Урок по теме «Радиоактивность».

Краткое описание документа:

Интегрированный урок: физика с элементами математики, химии, информатики, истории, биологии.

Тип урока: Урок обобщения и систематизации знаний, убеждений, взглядов.

Проект способствует:

·         развитию критического мышления,

• развитию познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний при решении физических задач и выполнении экспериментальных исследований с использованием информационных технологий;
• формированию теоретического прогнозирования и оценки последствий вмешательства человека в природу при решении  научно-технических задач; осмыслению проблемы »Радиация-зло или благо?»;
• воспитанию убежденности в возможности познания природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, уважения к творцам науки и техники. Воспитанию умений обосновывать и отстаивать свою точку зрения, отношения к физике как к элементу общечеловеческой культуры.                                                                                                                      

Технологии: личностно-ориентированного,  развивающего обучения, критического мышления, ”мозгового штурма”.

Компетенции, на формирование которых направлено занятие:

• ценностно-смысловые - способность видеть и понимать окружающий мир,
• общекультурные -освоение учеником научной картины мира,
• учебно-познавательные - умение отличать факты от домыслов,
• информационные - отбирать необходимую информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать её, создавать творческие проекты,
• коммуникативные -навыки работы в коллективе,
• компетенции личностного самосовершенствования - культуры мышления и поведения.                                                                         

Методы: Исследовательские задания, постановка проблемы, дискуссия, творческие проекты.

                                                                       Автор:  учитель физики Любимова О.Н.

Учитель:  Сегодня на уроке мы подведём итог, что же такое  Радиация.

Открытие радиоактивности.

Ученик:Открытие радиоактивности - это явление, доказывающее сложный состав атомного ядра,- произошло случайно в 1896 году французским физиком Анри Беккерклем. Он завернул фотопластинку в черную бумагу, положил сверху медный крест, покрытый солями урана, и выставил на яркий солнечный свет. После проявления на фотопластинке появилось изображение креста. Следовательно, уран создал какое-то излучение, которое пронизывает непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение возникает под действием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1986 года, провести очередной опыт не удалось из-за пасмурной погоды. Беккерель убрал свою установку в ящик стола.  Проявив на всякий случай фотопластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме креста.  Это означало, что соли урана самопроизвольно создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования.  Изучив различные химические соединения урана, Беккерель определил, что интенсивность излучения зависит только от количества урана в соединении. Следовательно,  это свойство присуще химическому элементу урану и его атомам. В 1898 году супруги Мария и Пьер Кюри открыли излучение тория. Систематическое исследование руд, содержащих уран и торий, позволило им выделить новый химический элемент - полоний, названный в честь родины Марии Складовской- Кюри- Польши. Наконец, был открыт элемент, дающий очень интенсивное излучение - радий. Впоследствии было установлено, что все химические элементы с порядковым номером более 88 являются радиоактивными. Явление самопроизвольного излучения супруги Кюри назвали радиоактивностью. В это же время учёные столкнулись с радиацией. Беккерель носил соли урана в стеклянном флаконе во внутреннем кармане сюртука, в результате получил язву на коже. Мария Кюри умерла от рака крови.

Виды излучения. Опыты Резерфорда.

Ученик:После открытия радиоактивных элементов начали исследовать  физическую природу радиоактивного излучения. Английский физик Эрнест Резерфорд вместе со своими учениками провёл опыт, позволяющий обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, линии, индукции которого перпендикулярны лучу. Вся  установка располагалась в вакууме. В отсутствии магнитного поля на фотопластинке после проявления обнаруживалось одно тёмное пятно точно напротив канала. В магнитном поле пучок распадался на три пучка. Два пучка отклонялись в противоположные стороны. Отрицательный компонент излучения, названный бета- лучи, отклонялся магнитным полем сильнее, чем положительный компонент, названный альфа- лучи. Третья составляющая магнитным полем не отклонялась и была названа гамма- лучи. БЕТА ЛУЧИ - ЭТО ПОТК ЭЛЕКТРОНОВ. АЛЬФА – ЛУЧИ - ЭТО ЯДРА ГЕЛИЯ. ГАММА ЛУЧИ – ЭТО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.

