Методическая разработка урока по физике на тему

Методическая разработка урока по физике (11 класс)

Тема: « Применение ядерной энергии»

Вид урока: урок-дискуссия

Цели урока: Учебные:

1. Обсудить аспекты использования и развития ядерной

энергетики.

2. Доказать, что ядерное оружие - реальная угроза всему

человечеству.

Развивающие:

1. Развивать познавательную активность у обучающихся.

2. Развивать навыки общения и умение отстаивать свою точку

зрения.

Воспитательные:

1. Воспитывать внимательность и такт по отношению к

окружающим, умение вести спор.

Оборудование:

1. ПК, DVD «Энциклопедия атома» изд. Госкорпорация

«Росатом» 2012 г.

Межпредметные связи:

1. история

2. экология

Ход урока:

I .Организационная часть.

В ходе подготовки урока, класс разделен на 4 группы - оппоненты в споре. Заранее группам предлагается подготовить материал:

первая группа - обзор по вопросу получения ядерной энергии на АЭС, о «мирном атоме» на службе человека ( подготовка презентации, графика «Доля атомной энергии в мировом производстве электрической энергии», диаграммы «Мощности крупных АЭС»);

вторая группа - обзор по негативному влиянию на экологию атомной энергетики ( подготовка презентации об экологических проблемах, о последствиях Чернобыльской катастрофы);

третья группа - готовит сообщение о ядерном оружии как новейшем и мощном оружии человечества (подготовка презентации о разработке ядерного оружия и создании ядерной бомбы);

четвертая группа - готовит доказательства, что в ядерной войне нет победителей: ядерное оружие - страшная угроза всему человечеству

( подготовка презентации о трагедии Хиросимы и Нагасаки).

Диспут ведет учитель.

II. Вступительная беседа.

Во вступительной части учитель отмечает, что , начиная с 50-х годов прошлого века в СССР и США, а затем и в других странах началось строительство первых АЭС по программе «Мирный атом»

(термин предложен американским президентом Д.Эйзенхауэром). Первая в мире АЭС была пущена в 1954 году в Советском Союзе; она имела мощность 5 МВт и КПД 16%, потребляла в сутки 30 г ядерного горючего (на тепловой электростанции такой же мощности расходуется 100 т угля в сутки). Атомные электростанции представляют собой по сути дела тепловые электростанции, на которых для получения пара или горячего газа используется энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе в результате ядерной цепной реакции. Вещество, используемое для осуществления ядерной цепной реакции, называется ядерным топливом. Единственное природное ядерное топливо - это уран. Но с АЭС связаны экологические проблемы: тепловое загрязнение, наличие радиоактивных отходов, радиоактивные излучения, аварийные ситуации. Итак, по этим проблемным вопросам выскажут свое мнение оппоненты нашего спора - 1-я и 2-я группы.

Выступление 1-й группы.

Во всем мире развитие атомной энергетики рассматривается как обязательная составляющая экономического роста. На сегодняшний день атомная энергетика успешно развивается в таких странах как Франция ( доля АЭС в общей выработке электроэнергии 77%), Бельгия ( 56%), Швеция (53%), США (19%), Аргентина, Австралия, Россия и др. В России крупные АЭС построены в Европейской части - Курская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская, Балаковская , Белоярская , Кольская. Доля атомной энергетики в мировом производстве электрической энергии составляет примерно 25%. Производство электроэнергии на АЭС не связано с процессами горения и ,следовательно, с потреблением атмосферного кислорода, столь необходимого биосфере. Не сжигая ископаемое органическое топливо и потому не выбрасывая в атмосферу сотни миллионов тонн углекислого газа, оксидов серы и азота, АЭС стали единственным крупным производителем электроэнергии, которые не способствуют ни усилению парникового эффекта, ни выпадению кислотных осадков. АЭС не требуют такого количества дефицитного органического топлива, как ТЭС, они не вызывают загрузки перевозками угля железнодорожный транспорт.

( Просмотр кадров из видеофильма «Элемент будущего» из серии «Энциклопедия атома», посвященного процессу создания ядерного топлива для АЭС - от добычи урана и его обогащения до производства ТВЭЛов и сборки ТВС).

Выступление 2-ой группы.

Разрешите возразить. Положительный экологический фактор, связанный с работой АЭС, - небольшой выброс вредных веществ в атмосферу. Отрицательных - несколько. Первый и самый очевидный вид «порчи» окружающей среды АЭС - тепловое загрязнение. Оно изменяет климат региона, где расположена АЭС. Увеличивает влажность воздуха, особенно в осеннее-зимний период, что неблагоприятно влияет на здоровье людей, на состояние посевов, лесов, зданий и др. Повышение температуры естественных водоемов, куда сбрасывают теплую воду из систем охлаждения станций, приводит к снижению растворенного в ней кислорода, что угнетает развитие рыбной молоди и приводит к гибели рыб.

