Бойко Нина Васильевна, Алтайский край, Павловский район, с.Колыванское, МОУ «Колыванская СОШ», физика, учебник Физика: учеб. для 11 класса общеобразовательной школы. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.-М.: Просвещение, 2010.

Урок 46

ПРИМЕНЕНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ (урок-лекция)

Цели урока:

Познакомить с основными областями применения ядерной энергетики, с допустимыми дозами и исследованиями возможных мест получения облучения, методами защиты от излучения.

Продолжить формирование отношения учащихся к проблеме радиоактивного заражения в результате использования атомной энергии.

Помочь учащимся в формировании материалистического мировоззрения и нравственных качеств личности, показать тесную связь данного материала с жизнью.

Развивать научное умение сравнивать и обобщать факты, полученные в ходе рассмотрения материала.

Учить логически излагать мысли, правильно делать выводы.

Развивать память, мышление, внимательность, активность.

ТИП УРОКА: изучение нового материала.

ВИД УРОКА: лекция.

ОБОРУДОВАНИЕ: мультимедийный проектор, компьютер, слайд-презентация, макет конспекта урока для каждого ученика.

Ход урока

1. Оргмомент

2. Формулировка целей и задач на урок:

-знакомство с темой урока Слайд № 1

- краткое пояснение работы с конспектом

- мотивация

СЛАЙД 2

Целый мир, охватив от земли до небес,

Всполошив не одно поколение,

По планете шагает научный прогресс.

Что стоит за подобным явлением?

Тот, кто выдумал меч, тот и начал разить —

Нам история в этом порукой.

Не согласен и смело могу возразить:

Нас вперед продвигает наука,

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?

3. Объяснение нового материала.

СЛАЙД 3

Первый вопрос, который мы с вами рассмотрим – это «Применение ядерной энергетики. Его можно разбить на два подвопроса: 1) применение атомной энергии в мирных целях и для вооруженных сил.

Начало активных экспериментальных исследований по изучению структуры атомного ядра в Советском Союзе -1937 г.

СЛАЙД 4

В 1939 г.- начато исследование по возможному осуществлению цепной ядерной реакции.

1940 г.- открытие явления самопроизвольного деления ядра урана. Расчетно-теоретическое обоснование советскими учеными принципиальной возможности осуществления цепной реакции деления ядер урана с высвобождением ядерной энергии. Создание специального комитета по урановой проблеме. Разработка плана работ по осуществлению цепной реакции деления.

1942 г.- возобновление прерванных войной работ по атомной проблеме.

1943 г.- начало работ по овладению атомной энергией. Организация специальной физической лаборатории - Лаборатории N 2 в Москве (ныне Российский научный центр "Курчатовский институт").

СЛАЙД 5

В 1945 г. были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. В атомной бомбе осуществляется неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом увеличения нейтронов.

Для того чтобы происходило почти мгновенное выделение энергии (взрыв), реакция должна идти на быстрых нейтронах (без применения замедлителей). Взрывчатым веществом служит чистый уран ₉₂U или плутоний

Чтобы мог произойти взрыв, размеры делящегося материала должны превышать критические. Это достигается либо путем быстрого соединения двух кусков делящегося материала с докритическими размерами, либо же за счет резкого сжатия одного куска до размеров, при которых утечка нейтронов через поверхность падает настолько, что размеры куска оказываются надкритическими. То и другое осуществляется с помощью обычных взрывчатых веществ.

При взрыве бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин. При такой температуре резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна. Одновременно возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве бомбы сильно радиоактивны и опасны для живых организмов.

СЛАЙД 6

В термоядерной (водородной) бомбе для инициирования реакции синтеза используется взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной.

Нетривиальным решением оказалось то, что взрыв атомной бомбы используется не для повышения температуры, а для сильнейшего сжатия термоядерного топлива излучением, образующимся при взрыве атомной бомбы.

