байконур(также известный как Ленинск или Тюратам), Семипалатинский полигон. В апреле 1995 Казахстан вывез всё ядерное оружие в Россию. 27 мая 1995 г в штольне бывшего Семипалатинского ядерного полигона был уничтожен последний ядерный заряд. В 1996 г из Казахстана в Россию были выведены стратегические бомбардировщики. 30 сентября 1996 г. Казахстан присоединился к Договору о всеобщем запрещении ядерных испытаний. В июле 2000 г. на бывшем Семипалатинском испытательном полигоне была уничтожена последняя штольня для ядерных испытаний. В 2018 году ожидается строительство в Казахстане 2 АЭС: 1. Курчатов — город в Восточно-Казахстанской области; 2. Улькен — посёлок в Алматинской области на берегу озера Балхаш. Сегодня Казахстан занимает 1-е место в мире по добыче урана и 2-е по объемам запасов, обладая 19% мировых разведанных запасов урана. 

№ слайда 21 Домашнее задание: Реферат на тему: а) Авария на АЛВЗ-67 б) Атомная энергетака
Описание слайда:

Домашнее задание: Реферат на тему: а) Авария на АЛВЗ-67 б) Атомная энергетака Казахстана в) Способы хранения и переработки радиоактивных отходов г) Крупнейшие радиационные аварии и катастрофы в мире 2. Параграф № Письменно в тетрадь записать + и – использования атомной энергии

Выбранный для просмотра документ Урок 11 ядерный (Автосохраненный).doc

библиотека
материалов

Урок 11 класс Ядерная энергетика

Если физики  все делают правильно,

никто не заметит, а если неправильно,

замечать будет некому. (Слайд №1)

Цель урокаоценить значение открытий атомной и ядерной физики для энергетики и рассмотреть возможность использования законов ядерной физики в теории и на практике.

Задачи урока:

* Образовательные:

- обобщить и систематизировать знания учащихся о ядерных реакциях;

- закрепить понятия, связанные с радиоактивностью;

- познакомить учащихся с возможностями использования ядерной энергии;

- оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной энергии;

- продолжить формирование умений пользоваться дополнительными источниками информации;

* Воспитательные:

- сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой человечеству при использовании   ядерной энергии;

- воспитывать стремление к овладению знаниями, к поиску интересных фактов;

* Развивающие:

- развивать интерес к предмету;

-развивать умение, отбирать необходимые знания из большого объёма иформации, умение  обобщать факты, делать выводы;

- совершенствовать навыки самостоятельной работы.

Методы проведения урока:

- фронтальный опрос;

- работа с учебником, таблицами;

-анализ полученных знаний.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, справочные таблицы, периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

2. Повторение. Фронтальный опрос

Учитель: Любая физическая теория имеет ценность с точки зрения ее практического применения. Сегодня мы завершаем изучение теории атомного ядра. Поэтому начать урок я хочу словами Э. Резерфорда, человека, который помог человечеству заглянуть внутрь атома: «Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового источника энергии или ради получения редких и дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших тайн природы». (Слайд №2)  
Пытливый ум побуждает учёных на поиск чего-то нового. Они делают открытия для души, ими движет желание проникнуть в тайны природы, а результаты их трудов в дальнейшем используются человечеством. А оно само решает, как использовать открытие: во благо или во вред, созидать или разрушать.
В конце 19, начале 20 веков были сделаны открытия, которые дали возможность науке и технике шагнуть далеко вперёд, положили начало развитию атомной и ядерной физики.

 Цель нашего урока: оценить значение этих открытий для ядерной энергетики и рассмотреть возможность использования законов ядерной физики в теории и на практике.  

Но начнём мы наш урок с повторения ранее изученного материала.

1.) Каков состав натрия, фтора, серебра? ( слайд №3) ( слайд №4)

2.) Написать ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора α- частицами.

3.) Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях

hello_html_m48a98cc9.gifhello_html_m4d5c2fbc.gif12Al27+0n1 ? + 2He4 25Mn55+? 26Fe56+0n1

4.) какие реакции называют термоядерными?

Конец 19 – начало 20 веков ученые-физики называют временем чудес потому что им удалось проникнуть в тайны строения материи.

