Дата:2.03.13

Урок-конференция: « Ядерная энергетика: проблемы и перспективы»

11 класс ЕМН

Цыбулько Наталия Казимировна

учитель физики школы-гимназии №30

Эпиграф: Чудеса науки современной далеко превосходят чудеса древней мифологии.

Р.Эмерсон

Цели конференции:

1.Обобщение знаний по курсу «Атомная физика»;

2.Анализ и сравнение возможностей использования атомной энергией, управления термоядерным синтезом, связь с курсом биологии;

3.Показать роль отечественной науки в создании ЯЭ, устранение угрозы ядерной войны, глобальных экологических проблем.

Задачи урока

Образовательная: закрепить поня­тия, связанные с радиоактивностью, ис­пользованием ядерной энергии, оценить положительные и отрицательные сторо­ны использования ядерной энергии в со­временном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать вы развитию их ин­тереса к изучению физики.

Развивающая: развивать умения выде­лять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, отстаи­вать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро изла­гать свои мысли, а также развивать эмо­ции и интеллект.

Воспитательная: сформировать ми­ровоззренческие идеи, связанные с угро­зой миру и человечеству при использова­нии ядерной энергии; воспитать чувство от­ветственности за все, происходящее в мире; воспитать умение работать в груп­пе, выслушивать оппонента, уважать точ­ку зрения своих товарищей

Оборудование: персональный компьютер, интерактивная доска, листы ватмана, маркеры

Используемые ТСО: ПК ученические презентации.

Тип урока: урок обобщения и систематизации

Вид урока: конференция

Ход урока

1.Организационный момент.

2.Распределение времени по этапам урока

№ этапа урока

Время

1.ОМ

1 мин

2.Тема.Цель

5 мин

3.Актуализация

5 мин

4.Орг.сам.раб.

2 мин

5.Презентации

10 мин

6.Дисскусия

7 мин

7.Создание кластера

8 мин

8.Итоги.Рефлексия

7 мин

ИТОГО:

45 мин

Учитель: Чтобы жить без страха за свое будущее, за свое здоровье, радоваться красотам природы, нужно беречь окружающий нас мир. Человек - часть природы, и ее разрушение грозит ему множеством бед. У Земли много проблем, и одна из них - ядерная энергетика. Поэтому на конференции мы остановимся на положительной и отрицательной роли ядерных исследований в жизни человека, и попытаемся наметить выход из сложившейся экологической обстановки.

Для подготовки к конференции учащи­еся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинте­ресовали. Учащиеся рассаживают­ся по группам. На столе у учителя таблич­ка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» с цитатами:

«Поскольку усиливаются опасения от­носительно потепления климата на зем­ном шаре, то представители атомной про­мышленности высказывают мнение, что ядерные реакторы - единственное сред­ство удовлетворения потребностей в элек­троэнергии без увеличения выброса в атмосферу диоксида углерода» Д.Кид, МАГАТЭ

«С позиций экологической безопасно­сти страны радиационное загрязнение -одна из самых главных угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но один только Чернобыль полностью оправдыва­ет нашу тревогу» А. Яблоков, член-корр. РАН

Основная часть

Подготовка к повторению и обобщению пройденного материала

(Задача: организовать и целенаправить познавательную деятельность учащихся)

Мотивация.

2. Конференция

Слайд 2-3. Учитель называет тему урока,эпиграф к уроку:

Ученица читает стихотворение

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?

Формулировка цели урока.

Учитель: Ребята, сегодня у нас необычный урок. Он необычен своей формой и еще тем, что проводится в канун трагических событий - крупнейшей катастрофы века- авария на Чернобыльской атомной электростанции. (26 апреля 1986 года)

Чернобыль - это боль, которая не стихнет еще долгие годы. Сегодня мы со­брались здесь, чтобы обсудить пробле­мы, связанные с использованием ядер­ной энергии, взвесить все «за» и «про­тив». У нас на конференции присутствуют три группы ученых: «Физики- ядерщики» (они хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий протекания ядер­ных реакций),

2. группы «За» - из желаю­щих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить многие проблемы,

3. группа «Против», их оппонентов, жела­ющих доказать, что радиационное загрязнение - одна из самых главных экологи­ческих угроз.