СЛАЙД 7

При взрыве 10 000 Мт ядерных зарядов озоновый слой разрушится над Северным полушарием на 60 и на 40% над Южным. Эти разрушения озонового слоя повлекут губительные последствия для всего живого: люди получат обширные ожоги и даже раковые заболевания кожи; некоторые растения и мелкие организмы погибнут мгновенно; многие люди и животные потеряют способность ориентироваться.

СЛАЙД 8

В результате крупномасштабной ядерной войны произойдет климатическая катастрофа. Загорятся города и леса, облака из радиоактивной пыли окутают Землю непроницаемым слоем, что неминуемо приведет к резкому падению температуры у земной поверхности. После ядерных взрывов суммарной силой 10 000 Мт в центральных районах континентов Северного полушария температура понизится до минус 31° С.

СЛАЙД 9

Температура вод мирового океана останется выше 0° С, но из-за большой температуры воздуха возникнут жестокие штормы. Затем, спустя несколько месяцев, к Земле прорвется свет, но, по-видимому, богатый ультрафиолетом из-за разрушения озонового слоя. Как следствие этого произойдут гибель посевов, лесов, животных и голодный мор людей. Трудно ожидать, что уцелеет хоть какое-то человеческое сообщество.

СЛАЙД 10

Исследования 1983 года, проведенные советскими и американскими учеными, показали необходимость коренного пересмотра исходных принципов взаимоотношения людей на планете, методов и средств разрешения конфликтных ситуаций.

СЛАЙД 11

Ядерные реакторы устанавливаются на атомных подводных лодках и ледоколах.

СЛАЙД 12,13

С созданием ядерного оружия победа в войне стала невозможной. Ядерная война способна привести человечество к гибели, поэтому народы всего мира настойчиво борются за запрещение ядерного оружия.

СЛАЙД 14

На прошлой неделе в Вашингтоне завершился международный саммит, посвященный ядерной безопасности. Его участники назвали встречу успешной. Россия и США обязались уничтожить по 34 тонны оружейного плутония. А Канада, Чили, Украина и Мексика согласились отказаться от запасов высокообогащенного урана.

По итогам ядерного саммита лидеры 47 государств приняли коммюнике и план действий по предотвращению попадания опаснейших материалов в руки террористов. Среди мер - усиление роли ООН, МАГАТЭ и ужесточение национальных законодательств в области незаконного оборота ядерных материалов. В документы саммита включены и российские инициативы.

Предложений Москвы в области отношений с Вашингтоном ждали от Дмитрия Медведева и на другой дискуссионной площадке – в институте Брукингса. Члены американской администрации задавали вопросы нашему президенту. Один из них - оценка российским лидером итогов ядерного саммита.

"Он завершился полным успехом. Я не помню более беспроблемного ◦саммита, и чтобы участники были столь единодушными в оценке текущей ситуации", - заявил Дмитрий Медведев.

СЛАЙД 15

Первым шагом России по решению проблем ядерного разоружения стала остановка ядерного реактора АДЭ-2 в четверг 15 апреля 2010 года в Железногорске Красноярского края. В 08:00 мск на пульте управления представители местных властей и горно-химического комбината нажали кнопку "Стоп".

О решении закрыть реактор в Железногорске объявил 13 апреля президент РФ Дмитрий Медведев на саммите по ядерной безопасности в Вашингтоне. АДЭ-2 - последний в мире действующий наработчик оружейного плутония.

На реакторе был достигнут беспрецедентный срок эксплуатации - более 46 лет. Для реакторов подобного типа это является мировым рекордом по срокам службы.

После остановки начался вывод реактора из эксплуатации. Сотрудники будут выполнять работы по консервации реакторов, оборудования и коммуникаций.

СЛАЙД 16

СЛАЙД 17

27 июня 1954 года в посёлке Обнинское Калужской области запущена первая в мире АЭС. Была оснащена одним уран-графитовым канальным реактором с водяным теплоносителем АМ-1 (аббревиатура АМ изначально означала "атом морской", т.к. реактор был презназначен для транспортной установки, однако его размеры оказались слишком велики и было принято решение об использовании данного реактора для гражданской энергетики, в результате чего расшифровкой аббревиатуры АМ стало сочетание «атом мирный» мощностью 5 МВт.