Какое открытие положило начало изучению строения атома?         
– Кому принадлежит это открытие?
– Были ли последователи у Беккереля в изучении радиоактивности?
– Каковы типы радиоактивных излучений?

 Таким образом, Резерфорд доказал, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц. Существует ли какая либо закономерность изменения числа радиоактивных ядер с течением времени?

Радиоактивность – доказательство сложного строения атомов. Планетарный атом – детище безумного эксперимента и могучей интуиции.
– Как устроен атом?

Какая часть атома – ядро или электронная оболочка – претерпевают изменения при радиоактивном распаде? 
– Какой при этом напрашивается вывод? 
– Какие силы удерживают нуклоны в ядре? 
– Нуклоны в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Для того чтобы удалить нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т.е. сообщить ядру значительную энергию. Как называется эта энергия? Как можно ее рассчитать?

Открытие сложности структуры атомных ядер и энергии связи нуклонов в ядре поставило ряд новых вопросов: может ли атомное ядро изменить свое состояние при взаимодействии с другими атомными ядрами и частицами или оно существует только в одном состоянии с одним запасом энергии? Ведь радиоактивный распад означает не разрушение ядра, а ядерную реакцию.

- Что называется ядерной реакцией? 
- Какие законы выполняются при осуществлении ядерных реакций

3. Объяснение нового материала

 Мы уже знаем, что ядерные реакции сопровождаются освобождением огромной энергии.
– Возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии. Какие? 
– Как вы думаете, для ядерной энергетики,  какой из способов энергетически выгоден? Почему?

 Осуществление управляемых термоядерных реакций даст человечеству новый экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии. Однако получение сверхвысоких температур и удержание плазмы, нагретой до миллиарда градусов, представляет собой труднейшую научно-техническую задачу на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза. Сейчас ведутся работы в Европе по запуску установки ТОКАМАК (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками). Ученые всего мира надеются на успех. ( слайд №5)
Но основной интерес для ядерной энергетики представляет деление тяжелых ядер. Каковы особенности  этой реакции? 

Механизм деления ядра

( слайд №6) Процесс деления атомного ядра можно объяснить на основе капельной модели ядра. Согласно этой модели сгусток нуклонов напоминает капельку заряженной жидкости.

Ядерные силы между нуклонами являются короткодействующие, подобно силам, действующим между молекулами жидкости. Наряду с большими силам электростатического отталкивания между протонами, стремящимися разорвать ядро на части, действуют еще большие ядерные силы притяжения. Эти силы удерживают ядро от распада.

Ядро урана-235 имеет форму шара. Поглотив лишний нейтрон, ядро возбуждается и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму. Ядро растягивается до тех пор, пока силы отталкивания между половинками вытянутого ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке. После этого ядро разрывается на две части.

Под действием кулоновских сил отталкивания эти осколки разлетаются со скоростью, равной 1/30 скорости света.

Слайд№7

Деление ядер обычно происходит на осколки неравной массы. Осколки эти сильно радиоактивны, так как содержат избыточное количество нейтронов. В результате серии последовательных β-распадов в конце концов получаются стабильные изотопы.

В 1940 году было открыто спонтанное деление ядер урана. Период полураспада для спонтанного деления ядер равен 1016лет.

Любой из нейтронов, вылетающих из ядра в процессе деления, может в свою очередь вызвать деление соседнего ядра, которое также испускает нейтроны, способные вызвать дальнейшее деление. В результате число делящихся ядер очень быстро увеличивается. Возникает цепная реакция. Ядерной цепной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие её (нейтроны), образуются как продукты этой же реакции.

( слайд №8) Цепная реакция сопровождается выделением огромной энергии. При делении каждого ядра выделяется около 200МэВ. При полном же делении всех ядер, имеющихся в 1г урана, выделяется энергия 2,3*104кВт*ч. Это эквивалентно энергии, получаемой при сгорании 3т угля или 2,5т нефти
( слайд №9) Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором. Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова. Это явилось началом эпохи «мирного» атома. ( слайд №10) ( слайд №11)
 Давайте рассмотрим как устроен ядерный реактор и каков принцип его работы?  Учитель: В настоящее время в мире существует пять типов ядерных реакторов. Это реактор ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический реактор), РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный), реактор на тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и газовым контуром, реактор на быстрых нейтронах. У каждого типа реактора есть особенности конструкции, отличающие его от других, хотя, безусловно, отдельные элементы конструкции могут заимствоваться из других типов. ВВЭР строились в основном на территории бывшего СССР и в Восточной Европе, реакторов типа РБМК много в России, странах Западной Европы и Юго-Восточной Азии, реакторы на тяжелой воде в основном строились в Америке.


