Экологические проблемы использования атомной энергетики

Автор: Лукъянова Вера Васильевна

Организация: МБОУ Тугустемирская СОШ

Населенный пункт: с. Тугустемир, Тюльганского р-на, Оренбургской области

Аннотация к уроку

Данный урок в образовательной программе 11 класса по физике входит в раздел «Физика высоких энергий». В основу урока положено формирование у учащихся экологического сознания, понятий о глобальных экологических проблемах современного общества.

Целью урока является осознание роли человека в окружающей среде.

Для достижения данной цели на уроке решаются следующие задачи:

  1. Образовательные:
  • продолжить формировать понятия: энергия ядерных реакций, деление ядер, ядерная энергетика, период полураспада;
  • выявить преимущества и недостатки использования энергии деления ядер;
  • рассмотреть в чем заключается вредное воздействие радиационного загрязнения окружающей среды в результате неконтролируемого распад ядер;
  • познакомить с понятиями: доза облучения, радиация, допустимые дозы облучения.
  1. Воспитательные:
  • воспитание экологической культуры, бережного отношения к природе;
  • воспитать культуру навыков самообразования;
  • совершенствовать навыки общения.
  1. Развивающие:
  • продолжить развитие умение сопоставлять;
  • продолжить развивать интерес детей к изучению физики;
  • продолжить развивать мотивацию к учебе.

На уроке используется коллективная форма работы. Для включения в работу познавательной деятельности на уроке используются последовательно аудиальный и визуальный каналы работы с учащимися (рассказ учителя, работа с презентацией).

Учебный процесс логически выстроен, включает в себя ряд последовательных этапов: от вводно-мотивационного этапа до этапа закрепления знаний (рефлексии).

Итогом урока является достижение учащимися поставленной учебной цели, развитие их познавательной деятельности и совершенствование у них навыков коллективной работы.

Литература:

  1. Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.: ИздАТ, 2010. 496 с.
  2. Пугач Л.И. Энергетика и экология: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 504 с.
  3. Ресурсы Интернет:
  • https://novostienergetiki.ru/vozdejstvie-aes-na-okruzhayushhuyu-sredu.
  • https://promvesti.com/atomnaya-energetika.
  • http://diplomba.ru/work/131529.

 

 

Интегрированный урок (физика-экология) в 11 классе по теме: «Экологические проблемы использования атомной энергетики».

 

Задачи урока:

  1. Образовательные:
  • продолжить формировать понятия: энергия ядерных реакций, деление ядер, ядерная энергетика, период полураспада;
  • выявить преимущества и недостатки использования энергии деления ядер;
  • рассмотреть в чем заключается вредное воздействие радиационного загрязнения окружающей среды в результате неконтролируемого распад ядер;
  • познакомить с понятиями: доза облучения, радиация, допустимые дозы облучения.
  1. Воспитательные:
  • воспитание экологической культуры, бережного отношения к природе;
  • воспитать культуру навыков самообразования;
  • совершенствовать навыки общения.
  1. Развивающие:
  • продолжить развитие умение сопоставлять;
  • продолжить развивать интерес детей к изучению физики;
  • продолжить развивать мотивацию к учебе.

 

Цель урока: осознание роли человека в окружающей среде.

Этапы урока:

Вводная часть урока.

  1. Организационный блок.
  2. Информационный блок.
  3. Оценочный блок.
  4. Рефлексивный блок.

 

  1. «Мы являемся жителями планеты и можем – должны – мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, рода, государства... но и в планетарном аспекте...» (В. И. Вернадский). Слайд 3.

Постигая законы природы и используя научно-технический прогресс в своей практической деятельности, человек становится все более могущественным. Но зачастую, антропогенная деятельность вносит существенные изменения в окружающей природной среде.

(Учащиеся формулируют цель и задачи урока). Слайд 4.

 

 

  1. Фронтальный опрос:
  • что представляет собой атом согласно ядерной модели, выдвинутой Резерфордом?;
  • расскажите о механизме протекания цепной реакции;
  • что такое радиоактивность?
  • что такое критическая масса урана?
  • как идет цепная реакция в уране?;
  • какие частицы входят в состав радиоактивного излучения?
  • каким видом излучения часто сопровождается α и β- распад?

Атомная (ядерная) энергетика – область техники, основанная на использовании реакции деления атомных ядер для выработки теплоты и производства электроэнергии. Представляет собой очень сложное производство, включающее множество промышленных процессов, которые вместе образуют топливный цикл. Существуют различные типы топливных циклов, зависящие от типа реактора.

Ядерный реактор – это устройство, предназначенное для осуществления управляемой ядерной реакции. Слайд 5.

26 июня 1954 г. в лаборатории в Обнинске была пущена Первая в мире демонстрационная атомная электростанция. Впервые промышленный электрический ток был получен от энергии атомного реактора. Первая в мире АЭС представляла собой электростанцию мощностью 5 МВт на основе реактора с водяным охлаждением и графитовым замедлителем. Слайд 6.

Запуск первой в мире АЭС кардинально изменил представление о возможности применения ядерной энергии. За более чем 60-летний период развития атомная энергетика как энергетическая отрасль прошла сложный путь развития. В настоящее время ядерная энергетика находит свою устойчивую нишу в топливно-энергетическом балансе нашей страны и всей мировой энергетики.

Атомная энергетика остается предметом острых дебатов. Мнения сторонников и противников ядерной энергетики кардинально расходятся в оценках ее экологической безопасности, надежности и экономической эффективности. Слайд 7.