СЛАЙД 18

Идеи конструкции активной зоны станции была предложена И. В. Курчатовым совместно с профессором С. М. Фейнбергом, главным конструктором стал академик Н. А. Доллежаль. Первая партия топлива для Обнинской АЭС была изготовлена на Машиностроительном заводе (Электросталь, Московская обл.). Участие в строительстве станции принимали многие специалисты Советского Союза.

СЛАЙД 19

Реактор Обнинской АЭС, помимо выработки энергии, служил базой для экспериментальных исследований и для выработки изотопов для нужд медицины.

Станция строилась в условиях строгой секретности, и вдруг 30 июня 1954 г. не только на всю страну – на весь мир прозвучало сообщение ТАСС, потрясшее воображение людей: «В Советском Союзе усилиями ученых и инженеров успешно завершены работы по проектированию и строительству первой промышленной электростанции на атомной энергии полезной мощностью 5000 киловатт. 27 июня атомная станция была пущена в эксплуатацию и дала электрический ток для промышленности и сельского хозяйства прилежащих районов».

СЛАЙД 20

9 мая 1954 года в 19 часов 07 минут состоялся физический пуск реактора Первой АЭС в присутствии И.В.Курчатова и других членов пусковой комиссии – цепная реакция началась. И лишь в октябре 1954 года вышли на 100% мощности, турбина дала 5 тыс. кВт. Этот период времени – от физического пуска до проектной мощности – был периодом укрощения «дикого зверя». Реактор нужно было изучить, его параметры работы сопоставить с расчетными, постепенно вывести на проектную мощность.

История атомной энергии, начавшаяся в Обнинске, имеет глубокие корни в довоенном и военном времени AM – атом мирный – так назвал И.В.Курчатов реактор Первой АЭС. Станция была построена в чрезвычайно короткие сроки. От эскизного проекта до энергетического пуска прошло немногим более трех лет. Труд создателей Первой АЭС был высоко оценен. Большая группа участников этой работы была награждена орденами и медалями. В 1956 году Д.И.Блохинцев удостоен Золотой Звезды Героя Социалистического Труда, А.К.Красин награжден орденом Ленина. Ленинская премия присуждена в 1957 году Д.И.Блохинцеву. Н.А.Доллежалю, А.К.Красину и В.А.Малых.

СЛАЙД 21

С начала эксплуатации первой АЭС на ней широко развернулись экспериментальные работы. Анализ режимов работы с кипением и перегревом пара дал основу для проектирования крупных энергетических реакторов для Белоярской, Билибинской, Ленинградской АЭС и многих других.

Большой технический опыт, приобретенный на основе эксплуатации первой АЭС, и широкий экспериментальный материал послужили фундаментом для дальнейшего развития ядерной энергетики. Так было задумано, и этому способствовали конструктивные особенности реактора Обнинской АЭС. Они обеспечили большие экспериментальные возможности реактора при хороших нейтронно-физических параметрах.

За первые 20 лет работы Первую АЭС посетили около 60 тысяч человек.

В настоящее время Обнинская АЭС выведена из эксплуатации. Её реактор был заглушен 29 апреля 2002 года, успешно проработав почти 48 лет. Станция была остановлена исключительно по экономическим соображениям, поскольку поддержание её в безопасном состоянии с каждым годом становилось всё дороже.

На базе Обнинской АЭС создан музей атомной энергетики.

СЛАЙД 22

• Доля атомной энергетики в мировом производстве электрической энергии составляет 17%

• По данным МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергетике) мировую атомную энергетику представляют 450 атомных реакторов, работающих в 31 стране

СЛАЙД 23

В 1958 была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт (полная проектная мощность 600 МВт). В том же году развернулось строительство Белоярской промышленной АЭС, а 26 апреля 1964 генератор 1-й очереди (блок мощностью 100 МВт) выдал ток в Свердловскую энергосистему, 2-й блок мощностью 200 МВт сдан в эксплуатацию в октябре 1967.