Параметры этих реакторов лучше всего представить в виде таблицы.  Самостоятельно работаем с учебником (Подготовленные таблицы разложены на партах учащихся). И заполняем таблицу. ( слайд №13) Проверяем себя

( слайд №14)

Реакторы ВВЭР являются самым распространенным типом реакторов в России. 
Характеризуя типы реакторов, стоит сказать следующее: реакторы ВВЭР достаточно безопасны в эксплуатации, но требуют высокообогащенного урана. Реакторы РБМК безопасны лишь при правильной их эксплуатации и хорошо разработанных системах защиты, но зато способны использовать мало обогащенное топливо или даже отработанное топливо ВВЭР-ов. Реакторы на тяжелой воде всем хороши, но уж больно дорого добывать тяжелую воду. Технология производства реакторов с шаровой засыпкой еще недостаточно хорошо разработана, хотя этот тип реакторов стоило бы признать наиболее приемлемым для широкого применения, в частности, из-за отсутствия катастрофических последствий при аварии с разгоном реактора. За реакторами на быстрых нейтронах – будущее производства топлива для ядерной энергетики, эти реакторы наиболее эффективно используют ядерное топливо, но их конструкция очень сложна и пока еще малонадежна. В России имеется только один реактор такого типа (на Белоярской АЭС). Считается, что такие реакторы имеют большое будущее.

В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.

Наиболее мощные АЭС в мире в основном сосредоточены в Европе.  
( слайд №15) Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям. 
Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности.  А в 1986 г произошла трагедия, последствия которой до сих пор, наводят ужас на мировую общественность – это катастрофа на Чернобыльской АЭС (СССР)   

  ( слайд №17)

(слайды №13; 14) В результате взрыва четвертого блока ЧАЭС в окружающую среду попало около 7,4 тонн радиоактивного вещества. В первые недели основную опасность для населения представляло внешнее Гамма-излучение и наличие изотопа йода-131 в атмосфере. Действительно, данные  изотопного анализа первых проб воздуха, воды и почвы, отобранных в первые дни после аварии, показали, что кроме этого обнаружены изотопы бария-140, лантана-140, цезия-137, церия-134, рутения-103, циркония-95, теллура-132, церия-141, нептуния-239; а в ближайшей зоне, например, в зоне отселения – изотопы стронция-90, плутония-239 и плутония-240.  Союзный Госкоматом еще в 1987 году сравнил катастрофу на Припяти со взрывом 300 хиросимских бомб. Иностранные специалисты назвали другую цифру – 800 бомб. Не стоит спорить, кто из них прав.

Считается, что при радиационном уровне свыше 15 Ки на квадратный километр жизнь человека невозможна. Территория, прилегающая к АЭС заражена от 15 до 1200 Ки/км2. Причем эта совсем не та радиация, которая поразила жителей гг. Хиросимы и Нагасаки. В богатых пойменных лугах, лесных массивах, заброшенных деревнях зловеще притаились долгоживущие радионуклиды – стронций, цезий, плутоний. Жизнь сюда не вернется ни через 100, ни через 500, а на отдельных участках – ни через 1000 лет. ( слайд №18,19,20) – Следствие радиационного облучения – лучевая болезнь. Обратите внимание на таблицы, лежащие на ваших партах, а также на таблицу, представленную на экране. В них представлены допустимые и опасные дозы облучения.
В результате аварии на ЧАЭС высокую дозу облучения получили 20 млн. человек.
Таким образом, авария реактора Чернобыльской АЭС ярко высветила значимость проблемы не только в практическом, но и в методологическом отношении.

Ядерная энергия в Казахстане.