Видеофильм (отрывок)

После этой трагедии человек понял, насколько «коварна» и опасна ядерная энергия, что нужны надежные системы контроля за ней, что она может не только служить людям источником электрической энергии, но и нести им разрушения и беды. Академик В.А. Легасов сравнил последствия этой аварии с извержением вулкана Везувия.

Перед тем как начать наш урок, предлагаю почтить память всех пострадавших от ядерной энергии минутой молчания.

Сейчас мы должны обсудить проблемы, связанные с использованием ядерной энергии, взвесить все "за" и "против".

На столах у вас находятся маркеры, листы ватмана, стикеры.

В конце урока мы с вами подведем итог нашей работы в виде создания кластера, который необходимо будет защитить. С помощью стикеров вы оцените работу друг друга.

Выберем хранителя времени и фотокорреспондента.

Если вы будете удовлетворены нашей работой и получите ответы на все вопросы, вы оставите зеленый стикер, если останутся вопросы- красный.

Итак, мы начинаем нашу конференцию

Всё началось с того, что в феврале 1896 года было открыто явление радиоактивности.

Слайд 4. Открытие А. А. Беккереля

Я предлагаю вам вспомнить имя ученого и опыты, проведенные им.

Это Антуан Анри Беккерель. Случай подарил ученому несколько пас­мурных дней, которые уберегли приготов­ленные для исследования фосфоресци­рующие соли урана от воздействия солнеч­ных лучей. Последующие опыты убедили ученого, что соли урана испускают неви­димое проникающее излучение.

.

( Презентация, супруги Кюри. Учащиеся дают краткую справку об открытии радия.

Теперь пришла пора рассмотреть аргументы "за" и "против" ядерной энергии

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики.

Атомные электростанции (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

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.

Учитель:

Что же такое радиоактивность? (самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождается испусканием различных частиц). Разработал теорию радиоактивного распада Фредерик Содди вместе с Эрнестом Резерфордом. Можно сказать, что сбылась мечта алхимиков: стало возможным превращение одного элемента в другой

Слайд 6. Описание ядерного взрыва

Теперь пришла пора рассмотреть аргументы "за" и "против" ядерной энергии

Прав ли был Прометей, давший людям огонь;
Мир рванулся вперёд, мир сорвался с пружин,
Из прекрасного лебедя вырос дракон,
Из запретной бутылки выпущен джин

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики.

Атомные электростанции (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

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 идее 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.

(Начинается дискуссия, учащиеся при­водят наиболее значимые, с их точки зрения, аргументы.)

Группа «За». Ядерное оружие, ядер­ные технологии, ядерная медицина, ядер­ная энергетика

Создание ядерного оружия в СССР было вынужденной необходимостью пос­ле взрыва бомбы в Японии. В одной из бесед с И.В.Курчатовым Сталин заметил:

«Если бы мы опоздали на один-полтора года с атомной бомбой, то, наверное, "по­пробовали" бы ее на себе».

Создание оружия (и в США, и в СССР) являлось результатом невидан­ного взлета человеческой мысли, поэто­му необходимо было создавать новые на­правления в науке, такие как нейтронная физика, физика сверхвысоких плотностей энергий, физика быстропротекающих про­цессов, промышленная радиохимия и мно­гие другие.

...Известно, что в ряде случаев без ядерных взрывных технологий не обой­тись. До 1988 г. проводились «мирные» ядерные взрывы.