СЛАЙД 24

Отличительная особенность Белоярской АЭС — перегрев пара (до получения нужных параметров) непосредственно в ядерном реакторе, что позволило применить на ней обычные современные турбины почти без всяких переделок.

В сентябре 1964 был пущен 1-й блок Нововоронежской АЭС мощностью 210 МВт. Первый блок Нововоронежской АЭС был построен не только для промышленного пользования, но и как демонстрационный объект для показа возможностей и преимуществ атомной энергетики, надёжности и безопасности работы АЭС.

СЛАЙД 25

В ноябре 1965 в г. Мелекессе Ульяновской области вступила в строй АЭС с водо-водяным реактором «кипящего» типа мощностью 50 МВт, реактор собран по одноконтурной схеме, облегчающей компоновку станции. В декабре 1969 был пущен второй блок Нововоронежской АЭС (350 МВт).

За рубежом первая АЭС промышленного назначения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 в Колдер-Холле (Англия). Через год вступила в строй АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США).

СЛАЙД 26

Атомные электростанции строятся, прежде всего, в европейской части страны. Это связано с преимуществами АЭС по сравнению с тепловыми электростанциями, работающими на органическом топливе. Ядерные реакторы не потребляют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт. Атомные электростанции не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду золой и продуктами сгорания. Однако размещение АЭС в густонаселенных областях таит в себе потенциальную угрозу.

В реакторах на тепловых (т. е. медленных) нейтронах уран используется лишь на 1 —2%. Полное использование урана достигается в реакторах на быстрых нейтронах, в которых обеспечивается также воспроизводство нового ядерного горючего в виде плутония. В 1980 г. на Белоярской АЭС состоялся пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт.

СЛАЙД 27

Для предохранения персонала АЭС от радиационного облучения реактор окружают биологической защитой, основным материалом для которой служат бетон, вода, серпентиновый песок. Оборудование реакторного контура должно быть полностью герметичным. Предусматривается система контроля мест возможной утечки теплоносителя, принимают меры, чтобы появление неплотностей и разрывов контура не приводило к радиоактивным выбросам и загрязнению помещений АЭС и окружающей местности. Оборудование реакторного контура обычно устанавливают в герметичных боксах, которые отделены от остальных помещений АЭС биологической защитой и при работе реактора не обслуживаются. Радиоактивный воздух и небольшое количество паров теплоносителя, обусловленное наличием протечек из контура, удаляют из необслуживаемых помещений АЭС специальной системой вентиляции, в которой для исключения возможности загрязнения атмосферы предусмотрены очистные фильтры и газгольдеры выдержки. За выполнением правил радиационной безопасности персоналом АЭС следит служба дозиметрического контроля.

При авариях в системе охлаждения реактора для исключения перегрева и нарушения герметичности оболочек ТВЭЛов предусматривают быстрое (в течение несколько секунд) глушение ядерной реакции; аварийная система расхолаживания имеет автономные источники питания.

Наличие биологической защиты, систем специальной вентиляции и аварийного расхолаживания и службы дозиметрического контроля позволяет полностью обезопасить обслуживающий персонал АЭС от вредных воздействий радиоактивного облучения.

СЛАЙД 28

СЛАЙД 29

Ядерной энергетике, как и многим другим отраслям промышленности, присущи вредные или опасные факторы воздействия на окружающую среду. Наибольшую потенциальную опасность представляет радиоактивное загрязнение. Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок атомных электростанций. Срок их службы около 20 лет, после чего восстановление станций из-за многолетнего воздействия радиации на материалы конструкций невозможно.

АЭС проектируется с расчетом на максимальную безопасность персонала станции и населения. Опыт эксплуатации АЭС во всем мире показывает, что биосфера надежно защищена от радиационного воздействия предприятий ядерной энергетики в нормальном режиме эксплуатации.

СЛАЙД 30

Однако взрыв четвертого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчетов в конструкции реакторов остается реальностью, поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска.