Видеофрагмент « Опыт Резерфорда» диск к учебнику.

 Эти три вида излучения различаются по интенсивности поглощения различными веществами. Наименьшей проникающей способностью обладают альфа-частицы. Их задерживает слой бумаги толщиной около 0,1мм. По  своим  свойствам  альфа-частицы  обладают  малой  проникающей  способностью  и  не  представляют  опасности  до  тех  пор,  пока  радиоактивные  вещества,  испускающие  альфа-частицы,  не  попадут  внутрь  организма  через  рану,  с  пищей  или  вдыхаемым  воздухом; тогда  они становятся  чрезвычайно  опасными. β –  частицы распространяются в воздухе до 15 м, в биоткани – на глубину до 15 мм, в алюминии – до 5 мм. Одежда человека почти на половину ослабляет их действие. Они практически полностью поглощаются оконными стёклами и любым металлическим экраном толщиной в несколько миллиметров. Но при контакте с кожей они опасны.  γ- излучение распространяющееся со скоростью света. Оно распространяется в воздухе на сотни метров и свободно проникает сквозь одежду, тело человека и значительные толщи материалов. Его  может  задержать  лишь  толстая  свинцовая  или  бетонная  плита. Это излучение считают самым опасным для человека.

Влияние радиации на человека.

Ученик:Радиоактивные излучения представляют опасность для живых организмов, потому что ионизируют атомы и тем самым нарушают жизнедеятельность клеток. В клетках появляются видоизменённые хромосомы, что вызывает мутацию живых организмов. Эффекты воздействия радиации на человека делятся на две категории: соматические (телесные) – возникают в организме человека, который подвергался облучению;
генетические – связаны с повреждением генетического аппарата и проявляются в следующем или последующих поколения: (дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению).

Радиационные эффекты облучения человека

соматические

генетические

Лучевая болезнь

Генные мутации

Локальные лучевые поражения

Хромосомные аберрации

Лейкозы

Опухоли разных органов

Хроническое облучение слабее действует на живой организм по сравнению с однократным облучением в той же дозе. Считается, что примерно 90% радиационных повреждений восстанавливается. Эффект радиационного воздействия может проявиться совсем не в том месте, которое подвергалось облучению. Радиация может привести к угнетению иммунной системы организма и сделать его восприимчивым к различным заболеваниям. При облучении повышается вероятность появления злокачественных опухолей. Организм при поступлении продуктов ядерного деления внутрь  подвергается длительному облучению. Наиболее интенсивно облучаются органы, через которые поступили радионуклиды в организм (органы дыхания и пищеварения), а также щитовидная железа и печень.  В щитовидной железе накапливается до 30% всосавшихся продуктов деления, преимущественно радиоизотопов йода. На втором месте находится печень. Генетические нарушения приводят к наследственным заболеваниям. Ученые отмечают увеличение частоты мутаций в 2–4 раза у проживающих в чернобыльских территориях.  Эмбрионы с тяжелыми наследственными нарушениями, часто не доживают до рождения, т. е. возрастает число спонтанных абортов. Для детей же с тяжелыми наследственными дефектами вероятность дожить до своего первого дня рождения в 5 раз меньше, чем для нормальных . В результате воздействия радиации наблюдаются аномалии конечностей, соединение пальцев кисти перепонками; клешнеобразные кисти и стопы; добавочная нижняя конечность, укорочение конечностей; пороки развития голени и стопы; нарушение роста костей черепа и его деформация. Наблюдается аномалии и в развитии головного мозга. Микроцефалия – недостаточный рост головного мозга, при котором его масса может быть менее 1000 г, – часто наблюдалась после взрыва атомной бомбы в Хиросиме.  Радиация вызывает гибель многих клеток. Особенно чувствительны клетки крови, половые клетки, кишечный и плоский эпителий. Обнаружено, что за первый месяц после облучения развивается анемия. В крови уменьшается количество лейкоцитов  и тромбоцитов, отвечающих за свёртываемость крови. Под действием ионизирующей радиации может возникнуть рак крови и злокачественные образования. Радиоактивное облучение может привести к развитию лучевой болезни. На первом этапе появляются головокружение, головная боль, тошнота, рвота, нарушение аппетита, расстройство сна, в тяжёлых случаях – потеря сознания. Второй этап – период «кажущегося благополучия», характеризующийся исчезновением вышеперечисленных симптомов, хотя молекулярные изменения, возникшие в клетках, прогрессируют. Третий этап – разгар болезни, сопровождается  снижением иммунитета, нарушением обмена веществ. Может наступить смерть от истощения, от кровотечения в сердце и мозг, от изменений в работе внутренних органов (печени, почек, кишечника и т.д.),  инфекции.