Ученик:

Их было 115: 39 из них выполнены с целью глубиной сейсмозондирования земной коры для поиска полезных ископаемых, 25 - для интенсификации нефтяных и газовых месторождений, 22 - для создания подземных емкостей для хранения газа и конденсата, 5 - для гашения аварийных газовых фонтанов, 4 - для со­здания искусственных каналов и водохра­нилищ, 2 - для дробления руды в карьер­ных месторождениях, 2'- для создания подземных емкостей; 1 - для предотвра­щения горных ударов и газовых выбросов в подземных угольных выработках, 13 -для исследования процессов самозахороне­ния радиоактивных веществ.

Группа "Против"Презентация

…Испытания на Семипалатинском полигоне привели к резкому ухудшению экологической обстановки. Выявлен высокий процент заболевания раком на Алтае,рождение "жёлтых" детей

Ядерное оружие, ядерная медицина, ядерная энергетика. Устрашающие последствия ядерного взрыва. Губительное действие радиоактивности на человека и окружающую среду.

Учитель: вступают в дискуссию группа «За»

Положительно об атоме.

( Презентации учащихся)

1.Хранение газа и нефти в ядерных трубах

2.Геотермальная электростанция

3.Хронологическая маркировка ископаемых

Группа «Против». ...Устрашающие по­следствия ядерного взрыва.

Видеозапись ядерного взрыва:

«Будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих Солнц, све­денных воедино. Это был такой восход, какого не видел мир. Громадное зеленое сверхсолнце поднялось за доли секунды на высоту более двух с половиной тысяч метров. Оно поднималось все выше и выше, пока не достигло облаков, освещая Землю и небо ослепительно ярким све­том. Этот громадный огненный шар, диа­метром почти полтора километра, подни­мался, меняя цвет от пурпурного до оран­жевого, увеличиваясь, пришла в действие природная сила, освобожденная от пут, которыми была связана миллиарды лет». У.Лоуренс

Учитель : Этого человека звали Энрико Ферми. Взрыв был первым в истории человече­ства взрывом атомной бомбы. «Во многия мудрости многия печали. И кто умно­жает познания, тот умножает скорбь», -так говорили древние. А согласны ли вы с этим изречением?

Учащиеся. ...Человечество изобрело ядерное оружие, это привело к трагедии в японских городах Хиросиме и Нагасаки в августе 1945 г.

...Губительное действие радиоактивно­сти на человека и окружающую среду. Презентации, последствия взры­ва в Хиросиме, Нагасаки.

Учащиеся:

9 августа1961 года Н.Хрущёв, в то время председатель Совета министров СССР, заявил, что СССР способен создать 100Мт бомбу, а 16 января 1963, будучи в Восточном Берлине, объявил, что СССР уже располагает такой бомбой. Такое устройство способно создать кратер в скалистом грунте глубиной 107 м, шириной 2,9 км и породить огненный шар диаметром 13,9 км.

Во тьме заплачут вдовы,

Повымрут поля,

И встанет «гриб лиловый»,

И кончится земля...

Группа "Против".

И всё-таки мы считаем, что радиоактивные продукты при использовании ядерных взрывных технологий могут попасть в среду обитания человек, тогда последствия будут необратимы. А сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?

Учитель:

Демонстрируются фотографии уродливых детей слайд 7, матери которых находились во время беременности в зоне ЧАЭС. Почему так опасна Чернобыльская катастрофа?

В мимолётном прогаре
Только раз увидать удалось,
Как выходит из мглы
На песок отдалённого берега
Без единой шерстинки
Словно начисто выбритый, лось

В. И. Кочетков

Учитель:

Почему лось был "без единой шерстинки"?

Группа "Против". Слайды 8 -10.