СЛАЙД 31,32

• 26 апреля 1986 года в 01:23:40 по местному времени произошла самая крупная за всю историю развития атомной энергетики авария на Чернобыльской АЭС

• СЛАЙД 33

Первая стадия аварии – два взрыва:

• В течение первого за 1 секунду радиоактивность реактора возросла в 100 раз;

• В ходе второго – через 3 с –радиоактивность увеличилась в 440 раз

• СЛАЙД 34

• Вторая стадия аварии

(26 апреля–2 мая) – горение графитовых стержней;

• Третья стадия

(2 – 6 мая) – расплавление ядерного топлива.

В период горения стержней температура внутри реактора не опускалась ниже 1500*С, а после 2 мая стала повышаться, приблизившись к 3000*С, что вызвало расплавление оставшегося ядерного топлива.

Горение реактора (хотя и с меньшей силой) продолжалось до 10 мая.

По официальным оценкам радиоактивность, «выброшенная» из реактора, равнялась 50 млн. Ки (это значение было явно занижено, т.к. по данным на 6 мая, не учитывало большей части короткоживущих радионуклеидов, в том числе йода-131,период полураспада которого равен 8,1 сут. и который также чрезвычайно опасен) и 50 млн.Ки радиоактивных благородных газов.

СЛАЙД 35

• При аварии на ЧАЭС 3,5% продуктов деления в реакторе (это 63 кг) было выброшено в атмосферу;

• Для сравнения: в результате взрыва атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, образовалось всего 0,74 кг радиоактивных «отходов»

• В момент взрыва образовалось огромное (высотой около 2 км) облако радиоактивностью в десятки млн.кюри, состоящее из аэрозолей-диспергированных «горячих» частиц ядерного топлива, смешанных с радиоактивными газами.

СЛАЙД 36

• На территории четвертого блока после взрыва оказались крупные обломки топливных кассет и графита, которые ликвидаторы последствий аварии собирали бульдозерами и лопатами(!)

СЛАЙД 37

• Сильно пострадала территория, находящаяся в непосредственной близости от 4-го блока;

• От мощного облучения короткоживущими изотопами погибла часть хвойного леса;

• Умершая хвоя была рыжего цвета, а сам лес таил в себе смертельную опасность для всех, кто в нем находился.

СЛАЙД 38

• Припять – город, построенный для специалистов – атомщиков и их семей, находящийся на расстоянии 2 км от ЧАЭС;

• Эвакуация жителей города началась спустя 36 часов после аварии

Авария на Чернобыльской АЭС вызвала крупномасштабное радиоактивное заражение местности, зданий, сооружений, дорог, лесных массивов и водоемов не только на Украине, но и далеко за её пределами. На волю вырвалось более 8 тонн топлива, которое содержит плутоний и другие высокорадиоактивные продукты распада, а также радиоактивное графитовое вещество.

СЛАЙД 39

Итог Чернобыльской катастрофы:

• Погибло 80 тыс. человек;

• Пострадало более 3 млн.человек, из которых 1 млн – дети;

• Чернобыль принес убытки, сравнимые с бюджетами целых государств;

• Последствия катастрофы не удастся преодолеть в обозримое время.

СЛАЙД 40

Эта авария стала предупреждением человечеству о том, что колоссальная энергия, заключенная в атоме, без надлежащего контроля над ней может поставить вопрос самого существования людей на планете

Излучения радиоактивных веществ оказывают очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность клеток.

СЛАЙД 41

Живая клетка — это сложный механизм, не способный продолжать нормальную деятельность даже при малых повреждениях отдельных его участков. Между тем и 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. Наиболее чувствительны к излучениям ядра клеток, особенно клеток, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь излучения поражают костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови. Далее наступает поражение клеток пищеварительного тракта и других органов.

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 γ-лучами радиоактивных препаратов, которые для этой цели более эффективны, чем рентгеновские лучи.

СЛАЙД 42

Самое опасное последствие деятельности атомной отрасли - воздействие радиации на организм человека. Даже безаварийно работающие АЭС и предприятия ядерно-топливного цикла (ЯТЦ) опасны для здоровья населения, так как радиационное загрязнение окружающей среды происходит не только во время аварий.

