Главная / Физика / Проект "Мир. Атом. Энергия"

Проект "Мир. Атом. Энергия"

Название документа prez_elektiw_kurs.ppt

Физика. Элективный курс с использованием технологии проектного обучения. Мир....
Введение. Пояснительная записка. АВТОРСКАЯ ИДЕЯ. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ИДЕЯ КУРСА. П...
Введение. Пояснительная записка. ВЕДУЩИЕ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ. Содержательным...
Содержательные линии предмета, охватываемые курсом: Механические явления Элек...
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА. Общедидактические цели: Создание условий для развития ин...
Образовательные задачи курса: - понимать роль физики в создании и совершенств...
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА. Тема 1. Методы научного познания. Технология проектирования...
Методические рекомендации и приложения. Курс содержит : МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНД...
Литература: 1. Глазунов А.Т. Техника в курсе физики средней школы. М., 1977 2...
1 из 10

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Физика. Элективный курс с использованием технологии проектного обучения. Мир. Эн
Описание слайда:

Физика. Элективный курс с использованием технологии проектного обучения. Мир. Энергия. Атом. Выполнил: Муравейко Алексей Антонович учитель математики и физики, МОУ Луговская ООШ, Тацинского района, Ростовской области. 2006г

№ слайда 2 Введение. Пояснительная записка. АВТОРСКАЯ ИДЕЯ. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ИДЕЯ КУРСА. Пред
Описание слайда:

Введение. Пояснительная записка. АВТОРСКАЯ ИДЕЯ. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ ИДЕЯ КУРСА. Предметно- ориентированный курс предназначен для обучения 9-классников технологии проектирования в рамках предпрофильной подготовки на материале учебного предмета физики с использованием межпредменных связей с математикой, информатикой, химией, биологией, экологией. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА проектирование в процессе обучения не только должно выполнять функцию развивающей технологии, но и стало самостоятельной целью обучения, а учащимися воспринималось как личностно-ценностный результат образования.

№ слайда 3 Введение. Пояснительная записка. ВЕДУЩИЕ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ. Содержательными л
Описание слайда:

Введение. Пояснительная записка. ВЕДУЩИЕ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ. Содержательными линиями этого курса являются: - методологические знания о методах научного познания как способах теоретического моделирования явлений и объектов природы и экспериментальной проверки истинности добытых знаний; - технологические знания о процессе решения проблем, об этапах и процедуре проектной деятельности; - теоретические знания о физических явлениях: тепловых явлениях, механическом движении, ядерных как теоретической основы разработки проекта; - экологические проблемы, связанные с работой тепловых , гидроэлектростанций, атомных реакторов, альтернативных источников энергии и загрязнением окружающей среды; - математические, графические, экономические расчеты, компьютерное моделирование.

№ слайда 4 Содержательные линии предмета, охватываемые курсом: Механические явления Электри
Описание слайда:

Содержательные линии предмета, охватываемые курсом: Механические явления Электричество и магнетизм Квантовые явления Тепловые явления Энергия и её превращения.

№ слайда 5 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА. Общедидактические цели: Создание условий для развития интел
Описание слайда:

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА. Общедидактические цели: Создание условий для развития интеллектуальных способностей Формирование ключевых компетенций. Задачи: - углубить знания или расширить информацию по отдельным вопросам или темам базового образования; - удовлетворить интерес учащихся к различным областям знания или аспектам изучаемого материала, пробудить интерес к общечеловеческим проблемам и ценностям; - реализовать себя в интересующих областях практической, прикладной, исследовательской, познавательной деятельности; - развить интерес и способности к собственному приобретению знаний из разных областей и источников, которые могут быть использованы в учебной деятельности и в других сферах жизни; - включение учащихся в активную деятельность , в проживание реальных событий и чувств, осмыслению социальной и личной значимости этой деятельности и ее результатов.

№ слайда 6 Образовательные задачи курса: - понимать роль физики в создании и совершенствова
Описание слайда:

Образовательные задачи курса: - понимать роль физики в создании и совершенствовании технических объектов; - уверенно использовать физические знания для объяснения природных явлений и математического описания различных видов механического движения, тепловых процессов, квантовых явлений; - применять знания и умения в измененной ситуации при решении нестандартных творческих задач.

№ слайда 7 СОДЕРЖАНИЕ КУРСА. Тема 1. Методы научного познания. Технология проектирования Те
Описание слайда:

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА. Тема 1. Методы научного познания. Технология проектирования Тема 2. Разработка проектного задания к проекту «Человек и источники энергии сегодня и в будущем» Тема 3. Разработка проекта. Планирование работы. Тема 4.- 5. Осуществление проекта. Сбор и анализ информации Тема 6. Осуществление проекта. Интервьюирование. Тема. 7-8. Осуществление проекта. Проведение экскурсий и полевых исследований Тема. 9.- 10. Осуществление проекта. Изготовление компьютерной презентации, публикаций, рефератов и др. Тема 11. Осуществление проекта. Подготовка к общественной презентации. Тема 12 Итоговое занятие: учебная конференция.

№ слайда 8 Методические рекомендации и приложения. Курс содержит : МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИ
Описание слайда:

Методические рекомендации и приложения. Курс содержит : МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ. ОСОБЕННОСТИ ВЕДУЩИХ ФОРМ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ. ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ. УЧЕБНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРОЕКТА. «Человек и источники энергии сегодня и в будущем» УМК.