4. Закрепление

В связи с этим надо отметить минусы в применении  ядерных реакторов , то есть неизбежность существования факторов опасности ядерных реакторов, и они достаточно многочисленны. Попробуйте перечислить некоторые из них:

  • Возможность аварии с разгоном реактора. При этом вследствие сильнейшего тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Если в реакторе имеется вода, то в случае такой аварии она будет разлагаться на водород и кислород, что приведет к взрыву гремучего газа в реакторе и достаточно серьезному разрушению не только реактора, но и всего энергоблока с радиоактивным заражением местности. Аварии с разгоном реактора можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем защиты, подготовки персонала.

  • Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их количество и характер зависит от конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Очистные сооружения могут уменьшить их. Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше, чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу.

  • Необходимость захоронения отработавшего реактора. На сегодняшний день эта проблема не решена, хотя есть много разработок в этой области.

  • Радиоактивное облучение персонала. Его можно предотвратить или уменьшить применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации атомной станции.

  • Ядерный взрыв ни в одном реакторе произойти в принципе не может.

Но, безусловно,  есть и плюсы в применении  ядерных реакторовКаковы положительные аспекты применения ядерных реакторов?

  • Широкое и довольно перспективное развитие атомной энергетики и транспорта.

  • 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 виде 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.

(слайд № 21) – Как  можно было бы сделать атомные станции более надёжными и безопасными? 
Но  сколько бы ни улучшались системы защиты станций, трудно теперь убедить людей, что аварии невозможны, раз уж они случались.

Возможность аварии на АЭС — самая большая опасность атомной энергетики.

Как вы думаете, откажется Человечество от использования ядерной энергии? Почему?

Но существует ещё одна опасность атомной энергетики — радиоактивные отходы.  Один из распространённых сейчас способов захоронения радиоактивных отходов — затопление контейнеров с ними в морях и океанах.

Некоторыми учёными был предложен и другой возможный вариант избавления от радиоактивных отходов: различными путями выбрасывать их в ближний или дальний космос — в околоземное или даже околосолнечное пространство. Но загрязнить ещё и космос на многие века пока не решается ни одна страна.

Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их захоронения, в основу которого положены подземные ядерные взрывы.

Попробуйте и вы предложить способ захоронения ядерных отходов. Обоснуйте его эффективность и надежность. Это будет вашим домашним заданием.

5. Подведение итогов

Подводя итог сегодняшнему уроку, хочется отметить, что техника и технология нынешнего времени, основанные на новейших достижениях науки, требуют особого, бдительного отношения к себе. Прежде чем их создавать и использовать, нужно просчитать и предвидеть последствия, причем во множестве аспектов (а не в одном!).

(слайд №22) 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.

Закончить урок мне бы хотелось следующими словами: (слайд №23)

Целый мир, охватив от земли до небес,
Всполошив не одно поколение,
По планете шагает научный прогресс. 
Что стоит за подобным явлением?

Человек вышел в космос и был на Луне. 
У природы все меньше секретов. 
Но любое открытье – подспорье войне: 
Тот же атом и те же ракеты…

Как использовать знанье – забота людей. 
Не наука – ученый в ответе. 
Давший людям огонь – прав ли был Прометей,
Чем прогресс обернется планете?

6. Домашнее задание: § 8.10. Предложить способ захоронения ядерных отходов.




Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Краткое описание документа:

Урок 11 класс Ядерная энергетика

                                                          Если физики все делают правильно,

никто не заметит, а если неправильно,

                                    замечать будет некому. (Слайд №1)

Цель урокаоценить значение открытий атомной и ядерной физики для энергетики и рассмотреть возможность использования законов ядерной физики в теории и на практике.

Задачи урока:

* Образовательные:

- обобщить и систематизировать знания учащихся о ядерных реакциях;

- закрепить понятия, связанные с радиоактивностью;

- познакомить учащихся с возможностями использования ядерной энергии;

- оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной     энергии;

- продолжить формирование умений пользоваться дополнительными      источниками информации;

* Воспитательные:

- сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой человечеству  при использовании   ядерной энергии;

- воспитывать стремление к овладению знаниями, к поиску интересных фактов;

* Развивающие:

- развивать интерес к предмету;

-развивать умение, отбирать необходимые знания из большого объёма иформации,   умение  обобщать факты, делать выводы;

- совершенствовать навыки самостоятельной работы.