Деятельность человека и радиация.

Ученик:  Существует естественный фон радиации. Его источниками служат космические излучения, радиоактивные вещества в недрах Земли и пр. В результате этого человек получает дозу 0,002Грея ежегодно. Дополнительную дозу облучения человек создаёт своей деятельностью. Атомные электростанции – основа ядерной энергетики.  Их способность работать длительное время без смены топлива позволяет использовать атомные электростанции в удалённых регионах и густонаселённых районах. Срок эксплуатации АЭС 25–30 лет. Ядерной энергетике, как и многим отраслям промышленности присущи вредные и опасные факторы воздействия на окружающую среду. Наибольшую потенциальную опасность представляет собой радиоактивное загрязнение. Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок атомных электростанций. Первый ядерный реактор в бывшем СССР был запущен 25 декабря 1946 года коллективом физиков под руководством И.В. Курчатова. Первая АЭС начала работать в 1954 году в городе Обнинск. На сегодняшний день в России действует более 400атомных электростанций. По данным Центра Экстремальной помощи за 1944–2013 год в мире произошло более 300 радиационных аварий. Одна из крупнейших – авария на Чернобыльской АЭС, во время которой суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу составил 77 кг (при взрыве атомной бомбы над Хиросимой было выброшено 740 г ) Впервые 2–3 суток аварии отмечалось мощное истечение радиоактивных продуктов в атмосферу (высота струи превышала 1,2 км). За счёт воздушных потоков радиоактивные продукты распространились по огромной территории. Выпадение радионуклидов фиксировалось на территории европейских стран: Австрии, Италии, Польши, Норвегии, Швеции, а так же в Канаде, Японии, США. На территории бывшего СССР пострадало 11 областей, но более всего Брянская, Калужская, Тульская, Орловская, Гомельская, Могилёвская, Житомирская области.

Ученик: Чернобыльская страшная беда
Стократно повторила Хиросиму,
Но родина у каждого одна,
В осколках не собрать её по миру.
Чернобыльская страшная беда –
В безмолвии покинутых селений.
Глазницами оконными дома
На нас взирают, будто с сожалением.
Чернобыльская страшная беда
Прошлась по судьбам слепо и коварно.
Отравлена земля, заброшены поля
И душу ранит болью неустанной.
Чернобыльская страшная беда
Заложников и жертв ты взять сумела.
Твоя беда – Людская Доброта,
Лишь с ней тебя мы легче одолеем.

И ещё одна страшная авария, произошедшая в Японии на АЭС Фукусима. Эта авария произошла в результате сильного землетрясения. В результате этой аварии погибло много людей. Воздушные массы отнесли радиоактивное облако на территории Индонезии, Полинезии, Австралии, доходили до территории Африки.

Видеофрагмент о радиоактивных продуктах.

Аварии на АЭС случаются по разным причинам. Но последствия всегда одинаковы. Страшны. На сотни лет загрязняются территории. Страдают миллионы людей.