Помимо самих АЭС радиационное загрязнение сопровождает все звенья атомного топливного цикла: добычу и переработку урана, производство топлива для АЭС, работу АЭС, а также хранение и переработку отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Так, один из самых обычных в выбросах АЭС радионуклид «цезий-137», попадая в организм человека, вызывает саркому (одна из разновидностей раковых заболеваний). Другой радионуклид – «стронций-90» - может замещать кальций в твердых тканях и грудном молоке. Что ведет к развитию рака крови (лейкемии), раку кости и раку груди. А малые дозы облучения «криптоном-85» повышают вероятность заболевания раком кожи.

СЛАЙД 43

Наибольшему воздействию радиации подвергаются работники самих ядерных объектов, а также люди, проживающие в прилегающих к ним зонах, в так называемых «закрытых административно-территориальных образованиях» (ЗАТО). Даже при строгом соблюдении всех норм радиационной безопасности, жителям таких городов свойственно раннее старение, ослабленные зрение и иммунная система, чрезмерная психологическая возбудимость и др. А распространенность врожденных аномалий среди детей в возрасте до 14 лет, проживающих в российских ЗАТО, вдвое превышает показатель по стране.

По данным самого Росатома, заболеваемость нервной системы и органов чувств у работников атомной отрасли почти в 2 раза выше, чем у населения, проживающего рядом, например, с АЭС. Распространенность гипертонической болезни среди персонала атомных предприятий в 3 раза выше, чем в среднем по стране, а частота заболеваний костно-мышечной системы – вдвое выше, крови (1997 г.) – втрое.

СЛАЙД 44

В реальности же от радиационного заражения страдают, сами того не зная, гораздо большее число людей. Даже самые малые дозы облучения вызывают необратимые генетические изменения, которые затем передаются из поколения в поколение. По оценкам американского радиобиолога Р. Бертелл, от атомной индустрии к началу 21 века генетически пострадало не менее 223 млн. человек. Радиация тем и страшна, что ставит под угрозу жизнь и здоровье сотен миллионов людей грядущих поколений, вызывая такие заболевания, как синдром Дауна, эпилепсию, дефекты умственного и физического развития…

Так называемое «вторичное загрязнение» – еще один путь распространения «ядерной заразы». Уже давно стали обычным явлением скандалы, связанные с изъятием зараженной сельскохозяйственной продукции, грибов и ягод на российских рынках.

К сожалению, за все время существования ядерной отрасли всеобъемлющих исследований влияния мирного атома на природу и человека не проводилось. Это связано не только с атмосферой секретности, окружающей атомную энергетику, но, главным образом, с нежеланием самих атомщиков, опасающихся проведения подобных исследований.

Однако даже те неполные данные, которыми мы располагаем, позволяют утверждать: мы с вами, как работающие, так и не работающие на предприятиях ядерного комплекса, являемся заложниками и его самого, и чиновников-коммерсантов.

СЛАЙД 45

Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой излучения. Поглощенной дозой излучения называется отношение поглощенной энергии Е ионизирующего излучения к массе т облучаемого вещества:

D =

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:

1. Гр=1

Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год дозу излучения около 2-10³ Гр на человека. Международная комиссия по радиационной защите установила для лиц, работающих с излучением, предельно допустимую за год дозу 0,05 Гр. Доза излучения 3—10 Гр, полученная за короткое время, смертельна.

Рентген. На практике широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы излучения — рентген (сокращенно: Р). Эта единица является мерой ионизирующей способности рентгеновского и гамма-излучений. Доза излучения равна одному рентгену (1 Р), если в 1 см³ сухого воздуха при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт. ст. образуется столько ионов, что их суммарный заряд каждого знака в отдельности равен 3-10¹⁰ Кл. При этом получается примерно 2 • 10⁹ пар ионов. Число образующихся ионов связано с поглощаемой веществом энергией. В практической дозиметрии можно считать 1 Р приблизительно эквивалентным поглощенной дозе излучения 0,01 Гр.

СЛАЙД 46

Различают внешнее и внутреннее облучение.