Методы проведения урока:

- фронтальный опрос;

- работа с учебником, таблицами;

-анализ полученных знаний.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, справочные таблицы, периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

2. Повторение. Фронтальный опрос

                   Учитель: Любая физическая теория имеет ценность с точки зрения ее практического применения. Сегодня мы завершаем изучение теории атомного ядра.  Поэтому начать урок я хочу словами   Э. Резерфорда,  человека, который помог человечеству заглянуть внутрь атома: «Так не бывает, чтобы экспериментаторы  вели  свои поиски ради открытия нового источника энергии или ради получения редких и дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших тайн природы». (Слайд №2)  
Пытливый ум побуждает учёных на поиск чего-то нового. Они делают открытия для души, ими движет желание проникнуть в тайны природы, а результаты их трудов в дальнейшем используются человечеством. А оно само решает, как использовать открытие: во благо или во вред, созидать или разрушать.
В конце 19, начале 20 веков были сделаны открытия, которые дали возможность науке и технике шагнуть далеко вперёд, положили начало развитию атомной и ядерной физики. 

 Цель нашего урока: оценить значение этих открытий для ядерной энергетики и рассмотреть возможность использования законов ядерной физики в теории и на практике.  

Но начнём мы наш урок с повторения ранее изученного материала.

1.) Каков состав натрия, фтора, серебра? ( слайд №3) ( слайд №4)

2.) Написать ядерную реакцию, происходящую при бомбардировке бора α-  частицами.

3.) Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях

        12Al27+0n1        ? + 2He4                           25Mn55+?          26Fe56+0n1

4.) какие реакции называют термоядерными?

         Конец 19 – начало 20 веков ученые-физики называют временем чудес потому что им удалось проникнуть в тайны строения материи.

– Какое открытие положило начало изучению строения атома?         
– Кому принадлежит это открытие?
– Были ли последователи у Беккереля в изучении радиоактивности?
– Каковы типы радиоактивных излучений?

       Таким образом, Резерфорд доказал, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц. Существует ли какая либо закономерность изменения числа радиоактивных ядер с течением времени?

       Радиоактивность – доказательство сложного строения атомов. Планетарный атом – детище безумного эксперимента и могучей интуиции.
– Как устроен атом?

– Какая часть атома – ядро или электронная оболочка – претерпевают изменения при радиоактивном распаде? 
– Какой при этом напрашивается вывод? 
– Какие силы удерживают нуклоны в ядре? 
– Нуклоны в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Для того чтобы удалить нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т.е. сообщить ядру значительную энергию. Как называется эта энергия? Как можно ее рассчитать?

         Открытие сложности структуры атомных ядер и энергии связи нуклонов в ядре поставило ряд новых вопросов: может ли атомное ядро изменить свое состояние при взаимодействии с другими атомными ядрами и частицами или оно существует только в одном состоянии с одним запасом энергии? Ведь радиоактивный распад означает не разрушение ядра, а ядерную реакцию.

- Что называется ядерной реакцией? 
- Какие законы выполняются при осуществлении ядерных реакций

3. Объяснение нового материала

            Мы уже знаем, что ядерные реакции сопровождаются освобождением огромной энергии.
– Возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии. Какие? 
– Как вы думаете, для ядерной энергетики,  какой из способов энергетически выгоден? Почему?

      Осуществление управляемых термоядерных реакций даст человечеству новый экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии. Однако получение сверхвысоких температур и удержание плазмы, нагретой до миллиарда градусов, представляет собой труднейшую научно-техническую задачу на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза. Сейчас ведутся работы в Европе по запуску установки ТОКАМАК (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками). Ученые всего мира надеются на успех. ( слайд №5)
Но основной интерес для ядерной энергетики представляет деление тяжелых ядер. Каковы особенности  этой реакции? 

Механизм деления ядра

 ( слайд №6) Процесс деления атомного ядра можно объяснить на основе капельной модели ядра. Согласно этой модели сгусток нуклонов напоминает капельку заряженной жидкости.