Второй фактор - наличие радиоактивных отходов. Радиационные выбросы при нормальной работе АЭС невелики, но они могут оказывать неблагоприятное воздействие на живые организмы.

Третий фактор - радиоактивные излучения, которые оказывают пагубное воздействие на все живые организмы. Ионизация приводит к разрыву молекулярных связей, изменению структуры химических соединений, к разрушению нуклеиновых кислот и белка. Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушаются способность клеток к делению и обмен веществ в них. В результате действия РИ на органы человека возникают тяжелейшие заболевания.

Четвертый фактор - аварийные ситуации на ядерных объектах, в том числе на АЭС. Взрыв четвертого энергоблока Чернобыльской АЭС - чрезвычайная ситуация. Он произошел 26 апреля 1986 года в 01 час 23 минуты 40 секунд и вызвал прежде всего механическое разрушение верхней защитной плиты реактора, масса которой 2 тонны. Произошло 2 взрыва, в течении первого за 1 секунду радиоактивность увеличилась в 100 раз, в ходе второго - через 3 секунды - в 400 раз. В атмосферу выброшено 63 кг продуктов деления в реакторе, образовалось радиоактивное облако высотой 2 км. Общая загрязненная радионуклидами площадь составила 200 тыс. кв.км. Последствия Чернобыльской катастрофы ужасны. Погибло более 80 тысяч человек, пострадало 3 миллиона человек. Свыше 1,5 млн. детей подвержены заболеваниям щитовидной железы, в которой накапливается радиоактивный йод. На площади более 1 млн.га образовалась полоса мертвого леса («рыжий лес»), у животных, обитающих в зоне отчуждения, были обнаружены в тканях организма летальные дозы излучения.

(Просмотр кадров из видеофильма «Государство Чернобыль» из серии «Энциклопедия атома», посвященного трагедии Чернобыля.)

III. Учитель предлагает участникам дискуссии выступить и высказать свое мнение по вопросам применения ядерной энергии с последующим составлением синквейн к слову «атом».

IV. Группы переходят к обсуждению второго вопроса - ядерное оружие.

Выступление 3-й группы.

Неуправляемая цепная реакция с большим увеличением нейтронов осуществляется в атомной бомбе. Для того, чтобы происходило почти мгновенное выделение энергии (взрыв), реакция должна идти на быстрых нейтронах( без применения замедлителей). Взрывчатым веществом служит чистый уран 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 атомной бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин. При такой высокой температуре очень резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна. Одновременно возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве атомной бомбы сильно радиоактивны и опасны для жизни. Поэтому атомное оружие - мощнейшее и самое опасное. В термоядерной ( водородной) бомбе для инициирования реакции синтеза используется взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной.

Крупнейшие государства, обладающие ядерным оружием имеют статус «ядерной державы».

( Просмотр презентации «Испытание ядерного оружия»)

Выступление 4-й группы.

Как это ни парадоксально, сегодня ядерный арсенал, которым обладают крупнейшие ядерные государства, является единственным фактором, удерживающим мир от крупной войны. Ученые наглядно показали, что эта война станет последней в истории человечества. Это оружие способно уничтожить жизнь на Земле. Оно создавалось для устрашения, и американцы,

первыми создавшие и испытавшие в 1945 году ядерный заряд, не преминули указать всему миру на новый фактор в международных отношениях. Жестокие и неоправданные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки ( 1945) были в первую очередь демонстрацией силы перед СССР. К середине 1948 года в Комитете начальников штабов был составлен план ядерной войны с СССР, получившей кодовое название «Чариотир».За первые 30 дней намечалось сбросить 133 ядерные бомбы на 70 советских городов.

Академик И.В.Курчатов в 1949 году создал в кратчайшие сроки атомную бомбу, что позволило избежать уничтожение нашего государства. Началась «ядерная гонка» супердержав. Но ядерная война - это гибель всей цивилизации, в ней не может быть победителей и побежденных. Поэтому народы всего мира настойчиво борются за запрещение ядерного оружия.

(Просмотр кадров из видеофильма « Ядерное наследие» из серии «Энциклопедия атома», посвященного современным технологиям обращения с «ядерным наследием» страны).

V. Учитель предлагает участникам дискуссии высказать свое мнение и составить синквейн к слову «бомба».

VI. Подведение итогов урока. Оценки за подготовку выступлений презентаций.

VI. Домашнее задание: П. 111( стр.322-324, учебник «Физика 11 класс» авторов Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева, В.М.Чаругина)