Внешнее облучение – воздействие излучения на человека, когда источник радиации находится вне организма и исключена вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь организма (при работе на рентгеновских аппаратах и ускорителях, с радио­активными веществами, хранящимися в герметических ампулах, и др.).

Внутреннее облучение – воздействие на организм ионизирующих излучений, радиоактивных веществ, находящихся внутри организма (например, загрязнены воздух и поверхности рабочих помещений, руки и рабочая одежда, водоем, почва).

Биологическое воздействие излучения: проходя через живую ткань, заряженные частицы либо разрушают молекулы, либо образуют химически активные свободные радикалы с ненасыщенными валентностями. В результате этого нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей. Таким образом под воздействием ионизирующего излучения может нарушиться жизнедеятельность отдельных систем и всего организма.

СЛАЙД 47

При оценке опасности от облучения радиационные эффекты делят на соматические и генетические. К соматическим относятся изменения в состоянии здоровья, которые произошли в результате облучения. Они проявляются в виде острой и хронической лучевой болезни, локальных лучевых повреждений отдельных органов или тканей, а также в виде отдаленных реакций организма на облучение.

СЛАЙД 48

При однократном облучении всего тела в дозе до 25 бэр нельзя обнаружить изменения в состоянии здоровья человека. Облучение в 50-100 бэр вызывает чувство усталости, без серьезной потери трудоспособности; менее чем у 10 % облученных может появиться рвота, наблюдаются умеренные изменения в составе крови. Вскоре состояние здоровья нормализуется. При однократном облучении в дозе больше 100 бэр возникают различные формы острой лучевой болезни.

Лучевая болезнь средней тяжести появляется при облучении в 250-400 бэр. Почти у всех облученных в первые сутки после воздействия наблюдается тошнота и рвота. Резко снижается содержание лейкоцитов, происходят подкожные кровоизлияния. В 20 % случаев возможен смертельный исход. Смерть наступает через 26 недель после облучения.

СЛАЙД 49

При облучении в дозе 400-700 бэр развивается тяжелая форма лучевой болезни. В течение месяца после облучения смертельный исход возможен у 50 % облученных.

Крайне тяжелая форма острой лучевой болезни наблюдается после лучевого воздействия в дозе свыше 700 бэр. Через 2-4 ч. после облучения появляется рвота. В крови полностью исчезают лейкоциты, появляются множественные подкожные кровотечения, кровавый понос. Смертность – 100%.

Самый простой метод защиты — это удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние. Даже без учета поглощения в воздухе интенсивность радиации убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. Поэтому ампулы с радиоактивными препаратами не следует брать руками. Надо пользоваться специальными щипцами с длинной ручкой.

СЛАЙД 50

В тех случаях, когда удаление от источника излучения на достаточно большое расстояние невозможно, используют для защиты от излучения преграды из поглощающих материалов.

Защитные устройства от излучения – ограждения, ослабляющие первичные и вторичные излучения до предела, обеспечивающего безопасность воздействия на работающих с этим излучением и на лиц, находящихся в помещениях, смежными с теми, где расположен источник излучения.

Различают стационарные и нестационарные защитные устройства. К стационарным относятся стены, барьеры, перекрытия и двери помещений, изготовленные из рентгеновских защитных материалов, к нестационарным – защитные кожухи рентгеновских и гамма-аппаратов, защитные козырьки манипуляционных столов для работы с радиоактивными препаратами, контейнеры и сейфы для их хранения и транспортирования, фартуки и перчатки.

СЛАЙД 51

Рентгеновскими защитными материалами могут быть: свинец, свинцовое стекло, барит, бетон, кирпич и сталь. Защитные свойства материала характеризуются его свинцовым эквивалентом, т. е. толщиной свинца, выраженной в миллиметрах, эквивалентной по защите данному слою материала. Толщина защитного слоя определяется по свинцовому эквиваленту в зависимости от напряжения генерирования рентгеновского излучения или количества и активности радиоактивных аппаратов. Уровень излучения систематически контролируют радиометрами.