№ слайда 9 Литература: 1. Глазунов А.Т. Техника в курсе физики средней школы. М., 1977 2. Г
Описание слайда:

Литература: 1. Глазунов А.Т. Техника в курсе физики средней школы. М., 1977 2. Гутник Е.М., Перышкин А.В. Физика. 9 класс. М., 2002. 3. Кабардин О.Ф. и др. Факультативный курс физики. 9 класс. М., 1986. 4. Перышкин А.В. Физика. 8 класс. М., 2003. 5. Энциклопедический словарь юного физика. М.2002г. 6. Э.Роджерс. Физика для любознательных.МИР.М.1973г. 7.Ф.Р.Патури. Зодчие 21 века. ПРОГРЕСС.М.1983г. 8.В.Г.Гульчевская.Современные педтехнологии в профильном и предпрофильном обучении.РОСТОВ-НА-ДОНУ.2005г. 9.Н.Ю.Пахомова. Метод учебного проекта в образовательном учреждении. АРКТИ. М . 2005г.

№ слайда 10
Описание слайда:

Название документа УМК.doc

6.Учебно-методический комплект.



1. Вводный тест по тематике курса.

2. Презентация проекта.

3. Презентация учителя.

4. Презентация ученика.

5. Публикация ученика.

6. Реферат ученика.

7. План- график разработки проекта.

8. Опросный лист населения и технология его обработки.



Название документа методические рекомендации.doc

2.Методические рекомендации к проведению занятий. Особенности ведущих форм, методов и средств обучения. Ожидаемый результат.

1.Выполнение проекта рекомендуется проводить в групповой форме. Каждая группа имеет право выбора темы для разработки проекта по одной из проблем, предлагаемых проектом.

2.Проектная деятельность по разработке проекта состоит из двух частей: теоретической и практической.

В первой части работы над проектом каждая группа осуществляет:

- сбор информации по избранной теме с использованием дополнительной литературы;

- анализ, переработку материала, с использованием учебных и наглядных пособий.

Во второй части работы над проектом проводится:

- экскурсия на атомную электростанцию в г. Волгодонске.

-экскурсия на ветроэлектростанцию в г. Цимлянск;

-экскурсия на гидроэлектростанцию в г.Волгодонск.

- полевые измерения радиационного фона в п.Тацинском ( ц.рынок, телебашня, элеватор, ж.д.вокзал, школьная котельная,сельские окрестности) и п.Быстрогорск ( карьер, шахта «Тацинская»).

Следует помнить , что для выполнения экскурсионных поездок и выездов необходимы средства для их организации и транспорт, что предполагает большую работу учителя с администрацией школы, местной администрацией, администрацией объектов посещения, родительской общественностью по предварительным договоренностям и изысканию средств. Не все школы ( особенно новые) имеют необходимые приборы для замеров по определению загрязнения окружающей среды и уровня радиоактивного фона, поэтому этот момент также нуждается в проработке.


3.Завершается теоретическая часть (по выбору учащихся в группе):

- написанием реферативной работы;

- представлением электронной презентации;

- представлением публикации по проблеме;

-представление рефератов по проблеме.

- обсуждением полученных результатов.

4.Вторая часть работы над проектом завершается (по выбору учащихся в группе):

-отчетом группы в виде информационного бюллетеня,

-электронного печатного издания (газеты),

-электронной презентацией содержащей результаты практической части
проекта.

- изготовлением моделей ветродвигателя, гидростанции, атомного реактора.

5.Используемое оборудование для проведения исследований:

- таблицы (атомный реактор, гидроэлектростанция);

- модели ветрогенератора, двигателя внутреннего сгорания, паровой
турбины;

- учебные пособия, справочники и дополнительная литература;

- компьютер, сканер, принтер.

-радиодозиметр, счетчик Гейгера, индикаторы кислотности.


Занятие 1. Тема: Методы научного познания. Технология проектирования.

Занятие проводится в форме проблемной лекции с элементами диалога.

В начале занятия с учащимися ведется беседа по поводу их предположений о том, как добываются новые знания о явлениях природы, общества, о закономерностях физических, химических и других процессов? Как делаются открытия, изобретения? Можно ли этому научиться или это доступно только гениям?

Затем изложить основные понятия и методы научного познания, сопровождая их примерами открытий и деятельности известных ученых, исследовательских коллективов.

Учащиеся должны уяснить значение методологического знания о принципах, формах и способах научно-познавательной деятельности, о методике и технике научного исследования, обеспечивающих получение достоверного эмпирического материала, о его теоретической и статистической обработке, после которой он может быть признан научным знанием.

Далее сообщается цель курса и тематическое содержание, представляющее последовательный процесс обучения проектно-исследовательской деятельности.

Этапы и алгоритм проектной деятельности следует представить в наглядной форме, которая будет сопровождать все занятия курса, например, в таком виде:

1. Исходный: разработка проектного задания.

1.1 Определение проблемы: обоснование актуальности; анализ ее изученности; формулирование темы проекта.

1.2. Формулирование гипотезы о результатах и путях их достижения.

1.3. Определение цели проекта и поэтапных задач.