Учитель: Радиация  -  это  явление,  происходящее  в  радиоактивных  элементах,  ядерных  реакторах,  при  ядерных  взрывах,  сопровождающееся  испусканием  частиц  и  различными  излучениями,  в  результате  чего  возникают  вредные  и  опасные  факторы,  воздействующие  на  людей. Она вызывает     ионизацию  среды,  т.е.  протекание  электрических  токов  в  этой  среде,  в  том  числе  и  в  организме  человека,  что  часто  приводит  к  разрушению  клеток, изменению  состава  крови,  ожогам  и  другим  тяжелым  последствиям.
Первые, к сожалению, печальные сведения о радиации связаны с событиями, произошедшими с японскими городами Хиросима и Нагасаки в 1945 году. Во время Великой Отечественной войны 1941–1945 годов на эти города были сброшены  атомные бомбы, в результате чего погибло много людей.

Фрагмент фильма» Атомная бомба».

Задачи на вычисление периода радиоактивного полураспада и написание ядерных реакций.

Радиационный фон в Пензенской области.

Ученик: Два раза в неделю инженеры – дозиметристы объезжают Пензу и определяют с помощью дозиметра «Грач» радиационный фон. Он составляет в городе 10 -12 микрорентген в час. Чем ярче светит солнце, тем выше радиационный фон. Наблюдение за радиационным фоном в Пензе ведётся с послевоенных времён. Если фон радиации повышается ,то по розе ветров можно определить. откуда к нам занесло радиацию. Радиация везде – в почве, в воде, в воздухе. Эта природная радиация распадается быстро. Тяжелые металлы, такие как цезий, занесло в Пензу после Чернобыльской аварии. Уровень радиации в Пензенской области является нормальным , однако три раза в прошлом году в сельских районах области был зарегистрирован повышенный уровень радиоактивного загрязнения. Резкое повышение радиоактивного фона в Кондоле ,Земетчине и Радищеве произошло в то время, когда поля обрабатывали пестицидами и вносили в них удобрения, в состав которых входили радиоактивные изотопы. Как только радиация повышается, сведения сразу поступают в специальные центры в Самаре и Обнинске , где специалисты с помощью спутниковых данных определяют причину загрязнения. Уровень радиации может повышаться не только по техногенным причинам. Например,  в Пензе на площади Ленина в солнечный день радиационный фон выше обычного, потому что парапет сквера и постамент памятника Ленину сделаны из гранита, который под воздействием солнца излучает радиацию. Специалисты утверждают , что для человека важна доза радиации, которую он получает на протяжении всей жизни. Организм человека способен накапливать радиацию и ему нужно знать методы избавления от радионуклидов. Например, чаще мыть волосы ,потому что они притягивают пыль, а пыль - мощный источник радиации. Нужно чаще мыть руки , делать влажную уборку, домашняя пыль очень радиоактивна. Радиация копиться дома вместе с пылью, принесённой с улицы на подошвах башмаков. После Чернобыльской аварии радиационное облако пришло в Пензу на четвёртые сутки. Оно зацепилось за сосновый лес. Дождём всю радиационную пыль смыло на землю. Уровень радиации превысил нормальный в 10 раз. Больше радиационные облака к нам не залетали.

Презентация « Радиация».

Задание на дом:  1. Тест 21.

                               2. Презентация по теме «Радиация».

ЛИТЕРАТУРА

1.      Большая Российская энциклопедия. М. Научное издательство, Большая Российская энциклопедия, 2005.

2.      Мякишев Г.Я ,  Буховцев Б.Б.  Физика 11 класс М.Просвещение 2012г.

3."Экология производства" – научно-практический портал.

4.Сайт кампании "Новая Генерация".

5.www.YouTube.com

6.Физика. – № 18, № 21, № 39 – 2001. (Прилож. к газете “Первое сентября)

7.www.energystrategy.ru

8.www.solar-battery.narod.ru