Ядерные силы между нуклонами являются короткодействующие, подобно силам, действующим между молекулами жидкости. Наряду с большими силам электростатического отталкивания между протонами, стремящимися разорвать ядро на части, действуют еще большие ядерные силы притяжения. Эти силы удерживают ядро от распада.

Ядро урана-235 имеет форму шара. Поглотив лишний нейтрон, ядро возбуждается и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму. Ядро растягивается до тех пор, пока силы отталкивания между половинками вытянутого ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке. После этого ядро разрывается на две части.

Под действием кулоновских сил отталкивания эти осколки разлетаются со скоростью, равной 1/30 скорости света.

Слайд№7

Деление ядер обычно происходит на осколки неравной массы. Осколки эти сильно радиоактивны, так как содержат избыточное количество нейтронов. В результате серии последовательных β-распадов в конце концов получаются стабильные изотопы.

В 1940 году было открыто спонтанное деление ядер урана. Период полураспада для спонтанного деления ядер равен 1016лет.

Любой из нейтронов, вылетающих из ядра в процессе деления, может в свою очередь вызвать деление соседнего ядра, которое также испускает нейтроны, способные вызвать дальнейшее деление. В результате число делящихся ядер очень быстро увеличивается. Возникает цепная реакция.  Ядерной цепной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие её (нейтроны), образуются как продукты этой же реакции.

( слайд №8) Цепная реакция сопровождается выделением огромной энергии. При делении каждого ядра выделяется около 200МэВ. При полном же делении всех ядер, имеющихся в 1г урана, выделяется энергия 2,3*104кВт*ч. Это эквивалентно энергии, получаемой при сгорании 3т угля или 2,5т нефти
( слайд №9) Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором. Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова. Это явилось началом эпохи «мирного» атома. ( слайд №10) ( слайд №11)
– Давайте рассмотрим как устроен  ядерный реактор и  каков принцип его работы?  Учитель: В настоящее время в мире существует пять типов ядерных реакторов. Это реактор ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический реактор), РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный), реактор на тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и газовым контуром, реактор на быстрых нейтронах. У каждого типа реактора есть особенности конструкции, отличающие его от других, хотя, безусловно, отдельные элементы конструкции могут заимствоваться из других типов. ВВЭР строились в основном на территории бывшего СССР и в Восточной Европе, реакторов типа РБМК много в России, странах Западной Европы и Юго-Восточной Азии, реакторы на тяжелой воде в основном строились в Америке.

 

                Параметры этих реакторов лучше всего представить в виде таблицы.  Самостоятельно работаем с учебником (Подготовленные таблицы разложены на партах учащихся). И заполняем таблицу. ( слайд №13)   Проверяем себя

 ( слайд №14)

Реакторы ВВЭР являются самым распространенным типом реакторов в России. 
Характеризуя типы реакторов, стоит сказать следующее: реакторы ВВЭР достаточно безопасны в эксплуатации, но требуют высокообогащенного урана. Реакторы РБМК безопасны лишь при правильной их эксплуатации и хорошо разработанных системах защиты, но зато способны использовать мало обогащенное топливо или даже отработанное топливо ВВЭР-ов. Реакторы на тяжелой воде всем хороши, но уж больно дорого добывать тяжелую воду. Технология производства реакторов с шаровой засыпкой еще недостаточно хорошо разработана, хотя этот тип реакторов стоило бы признать наиболее приемлемым для широкого применения, в частности, из-за отсутствия катастрофических последствий при аварии с разгоном реактора. За реакторами на быстрых нейтронах – будущее производства топлива для ядерной энергетики, эти реакторы наиболее эффективно используют ядерное топливо, но их конструкция очень сложна и пока еще малонадежна. В России имеется только один реактор такого типа (на Белоярской АЭС). Считается, что такие реакторы имеют большое будущее.

    В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.  