2. Разработка проекта: планирование работы.

2.1 Определение сроков выполнения проекта, составление плана и графика промежуточной отчетности.

2.2. Выбор способа оформления результатов и сценария презентации.

2.3. Обсуждение критериев оценки качества проекта и способа оценивания.

2.4. Выбор средств и методов выполнения.

Выбор формы работы (индивидуальной, групповой), распределение обязанностей.


3. Реализация проекта.

3.1. Сбор, анализ и обобщение информации из разных источников.

3.2. Проведение исследования.

3.3.Подготовка наглядно-графического материала.

3.4. Оформление материала для презентации.

3.5. Контроль и коррекция промежуточных результатов.


4. Завершение проекта.

4.1. Общественная презентация проекта.

4.2. Экспертиза проекта в соответствии с заданными критериями.

4.3. Рефлексия: обсуждение процесса, итогов работы, групповых и личностных достижений.


Занятие 2. Тема. Разработка проектного задания .

Занятие начинается с актуализации учителем проектного задания на примере демонстрации электронной презентации по теме проекта.

В ходе обсуждения выясняется основное противоречие. Учащиеся сталкиваются с новым и своими старыми представлениями, зарождается чувство неудовлетворенности, потребности разрешения противоречия.

Здесь большая роль учителя. От его компетентности, эмоциональности, заинтересованности зависит успех дальнейшей работы и существует опасность сведения работы от творчества и самореализации учащихся к простому формальному выполнению задания.

В ходе выявления противоречия, проблемы, формулировки названия и темы проекта, формулирования гипотез о результатах и путях их достижения, постановки цели проекта, поэтапных задач рекомендуется использовать межгрупповой диалог («аквариумное обсуждение»). Выбор формы работы остается за учителем в зависимости от уровня готовности учащихся к этой форме работы, их самостоятельности, знаний по теме.

Учитель сам может предложить несколько гипотез: те, которые высказывались в науке, существуют в массовом мнении или же показать образец формулирования гипотез как высказывание о взаимосвязи, отношении результата и условий, причин и следствия.


Занятие 3. Тема. Разработка проекта. Планирование работы.

Это занятие предполагается провести в форме проблемной дискуссии с выдвижением проектов, но возможны и другие подходы .

Например : учитель задает план работы над проектом, организует его обсуждение, дети фиксируют план в рабочих тетрадях.

Сроки и график выполнения проектных заданий и отчетности задает учитель.

Указывается , какая часть задания и к какому сроку выполняется в виде домашнего задания. Задаются только рубежные сроки – окончание этапов работы. Сроки индивидуальной работы в рамках рубежных планируются самостоятельно.

Критерии оценки качества проекта могут быть заданы учителем, или разработаны под его руководством экспертной комиссией из учителей, учеников класса, старшеклассников.

Учитель предлагает возможные варианты методов решения проблемы, учащиеся после обсуждения в группе, выбирают их для решения той или иной задачи.


Занятия 4-7. Разработка проекта.

Продолжается работа в группах.

На занятии № 7 теоретический материал, собранный каждым членом группы, объединяется в единую теоретическую часть и представляется в виде выбранном группой.

Занятия №№ 8-9-10 .Разработка проекта. Проводятся в виде экскурсий и полевых работ с выездом на местность по измерению радиоактивного фона и кислотности осадков.

Проведение экскурсий планируется на период каникул или внешкольный период деятельности учащихся, само же обсуждение поездки, впечатлений, результатов поездок проводится в учебное время.

Материал обобщается в группе и дополняет уже имеющиеся наработки учащихся по проблемам.

На занятии № 11. Разработка проекта. Выполняются задания, в результате которых осуществляется окончательная подготовка материалов групп к общественной презентации проекта.

Занятия №12.

Общественная презентация.

При проведении итоговой конференции по проекту желательно пригласить гостей, представителей общественности, местной администрации, учителей школы, учащихся других школ, представителей местных средств массовой информации . Это будет способствовать созданию деловой, праздничной, атмосферы, которая повысит целенаправленность работы учащихся, будет способствовать повышению самооценки учащихся, поднимет в их глазах значимость своего труда.










Название документа уч.тем.план.doc

3.Учебно-тематический план.


№ п/п

№ урока или раздела.

Раздел, тема, задание.

Содержание и последовательность изучения материала


Количество часов

виды учебно-познавательной деятельности

учащихся

Оборудование

Рекомендуемые формы проведения занятия

Межпредметные связи.

Урок

1-2

Погружение в проект :

I.1 Проектная деятельность в профессиональной, научной и деловой жизни человека.

1.2. Методы научного познания. Технология проектирования.

2. Разработка проектного задания.

2.1Актуализация. Определение проблемы: выявление противоречия и обоснование актуальности, формулирование темы проекта.

2.2.Определение цели проекта и постановка поэтапных задач.

2.3.Формулирование гипотезы о результатах и путях их достижения.

1






2





фронтально




Индивидуально-групповая

Компьютер.

Медиапроектор.

Плакаты с этапами проектной деятельности.

проводится в форме проблемной лекции с элементами диалога.







межгрупповой диалог («аквариумное обсуждение»)

с математикой, информатикой, химией, биологией, экологией.



Урок 3.



Разработка проекта: планирование работы.