Это одно из поражающих действий радиоактивных излучений на живые организмы. По оси перемещения взрывного облака, уже через несколько дней после взрыва стала появляться пятикилометровая полоса умирающего леса. На площади 38 км² погибли все растения, се мелкие млекопитающие. К осадкам в виде сухих отложений вдоль "чернобыльского следа" произошло заражение водоёмов и почвы. Главную опасность представляли сухие частицы ядерного топлива на поверхности земли, так как они могли легко подниматься ветром и попадать в лёгкие. Даже в 1990 году у диких млекопитающих(лосей, кабанов), обитающих в зоне отчуждения,экологи обнаруживали в лёгких от 9000 до 26000 таких частиц на 1 кг ткани лёгкого.

Слайд 11-12.

В конце 1989 года в печати появились сообщения об изменениях в живых организмах на генетическом уровне, которые произошли в результате облучения во время и после чернобыльской аварии. Йодной профилактике в зоне заражения были подвергнуты 1млн. 694 тысячи детей.

Мы считаем, что радиоак­тивные продукты при использовании ядер­ных взрывных технологий могут попасть в среду обитания человека, тогда послед­ствия будут необратимы. А сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?

(Чернобыльская АЭС.)

...Взрыв 4-го энергоблока Чернобыль­ской АЭС произошел 26 апреля 1986 г. в 01 ч 23 мин 40 с и вызвал прежде всего ме­ханическое разрушение множества топ­ливных кассет и взрывной выброс значи­тельного количества диспергированного ядерного топлива, содержащего более 100 различных радионуклидов и трансурано­вых элементов.

Чернобыль. Дни испытаний.

( Презентации учащихся)

Авария на ЧАЭ еще раз высветила, какая бездна разверзнется, если на человечество обрушится ядерная война. Ведь наполненные ядерные арсеналы таят в себе тысячи катастроф. Куда страшнее Чернобыльской.

Картина аварии 26 апреля 1986

Уроки трагедии Группа "За".

Кстати один из ведущих физиков - ядерщиков сказал Л. И. Брежневу: "Такая станция как ЧАЭС может быть построена на Красной Площади, и никакого вреда не будет".

Учитель:

Давайте рассмотрим действие радиоактивных веществ на организм человека Слайд 13-14

Учитель:

А что же делать если вы всё-таки оказались в чрезвычайной ситуации? Слайд 15

Группа "Против".

Само слово вызывает у людей ощущение опасности.

Группа «Против». Это одно из пора­жающих действий радиоактивных излуче­ний на живые организмы. По оси переме­щения взрывного облака уже через не­сколько дней после взрыва стала появ­ляться 5-километоовая полоса умирающего леса. На площади 38 км погибла все растительность, все мелкие млекопитающие. С осадками в виде сухих отложений вдоль «чернобыльского следа» произошло зара­жение водоемов и почвы. Главную опас­ность представляли сухие частицы ядер­ного топлива на поверхности земли, т.к. они могли легко подниматься ветром и попа­дать в легкие. . Даже в 1990 г. у диких мле­копитающих (лосей, кабанов и др.), обитающих в зоне отчуждения, экологи обнару­живали в легких от 9000 до 26 000 таких частиц на 1 кг ткани легкого.

Катастрофа в Чернобыле обнажила ди­лемму, перед которой оказалось челове­чество в условиях глобального экологичес­кого кризиса: либо оно сделает все воз­можное для сохранения биосферы, либо безвременно исчезнет.

Группа «За». Но ведь у АЭС есть пре­имущества:

- ядерные реакторы потребляют не кислород, а органическое топливо;

- не загрязняют окружающую среду зо­лой;

- при нормальном режиме эксплуата­ции биосфера надежно защищена от ра­диоактивного воздействия.

нужно еще сказать об использовании явления в медицине;

-методы диагностики и терапии пока­зали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ- лучами они прекращают свое деление. И если рако­вое заболевание находится на начальной стадии, то лечение является успешным;

- малые количества радиоактивных изотопов используются с целью диагнос­тики, Например, при рентгеноскопии же­лудка используется радиоактивный барий;

успешно применяются радиоактив­ные изотопы при исследовании йодного обмена щитовидной железы.