Практически все нужды и потребности человека, связанные с получение энергоносителей, может решить атомная энергетика. Основным преимуществом ее использования считается получение экологически чистого продукта – энергоносителей, не опасных для жизни людей и окружающей среды. Однако это вовсе не означает, что сама атомная энергетика не представляет никакой угрозы для планеты и ее жителей. Слайд 8,9.

Вопрос учащимся: в чем заключается парадокс использования атомной энергетики? Слайд 10.

С одной стороны в результате работы АЭС получаемый продукт экологически чист, но с другой стороны – все остальное, что связанно с эксплуатацией АЭС несет серьезную угрозу окружающей среде и жизни людей. Слайд 11.

Оборудование и вещества, применяемые для работы атомных электростанций, имеет активный радиационный фон. Радиационный фон – это уровень квантовых потоков и элементарных частиц в окружающей среде. Слайд 12. Излучение от использованных материалов способно не изменяться на протяжении многих десятилетий. Таким образом, отработанные вещества, являющиеся отходами атомной энергетики, многие годы имеют зашкаливающий радиоактивный фон и несут большую угрозу Земле в целом.

Главными радионуклидами при работе АЭС, поступающими в природную среду, являются продукты деления и нуклиды с наведенной активностью, в основном, b- и g-излучающие нуклиды. Среди них основной биологический интерес представляют сравнительно долгоживущие Sr90 и Cs137 (являются техногенными, не встречаются в природе). По наличию их в окружающей среде можно говорить об экологической обстановке какого-либо района, т.е. были ли рядом утечки из хранилищ радиоактивных отходов, аварии и чрезвычайные ситуации. Период их полураспада около 30 лет.

Рассмотрим крупнейшие экологические катастрофы, связанные с эксплуатацией АЭС (рассказ учителя об техногенных экологических авариях).

  1. Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г. – разрушение 26 апреля 1986 года четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС, расположенной на территории Украинской ССР (ныне — Украина). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Слайд 16.
  2. Авария на АЭС Фукусима‑1 — крупная радиационная авария максимального уровня, произошедшая 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Землетрясение и удар цунами вывели из строя внешние средства электроснабжения и резервные дизельные генераторы, что явилось причиной неработоспособности всех систем нормального и аварийного охлаждения и привело к расплавлению активной зоны реакторов на энергоблоках 1, 2 и 3 в первые дни развития аварии. Слайд 17.
  3. Авария на газоохлаждаемом реакторе в Уиндскейле в Великобритании – крупная радиационная авария, произошедшая 10 октября 1957 года на одном из двух реакторов атомного комплекса «Селлафилд», в графстве Камбрия на Северо‑Западе Англии. В результате пожара в графитовом реакторе с воздушным охлаждением для производства оружейного плутония произошел крупный выброс радиоактивных веществ. Слайд 18.
  4. Авария на АЭС «Три Майл Айленд» в США в 1979 г. привела к значительному повреждению активной зоны реактора. Внешний выброс радиоактивных продуктов был крайне ограничен. Слайд 19.

Вопрос учащимся: каковы последствия техногенных аварий на предприятиях атомной энергетики для природной среды и человека? Слайд 20.

Все аварии на предприятиях атомной энергетики характеризуются огромным выбросом радиоактивных элементов во все природные среды. Радиоактивные элементы после попадания на поверхность объектов закрепляются на ней. В зависимости от характера физико-химического взаимодействия между загрязненной поверхностью и носителем активности происходят адгезионный, адсорбционный и ионообменный процессы. Характер радиоактивного загрязнения различных поверхностей, в том числе территорий и водоемов, зависит от агрегатного состояния загрязняющих веществ, их химической природы, вида и состояния загрязняемых поверхностей, длительности контакта радиоактивных веществ с этими поверхностями.

Радионуклиды попадают в организм человека и животного через дыхательные пути, через желудочно-кишечный тракт с пищей, водой, при всасывании через поверхность кожи и слизистых оболочек, через царапины, раны, ожоги. Поступив в организм, радионуклиды с током крови разносятся по различным органам и тканям. Существует понятие «критический орган» - это орган, ткань или часть тела, облучение которых может принести наибольший вред здоровью. Например, изотопы йода обладают тропностью к щитовидной железе, изотопы цезия равномерно распределяются в мышцах, стронций откладывается в костной ткани. Тяжесть повреждений организма зависит от поглощенной дозы излучения.

Анализ воздействий предприятий атомной энергетики на природную среду и живые организмы приводит к выводу, что определяющее значение в экологическом ракурсе имеют две проблемы: обращение с радиоактивными отходами; последствия аварий с выбросом радиоактивных веществ.

Вывод. С одной стороны в результате использования атомной энергетики получаемый продукт экологически чист, но с другой стороны – все остальное, что связанно с эксплуатацией предприятий несет серьезную угрозу окружающей среде и жизни людей. Все на нашей планете Земля зависит от человечества, его деятельности. Человек, являясь частью живой природы, в то же время не только использует ее для поддержания своего существования, но и преобразует ее. Эта творческая преобразующая его роль в природной среде становится тем значительнее, чем глубже он проникает в сложные законы природы.

  1. Выставление оценок учащимся за урок.
  2. Рефлексия. У меня на столе лежат сердца трех разных цветов. Уходя с занятия, если вам понравился урок, возьмите красное, если нет – синее, если вы остались равнодушными – серое.

Озвучивание Д/З для учащихся. Повторение пройденного материала.


Приложения:
  1. file1.pptx.zip.. 6,3 МБ
  2. file0.docx.. 31,8 КБ
Опубликовано: 07.11.2019