3.1.Определение сроков выполнения проекта в целом и его частей, промежуточная отчетность.

3.2.обсуждение критериев оценки качества проекта.

3.3.Выбор средств и методов выполнения проекта.

3.4.Выбор формы работы над проектом и распределение обязанностей.

3.5. Выбор способов оформления результатов и их презентации.



1

Индивидуально-групповая

Компьютер.

Медиапроектор.

Плакаты с этапами проектной деятельности

Проблемная дискуссия с выдвижением проектов.

с математикой, информатикой, химией, биологией, экологией.


Урок
4-11.

Осуществление проекта.

1.сбор и анализ информации из различных источников по проблеме группы.

2.проведение исследований.

3.подготовка иллюстративного материала: наглядно- графического, звукового.

4.оформление презентаций, буклетов, информационных бюллетеней .

8

Самостоятельная конструктивно- исследовательская деятельность

Компьютер.

Медиапроектор.

Принтер.

Сканер.

Справочная литература.

Интерактивные учебные пособия.

Счетчик Гейгера.

Индикаторы кислотности

и др…


Самостоятельная работа. Выполнение индивидуально-групповых заданий

Экскурсии.

Полевые исследования с выездом на местность

с математикой, информатикой, химией, биологией, экологией.


Урок 12.

Завершение проекта.

1.Общественная презентация проекта.

2.Экспертиза проекта в соответствии с заданными критериями.

3.Рефлексия.

1

Доклады, представление отчетов творческих групп.

Компьютер.

Медиапроектор.


Урок-конференция.




Дискуссия.

с математикой, информатикой, химией, биологией, экологией.



Название документа Экология и атом..doc

13


Доклад по физике.

Экология и Атомная энергия.

Докладчик : Широкова Ольга,
ученица 9 класса,
МОУ Луговская ООШ.

2007г.

ВСТУПЛЕНИЕ


Опыт прошлого свидетельствует, что проходит не менее 80 лет, прежде чем одни основные источники энергии заменяются другими - дерево заменил уголь, уголь - нефть, нефть - газ, химические виды топлива заменила атомная энергетика. История овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает около 60 лет, когда
в 1939г. была открыта реакция деления урана.

В 30-е годы нашего столетия известный ученый И.В. Курчатов обосновывал необходимость развития научно-практических работ в области атомной техники в интересах народного хозяйства страны.

В 1946 г. в России был сооружен и запущен первый на Европейско-Азиатском континенте ядерный реактор. Создается уранодобывающая промышленность. Организовано производство ядерного горючего – урана-235 и плутония-239, налажен выпуск радиоактивных изотопов.

В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске, а через 3 года на океанские просторы вышло первое в мире атомное судно – ледокол «Ленин».

Начиная с 1970 г. во многих странах мира осуществляются масштабные программы развития ядерной энергетики. В настоящее время сотни ядерных реакторов работают по всему миру.




















ОСОБЕННОСТИ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ



Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше.

На сегодняшний день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные корабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атома осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы.

В России имеется 9 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.


Положительное значение атомных электростанций в энергобалансе очевидно. Гидроэнергетика для своей работы требует создание крупных водохранилищ, под которыми затапливаются большие площади плодородных земель по берегам рек. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что в свою очередь обостряет проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени способствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Они уже истребили многие десятки тонн органического топлива. Для его добычи из сельского хозяйства и других сфер изымаются огромные земельные площади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные ландшафты». А повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн hello_html_m476b5a00.gif. Все тепловые энергетические установки мира выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида.

Атомные электростанции – третий «кит» в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В случае безаварийной работы атомные электростанции не производят практически никакого загрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы, представляющие потенциальную опасность. Однако объем радиоактивных отходов очень мал, они весьма компактны, и их можно хранить в условиях, гарантирующих отсутствие утечки наружу.


АЭС экономичнее обычных тепловых станций, а, самое главное, при правильной их эксплуатации – это чистые источники энергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям.

Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Наиболее характерные из них: в 1957 г. – в Уиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США), в 1961 г. – в Айдахо-Фолсе (США), в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – на Чернобыльской АЭС (СССР).




Воздействие атомных станций на окружающую среду


Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Наиболее существенные факторы :

  • локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

  • повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

  • сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

  • изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

  • изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.


Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС
Перенос радиоактивности в окружающей среде

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.
Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека


Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм.
Различные радиоактивные вещества по - разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.


Виды радиоактивного излучения


Альфа-частицы представляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие разрушения. Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо поместить источник внутрь организма. Изотопами, испускающими альфа- частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu).

Бета-частицы - это отрицательно или положительно заряженные электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны). Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения, источник радиации необходимо поместить внутрь организма, изотопы, испускающие бета-частицы - это тритий (3H) и стронций (90Sr).

Гамма-радиация - это разновидность электромагнитного излучения, в точности похожая на видимый свет. Однако энергия гамма-частиц гораздо больше энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих гамма-радиацию, - это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

Пути проникновения радиации в организм человека


Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.

Радиоактивные частицы из воздуха во время дыхания могут попасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распространяются по организму.

Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучение, способны - облучить организм снаружи. Эти изотопы также переносятся атмосферными осадками.


Ограничение опасных воздействий АС на экосистемы



АС и другие промышленные предприятия региона оказывают разнообразные воздействия на совокупность природных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений.

Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Необходимо предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.

Чтобы избежать травмирования экосистем должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ в организмы особей, другие пределы воздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях. Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следует определять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когда накопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигаться критическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, в том числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды состоят в том, что


  • должны быть исключены необоснованные техногенные воздействия,

  • накопление вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные пределы,

  • поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов.


АС оказывают на окружающую среду - тепловое, радиационное, химическое и механическое воздействие. Для обеспечения безопасности биосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимой защитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных на компенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред, механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенных веществ в экосфере. Достаточность защиты достигается в том случае, когда температуры в средах, дозовые и механические нагрузки сред, концентрации вредных веществ в средах не превосходят предельных, критических значений.

Итак, санитарные нормативы предельно - допустимых концентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения, пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных, критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.

Разнообразные техногенные воздействия на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующую нормальной эксплуатации, и случайную составляющую, зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемого объекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснее авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно для человека, а смешанные леса и кустарники - в 5 раз меньшую.


Меры предупреждения опасных воздействий, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должны приниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. Эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.






Заключение


В конечном итоге можно сделать следующие выводы:

Факторы «За» атомные станции:

  1. Атомная энергетика является на сегодняшний день лучшим видом получения энергии. Экономичность, большая мощность, экологичность при правильном использовании.

  2. Атомные станции по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями обладают преимуществом в расходах на топливо, что особо ярко проявляется в тех регионах, где имеются трудности в обеспечении топливно-энергетическими ресурсами, а также устойчивой тенденцией роста затрат на добычу органического топлива.

  3. Атомным станциям не свойственны также загрязнения природной среды золой, дымовыми газами с CO2, NOх, SOх, сбросными водами, содержащими нефтепродукты.


Факторы «Против» атомных станций:

  1. Ужасные последствия аварий на АЭС.

  2. Локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве.

  3. Повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации.

  4. Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.

  5. Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС.

  6. Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.
















Используемая литература


  1. Ольсевич О.Я., Гудков А.А. Критика экологической критики. - М.: Мысль, 1990. - 213с.

  2. Ядерная и термоядерная энергетика будущего/Под ред. Чуянова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192с.

  3. Ядерный след/ Губарев В.С., Камиока И., Лаговский И.К. и др.; сост. Малкин Г. - М.: ИздАТ, 1992. - 256с.

  4. Ефимова Н. Ядерная безопасность: у кого искать защиты? / "Экономика и время", №11 от 20 марта 1999.

  5. Д. Никитин, Ю. Новиков "Окружающая среда и человек", 1986 г.





























































Взрыв на Чернобыльской атомной станции - это, конечно, колоссальная техногенная катастрофа, которая отбросила на много лет развитие ядерной энергетики во всем мире, подорвала доверие к величайшему изобретению человечества - атомной энергии. Но я больше чем уверен, что масштабы этой катастрофы сначала были недооценены, а затем искусственно преувеличены - и политиками, и учеными, и медиками, и особенно средствами массовой информации. На месте взрыва на ЧАЭС сразу погибли 28 человек, затем в течение 5 лет умерли еще 14 человек, хотя в клинику к нам в институт сначала поступили из Чернобыля 140 острых больных. Единственную патологию, которую мы находили после чернобыльской аварии - это заболевание щитовидной железы у детей. Частота этих заболеваний увеличилась в 2 раза.

Конечно, гибель каждого человека - это трагедия для его семьи. Но на дорогах России ежегодно погибают 30 тысяч человек. У меня до сих пор остается впечатление, что тогда действовали какие-то колоссальные силы, которые хотели запугать людей, дискредитировать нашу атомную отрасль, развалить Советский Союз. И можно сказать, что им это удалось. Во всем мире было прекращено строительство атомных станций, сразу же всюду возобладала точка зрения "зеленых" и даже самые развитые страны в энергетике вернулись к каменному углю - самому вредному из всех добываемых энергоносителей. А ведь выпадение радиоактивных веществ после чернобыльской аварии на самом деле было минимальным. Самыми загрязненными в России были районы в Брянской области, но уже через 2 года уровень радиации там не отличался от природного фона.


Название документа план - график проекта.doc

2.1.7.План – график разработки проекта.

Таблица 5



п/п

Содержание работы

Методы работы

Форма представления

сроки

Место выполнения

Исполнители

Формы контроля и помощи

1

Сбор материала из различных источников

Извлечение текстов из материалов и сортировка по годам.

конспекты


4-5-6-7 занятие

Класс или библиотека, кабинет информатики.

Все учащиеся.

Просмотр конспектов, наблюдение за работой, консультации.

2

Разработка опросников, проведение исследования.

Экскурсии.


Проведение опросов и анкетирования общественности. Обработка данных. Фотографирование, звукозапись, видеосъемка

Анкеты, опросники, отчеты.

6 занятие


8-10 занятие

Класс.

Дом.

Волгодонская АЭС,

Цимлянская ГЭС,

П.Тацинский,

П.Быстрогорск.

Эксперты- интервьюеры групп.

Все учащиеся.



Проверка материалов.

Инструктаж экспертов.


3

Подготовка звукового и наглядно- графического материала.