( Презентации учащихся)

1. Атомный ледокольный флот

2.Последствия выпадения радиоактивных осадков после аварии

Группа «Против». Захоронение ра­диоактивных отходов и демонтаж отслу­живших срок реакторов нужно организо­вывать;

всегда существует аварийная опас­ность радиоактивного загрязнения. Между крупнейшими авариями в Тримейл-Айлен-де (США) и в Чернобыле прошло всего 7 лет.

Проблемы и последствия эксплуатации ядерных реакторов

Рост атомной энергетики приводит к катастрофическим изменениям климата

При работе АЭС, пусть незначительное, загрязнение среды неизбежно

Проблема захоронения шлаков радиации не имеет надежного решения

Не существует надежного способа добычи и переработки ядерного горючего и безопасных способов транспортирования

Накопление в атмосфере радиоактивных изотопов представляет угрозу для обитателей планеты

Закрытая сфера радиационной медицины не выполняет своих гражданских прав и скрывает глобальные последствия

3. Подведение итогов конференции

Наши дебаты можно было бы продолжать и дальше. Вы, уважаемые коллеги, привели много убедительных ар­гументов «за» и «против» ядерной энер­гии. Теперь пришла пора сделать выво­ды:

Что же ядерная энергия приносит лю­дям - зло или благо?

Учащиеся. ...Что касается медицины, то методы, показавшие высокую эффек­тивность, должны развиваться.

...Будущее ядерной энергетики про­блематично. Наверное, надо искать более безопасные способы производства элек­троэнергии.

...Ядерное оружие, скорее всего, будет существовать как фактор устрашения, но его влияние на ход событий в мире должно ослабевать.

...Наверное, будут и новые открытия в области использования ядерной энергии.

...Но самое главное, что ученые и по­литики должны осознавать ответствен­ность, которую они несут перед обществом.

...Надо разумно использовать все на­учные открытия: не во вред человеку и ок­ружающей среде, а на их благо.

Учитель. Благодарю всех за участие в обсуждении проблем использования ядерной энергии. Я рада, что вы сделали правильные выводы, взвесив всё «за» и «против».

Создание кластера в группах и оценить его с помощью стикера.

Выходят группы - ученых, сторонники и противники защищают кластер.

Если не думать о последствиях своей деятельности, можно нанести природе невосполнимый ущерб, а то и погубить её, а значит и жизнь на Земле.

В вопросе, который мы сегодня обсуждали, не поставлена точка, мы только начинаем об этом говорить. Раз мы это сделали - значит человечеству жить.

Рефлексия:

1.Что дал мне сегодняшний урок?

2.Чем ценен для меня изученный материал?

3.Как я оцениваю свою работу на уроке?

4.Ощущаю ли я состояние усталости, тревожности, беспокойства?

5.Испытываю ли я эмоциональный подъём, чувство удовлетворения от урока?

И пусть напоминанием и пре­достережением будет песня «Пока не по­здно» на слова Н.Добронравова

Пока не поздно, пока не поздно:

Пока планета ещё жива,

Пока о солнце мечтают весны,

На жизнь предъявим свои права,

Пока не поздно, пока не поздно:

Земля как сердце у нас в груди,

Здесь наше небо и наши гнезда...

Еще не поздно ее спасти,

Еще не поздно, еще не поздно.

Припев. Рядом, рядом - радость и беда,

Надо, надо твердый дать

ответ:

Солнечному миру - да, да, да!

Ядерному взрыву -

нет, нет, нет!

Альтернатива:

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ПЭС)

Домашнее задание: написать эссе по теме: « Во многия мудрости многия печали»

Критерии оценки эссе:

Соответствие теме

Содержание

Раскрыта ли тема?

Актуальность

Собственные мысли

Способ подачи материала

Дополнительная литература

Журнал "Техника молодежи " №5 1987г.

Журнал "Квант" № 3 1975г.

Алексахин Р.М, Крышев И.И, Фесенк, № 2, С. 77-87.