Наиболее мощные АЭС в мире в основном сосредоточены в Европе.  
         ( слайд №15)     Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям. 
Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности.  А в 1986 г произошла трагедия, последствия которой до сих пор, наводят ужас на мировую общественность – это катастрофа на Чернобыльской АЭС (СССР)   

  ( слайд №17)

(слайды №13; 14) В результате взрыва четвертого блока ЧАЭС в окружающую среду попало около 7,4 тонн радиоактивного вещества. В первые недели основную опасность для населения представляло внешнее Гамма-излучение и наличие изотопа йода-131 в атмосфере. Действительно, данные  изотопного анализа первых проб воздуха, воды и почвы, отобранных в первые дни после аварии, показали, что кроме этого обнаружены изотопы бария-140, лантана-140, цезия-137, церия-134, рутения-103, циркония-95, теллура-132, церия-141, нептуния-239; а в ближайшей зоне, например, в зоне отселения – изотопы стронция-90, плутония-239 и плутония-240.  Союзный   Госкоматом еще в 1987 году сравнил катастрофу на Припяти со взрывом 300 хиросимских бомб. Иностранные специалисты назвали другую цифру – 800 бомб. Не стоит спорить, кто из них прав.

Считается, что при радиационном уровне свыше 15 Ки на квадратный километр жизнь человека невозможна. Территория, прилегающая к АЭС заражена от 15 до 1200 Ки/км2. Причем эта совсем не та радиация, которая поразила жителей гг. Хиросимы и Нагасаки. В богатых пойменных лугах, лесных массивах, заброшенных деревнях зловеще притаились долгоживущие радионуклиды – стронций, цезий, плутоний. Жизнь сюда не вернется ни через 100, ни через 500, а на отдельных участках – ни через 1000 лет. ( слайд №18,19,20)  – Следствие радиационного облучения – лучевая болезнь. Обратите внимание на таблицы, лежащие на ваших партах, а также на таблицу, представленную на экране. В них представлены допустимые и опасные дозы облучения.
В результате аварии на ЧАЭС высокую дозу облучения получили 20 млн. человек.
Таким образом, авария реактора Чернобыльской АЭС ярко высветила значимость проблемы не только в практическом, но и в методологическом отношении.

Ядерная энергия в Казахстане.

4. Закрепление

      В связи с этим надо отметить минусы в применении  ядерных реакторов , то есть неизбежность существования факторов опасности ядерных реакторов, и они достаточно многочисленны.        Попробуйте перечислить некоторые из них:

·         Возможность аварии с разгоном реактора. При этом вследствие сильнейшего тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Если в реакторе имеется вода, то в случае такой аварии она будет разлагаться на водород и кислород, что приведет к взрыву гремучего газа в реакторе и достаточно серьезному разрушению не только реактора, но и всего энергоблока с радиоактивным заражением местности. Аварии с разгоном реактора можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем защиты, подготовки персонала.

·         Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их количество и характер зависит от конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Очистные сооружения могут уменьшить их. Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше, чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу.

·         Необходимость захоронения отработавшего реактора. На сегодняшний день эта проблема не решена, хотя есть много разработок в этой области.

·         Радиоактивное облучение персонала. Его можно предотвратить или уменьшить применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации атомной станции.

·         Ядерный взрыв ни в одном реакторе произойти в принципе не может.

Но, безусловно,  есть и плюсы в применении  ядерных реакторов.  Каковы положительные аспекты применения ядерных реакторов?

·         Широкое и довольно перспективное развитие атомной энергетики и транспорта.

·         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 виде 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.

(слайд № 21) – Как  можно было бы сделать атомные станции более надёжными и безопасными? 
Но  сколько бы ни улучшались системы защиты станций, трудно теперь убедить людей, что аварии невозможны, раз уж они случались.

Возможность аварии на АЭС — самая большая опасность атомной энергетики.

– Как вы думаете, откажется Человечество от использования ядерной энергии? Почему?

Но существует ещё одна опасность атомной энергетики — радиоактивные отходы.  Один из распространённых сейчас способов захоронения радиоактивных отходов — затопление контейнеров с ними в морях и океанах.

Некоторыми учёными был предложен и другой возможный вариант избавления от радиоактивных отходов: различными путями выбрасывать их в ближний или дальний космос — в околоземное или даже околосолнечное пространство. Но загрязнить ещё и космос на многие века пока не решается ни одна страна.

Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их захоронения, в основу которого положены подземные ядерные взрывы.

– Попробуйте и вы предложить способ захоронения ядерных отходов. Обоснуйте его эффективность и надежность. Это будет вашим домашним заданием.

Общая информация

Номер материала: 422469

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"