Рисование , черчение, фотографирование, звукозапись, видеосъемка.

Стенды, плакаты, записи, компьютерные презентации, буклеты, планы рефератов.

6-10 занятие

Класс, дом, кабинет информатики

Все учащиеся.

Просмотр предварительных результатов.

Консультирование.

4

Подготовка к презентации.


Написание текстов выступлений и их обсуждение.

Доклады,

Презентации,

Публикации.

11 занятие

Кабинет физики.

Кабинет информатики.

Все учащиеся.

Оценка готовности материалов.

Консультирование.

5

Презентация проекта.


Выступления, презентация, дискуссия,

Рецензирование, рефлексия.

Групповое представление, доклады экспертов, представление рефератов, отзывы гостей.

12 занятие

Кабинет физики.

Кабинет информатики

Все учащиеся.

Защита проекта.

Рецензирование.

продолжение Таблица 5.


Название документа Презентация ученика.ppt

Атомные реакторы и человек группа «Атомщики» Иванов С., Перевозщикова В., Поп...
Проблема группы. Что делать с атомными электростанциями? Всем они нужны, но н...
Развитие проекта. Взяли интервью у жителей села, старожилов. Изучили принцип ...
Задачи группы. Изучить принцип действия и устройство атомного реактора. Прове...
Теоретические основы. На каких «дровах» работает атомный реактор? Устройство ...
На каких «дровах» работает атомный реактор? Энергия связи атомных ядер или «б...
На каких «дровах» работает атомный реактор? .Максимальной удельной энергией о...
Первая ядерная реакция на быстрых протонах была осуществлена в 1932 г. удалос...
Механизм деления ядра ВЫДЕЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ - 200 МэВ
Цепная реакция. Происходит лавинообразное нарастание выделяемой энергии практ...
Атомный реактор. Ядерный реактор - это устройство, предназначенное для превра...
Опасные факторы. Радиоактивность Свойство самопроизвольного испускания подобн...
Что же радиоактивно? Опыты М.Кюри привели к следующим результатам: .Радиоакти...
Общественное мнение.
Исследования радиоактивного фона. Шахта Быстрогорский Тацинская карьер Окрест...
Эффективность АЭС.
1 из 17

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Атомные реакторы и человек группа «Атомщики» Иванов С., Перевозщикова В., Попова
Описание слайда:

Атомные реакторы и человек группа «Атомщики» Иванов С., Перевозщикова В., Попова О. 9 класс, МОУ Луговская ООШ, Тацинского района, Ростовской области

№ слайда 2 Проблема группы. Что делать с атомными электростанциями? Всем они нужны, но ни к
Описание слайда:

Проблема группы. Что делать с атомными электростанциями? Всем они нужны, но ни кто не проявляет особого желания их иметь. Гипотеза: если атомные реакторы достаточно безопасны для меня и эффективны, то их необходимо использовать

№ слайда 3 Развитие проекта. Взяли интервью у жителей села, старожилов. Изучили принцип дей
Описание слайда:

Развитие проекта. Взяли интервью у жителей села, старожилов. Изучили принцип действия атомного реактора и его устройство. Совершили экскурсию на АЭС. Провели исследования и анализ состояния радиоактивного фона и кислотности осадков. Собрали видео и фотоматериал . Подготовили материал к презентации.

№ слайда 4 Задачи группы. Изучить принцип действия и устройство атомного реактора. Провести
Описание слайда:

Задачи группы. Изучить принцип действия и устройство атомного реактора. Провести исследование безопасности и эффективности атомных реакторов. Провести исследование общественного мнения по проблеме группы. Провести исследование состояния радиоактивного фона и его сравнительный анализ. Собрать видео и фотоматериал по проблеме группы. Подготовить наработанный материал в виде буклета и реферата, электронной презентации .

№ слайда 5 Теоретические основы. На каких «дровах» работает атомный реактор? Устройство ато
Описание слайда:

Теоретические основы. На каких «дровах» работает атомный реактор? Устройство атомного реактора. Опасные факторы.

№ слайда 6 На каких «дровах» работает атомный реактор? Энергия связи атомных ядер или «бога
Описание слайда:

На каких «дровах» работает атомный реактор? Энергия связи атомных ядер или «богатырь с короткими руками». Под энергией связи ядра понимают ту энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. Энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов: Мя < Zmp + Nmn. Существует дефект масс: разность масс положительна. М = Zmp + Nmn - Мя Уменьшение массы при образовании ядра из нуклонов означает, что при этом уменьшается энергия этой системы нуклонов на величину энергии связи Есв: Есв = Мс2 = (Zmp + Nmn - Мя) с2. Важную информацию о свойствах ядер содержит зависимость удельной энергии связи от массового числа А. Удельной энергией связи называют энергию связи, приходящуюся на один нуклон ядра.

№ слайда 7 На каких «дровах» работает атомный реактор? .Максимальной удельной энергией обла
Описание слайда:

На каких «дровах» работает атомный реактор? .Максимальной удельной энергией обладают ядра. У которых число протонов и нейтронов четное ( Не, Ве, С), а минимальной – ядра, у которых число протонов и нейтронов нечетное ( Li, B, N). Таким образом, осуществляется два способа высвобождения внутренней энергии: деление тяжелых ядер (цепная ядерная реакция) и синтез легких ядер (термоядерная реакция). Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Поэтому сближение положительно заряженных частиц с ядрами (или ядер друг с другом) возможно, если этим частицам (или ядрам) сообщена большая кинетическая энергия. Эта энергия сообщается протонам, ядрам дейтерия – дейтронам, -частицам и другим, более тяжелым ядрам с помощью ускорителей элементарных частиц и ионов.