СЛАЙД 52

Наиболее сложна защита от γ-лучей и нейтронов из-за их большой проникающей способности. Лучшим поглотителем γ-лучей является свинец. Медленные нейтроны хорошо поглощаются бором и кадмием. Быстрые нейтроны предварительно замедляются с помощью графита. После аварии на Чернобыльской АЭС Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) по предложению нашей страны приняты рекомендации по дополнительным мерам безопасности энергетических реакторов. Эти дополнительные меры приведут к некоторому повышению расходов на получение одного киловатт-часа электроэнергии. Установлены более строгие регламенты работ персонала АЭС.

Авария на Чернобыльской АЭС показала огромную опасность радиоактивных излучений. Все люди должны иметь представление об этой опасности и мерах защиты от нее.

СЛАЙД 53

4. Итог урока.

Рефлексия урока.

Обсуждение мнений учащихся о пользе и вреде «мирного атома».

5. Домашнее задание § 112, 114, вопросы, конспект

Литература:

1. Иллеш А. Катастрофа. - М: Известия, 1989;

2. Ланина И.Я. Не уроком единым: Развитие интереса к физике – М.: Просвещение, 1991.

3. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Кн. 3. - М: Мир, 1995;

4. Физика в школе №2.- М: Школа-Пресс 1, 2003;

Интернет-рессурсы

• http://file.liga.net/event/21.html

• http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:axDodc5L7O6gwM::infosofting.narod.ru/text.f

• www.chistoprudov.ru

• http://atomas.ru/histori.htmlhttp://pripyat.com/

• http://pripyat.com/http://ru.wikipedia.org/wiki/Чернобыльская_авария

• http://ru.wikipedia.org/wiki/Чернобыльская_авария

• http://zyalt.livejournal.com/131563.html

• http://varlamov.me/img/obaes/01.jpghttp://varlamov.me/img/obaes/02.jpg

• http://varlamov.me/img/obaes/02.jpghttp://varlamov.me/img/obaes/07.jpg

• http://varlamov.me/img/obaes/07.jpghttp://varlamov.me/img/obaes/09.jpg

• http://varlamov.me/img/obaes/09.jpghttp://varlamov.me/img/obaes/11.jpg

• http://varlamov.me/img/obaes/11.jpg

• http://www.flickr.com/photos/varlamov/3684412129/http://varlamov.me/img/obaes/01.jpg

ПРИЛОЖЕНИЕ (конспект урока)

(Для работы на уроке для учащихся)

«Применение ядерной энергетики»

1.__________________________________________________________________________

2.__________________________________________________________________________

____________начало работ по овладению атомной энергией. Организация специальной физической лаборатории - Лаборатории N 2 в Москве (ныне Российский научный центр "Курчатовский институт").

_________были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки.

Применение ядерных реакторов:________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Итоги саммита 2010 года_______________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________года в посёлке Обнинское Калужской области запущена первая в мире АЭС.

• Доля атомной энергетики в мировом производстве электрической энергии составляет _______________

• По данным МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергетике) мировую атомную энергетику представляют _____ атомных реакторов, работающих в 31 стране

Преимущества АЭС по сравнению с тепловыми электростанциями:___________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для предохранения персонала АЭС от радиационного облучения: __________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________ года в 01:23:40 по местному времени произошла самая крупная за всю историю развития атомной энергетики авария на Чернобыльской АЭС.

Итог Чернобыльской катастрофы: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вредные воздействия радиации на организм человека: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поглощенной дозой излучения __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Гр равен ___________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

рентген______________________________________________________________________

При однократном облучении всего тела в дозе до 25 бэр_____________________________ _____________________________________________________________________________

Облучение в 50-100 бэр вызывает _______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Лучевая болезнь средней тяжести появляется при облучении в 250-400 бэр. _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При облучении в дозе 400-700 бэр развивается _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Крайне тяжелая форма острой лучевой болезни наблюдается после лучевого воздействия в дозе свыше 700 бэр. ___________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Защитные устройства от излучения: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Фамилия имя________________________________________________________________