№ слайда 8 Первая ядерная реакция на быстрых протонах была осуществлена в 1932 г. удалось р
Описание слайда:

Первая ядерная реакция на быстрых протонах была осуществлена в 1932 г. удалось расщепить литий на две -частицы: 73 Li + 11 Н = 42 Не + 42 Не Процесс испускания протонов был изучен с помощью камеры Вильсона. В соответствии с законом сохранения энергии изменение кинетической энергии в процессе ядерной реакции равно изменению энергии покоя участвующих в реакции ядер и частиц. Энергетическим выходом ядерной реакции называется разность энергии покоя ядер и частиц до реакции, и после реакции. Энергетический выход ядерной реакции равен изменению кинетической энергии частиц – участников реакции. Энергия выделяемая в ядерных реакциях огромна.

№ слайда 9 Механизм деления ядра ВЫДЕЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ - 200 МэВ
Описание слайда:

Механизм деления ядра ВЫДЕЛЯЕМАЯ ЭНЕРГИЯ - 200 МэВ

№ слайда 10 Цепная реакция. Происходит лавинообразное нарастание выделяемой энергии практиче
Описание слайда:

Цепная реакция. Происходит лавинообразное нарастание выделяемой энергии практически мгновенно

№ слайда 11 Атомный реактор. Ядерный реактор - это устройство, предназначенное для превращен
Описание слайда:

Атомный реактор. Ядерный реактор - это устройство, предназначенное для превращения энергии атомного ядра в электрическую энергию. В ядре реактора находится радиоактивное вещество (обычно, уран или плутоний). Энергия, выделяемая за счет α-распада этих атомов, нагревает воду. Получающийся водяной пар устремляется в паровую турбину; за счет ее вращения в электрогенераторе вырабатывается электрический ток. Теплая вода после соответствующей очистки выливается в расположенный рядом водоем; оттуда же в реактор поступает холодная вода. Специальный герметичный кожух защищает окружающую среду от смертоносного излучения. Специальные графитовые стержни поглощают быстрые нейтроны. С их помощью можно управлять ходом реакции. Нажмите кнопку "Поднять" (это можно сделать, только если будут включены насосы, закачивающие холодную воду в реактор) и включите "Условия процесса". После того, как стержни будут подняты, начнется ядерная реакция. Температура T1 внутри реактора возрастет до 300° С, и вода вскоре начнет кипеть. Взглянув на амперметр в правом углу экрана, можно убедиться, что реактор начал вырабатывать электрический ток. Задвинув стержни обратно, можно приостановить цепную реакцию.

№ слайда 12 Опасные факторы. Радиоактивность Свойство самопроизвольного испускания подобного
Описание слайда:

Опасные факторы. Радиоактивность Свойство самопроизвольного испускания подобного излучения получило название радиоактивности. Элементы, обладающие этим свойством, называются радиоактивными элементами, а испускаемое ими излучение – радиоактивным излучением. Радиоактивные свойства были впервые обнаружены в 1896 г. у урана французским физиком Антуаном Анри Беккерелем (1852-1908). После открытия радиоактивности урана Беккерелем польский и французский физик Мария Склодовская-Кюри (1867-1934 со своим мужем Пьером Кюри (1859-1906), исследовала большую часть известных элементов и многие их соединения с целью установить, не обладают ли какие-либо из них радиоактивности свойствами. В своих опытах М.Кюри использовала в качестве признака радиоактивности способность радиоактивных веществ ионизовать воздух.

№ слайда 13 Что же радиоактивно? Опыты М.Кюри привели к следующим результатам: .Радиоактивно
Описание слайда:

Что же радиоактивно? Опыты М.Кюри привели к следующим результатам: .Радиоактивность обнаруживают не только уран, но и все его химические соединения. Кроме того, радиоактивные свойства были обнаружены еще у одного элемента – тория и у всех его химических соединений. .Радиоактивность препарата с любым химическим составом равна радиоактивности чистых урана или тория взятых в количестве в котором они содержатся в этом препарате. Последний результат означает, что свойства молекулы, в состав которой входит радиоактивный элемент, не влияют на радиоактивность. Таким образом, радиоактивность представляет собой не молекулярное явление, а внутреннее свойство атомов радиоактивного элемента. Помимо чистых элементов и их соединений, Кюри исследовала также различные природные минералы. Радиоактивность минералов оказалась обусловленной присутствием в них урана или тория. При этом, однако, некоторые минералы обнаружили неожиданно большую радиоактивность. Так, урановая смоляная руда давала в четыре раза большую ионизацию, чем содержащийся в ней уран.

№ слайда 14 Общественное мнение.
Описание слайда:

Общественное мнение.

№ слайда 15 Исследования радиоактивного фона. Шахта Быстрогорский Тацинская карьер Окрестнос
Описание слайда:

Исследования радиоактивного фона. Шахта Быстрогорский Тацинская карьер Окрестности Тацинский Собор Элеватор

№ слайда 16 Эффективность АЭС.
Описание слайда:

Эффективность АЭС.

№ слайда 17
Описание слайда:

Название документа Опросный лист для населения.doc

Вопросы:


1 Нужно ли строить атомные станции?

  1. нужно

  2. нет

  3. затрудняюсь ответить.

2. Опасны ли атомные электростанции?

  1. да

  2. нет

  3. затрудняюсь ответить.

Какие энергетические станции являются экологически более чистыми при правильной эксплуатации?

  1. атомные

  2. Гидроэлектростанции.

  3. тепловые станции.

  4. затрудняюсь ответить.

4.В какой из перечисленных стран больше всего, по вашему мнению, атомных реакторов?

  1. США.

  2. Россия.

  3. Франция.

  4. Германия.

  5. Япония.

5.Часто ли в мире происходят аварии на атомных станциях?

  1. Часто.

  2. Не часто.

  3. Затрудняюсь ответить.




Название документа Приложения.doc


Приложение 1.

hello_html_m5ccaca0e.gif

1. Исходный: разработка проектного задания

2. Разработка проекта: планирование работы

3. Реализация проекта

4. Завершение проекта


  1. Исходный: разработка проектного задания

• определение проблемы: обоснование актуальности; анализ ее изученности; фор­мулирование темы проекта;

формулирование гипотезы о результатах и путях их достижения;

определение цели проекта и поэтапных задач



2. Разработка проекта: планирование работы

определение сроков выполнения проекта, составление плана и графика промежу­точной отчетности;

выбор способа оформления результатов и сценария презентации;

обсуждение критериев оценки качества проекта и способа оценивания;

выбор средств и методов выполнения;

выбор формы работы (индивидуальной, групповой), распределение обязанностей.


3. Реализация проекта

сбор, анализ и обобщение информации из разных источников;

проведение исследования;

подготовка наглядно-графического материала;

оформление материала для презентации;

контроль и коррекция промежуточных результатов.



4. Завершение проекта


• общественная презентация проекта;

экспертиза проекта в соответствии с заданными критериями;

рефлексия: обсуждение процесса, итогов работы, групповых и личностных дос­тижений.

















Приложение 2.



Обобщенные планы

Физическое явление

1. Признаки явления, по которым оно обнаруживается (или опре­деление).

2. Условия, при которых протекает явление.

3. Связь данного явления с другими.

4. Объяснение явления на основе научной теории.

5. Примеры использования явления на практике.

Физический опыт

1. Цель опыта.

2. Схема опыта.

3. Условия, при которых осуществ­лялся опыт.

4. Ход опыта.

5. Результат опыта.

Физическое понятие, в том числе физическая величина

1. Явление или свойство, которое характеризует данное понятие (величина).

2. Определение понятия (величины).

3. Формулы, связывающие данную величину с другими.

4. Единицы величины.

5. Способы измерения величины.



Закон

1. Формулировка и математическое выражение закона.

2. Опыты, подтверждающие спра­ведливость закона.

3. Примеры применения закона на практике.

4. Условия применения закона.

Физическая теория

1. Опытное обоснование теории.

2. Основные понятия, положения, законы, принципы в теории.

3. Основные следствия теории.

4. Практическое применение теории.

5. Границы применимости теории.

Прибор, механизм, машина

\. Назначение устройства.

2. Схема устройства.

3. Принцип действия устройства.

4. Применение и правила пользо­вания устройством.






Приложение 3.

Критерии оценки качества проекта:


  1. Полнота и разносторонность в раскрытии темы; доказательность гипотез.

  2. Качество оформления ( грамотность изложения, наличие иллюстраций, графиков, актуальность и
    эстетичность, уровень носителя информации).

  3. Самостоятельность выполнения, суждений.

  4. Элементы исследований и новизны результата.

  5. Уровень презентации ( речь, наглядность, ответы на вопросы, уверенность поведения).

  6. Степень активности каждого участника группы, степень сотрудничества.

Оценки выставляются : В традиционной пятибалльной системе.

В рейтинговых баллах

В индивидуальных и суммарных групповых.

Зачет, незачет.

Содержательное рецензирование.












Приложение4


Методы используемые при проектировании:


  1. изучение и анализ литературных источников.

  2. теоретическое моделирование и обобщение.

  3. опросы: анкетирование, интервью, собеседование,
    запросы по Интернет.

  4. наблюдение по специальной программе.

  5. опыты и эксперименты.

  6. статистические методы обработки данных.






Приложение5.


Этапы мышления в решении проблем:


  • выделение и постановка проблемы.

  • Сбор данных.

  • Выдвижение гипотез.

  • Анализ данных.

  • Проверка гипотез.

  • Формулирование выводов.

  • Применение новых представлений к широкому кругу явлений.

  • Обобщения.



Приложение 6

Название документа Экология и атом..doc

13


Доклад по физике.

Экология и Атомная энергия.

Докладчик : Широкова Ольга,
ученица 9 класса,
МОУ Луговская ООШ.

2007г.

ВСТУПЛЕНИЕ


Опыт прошлого свидетельствует, что проходит не менее 80 лет, прежде чем одни основные источники энергии заменяются другими - дерево заменил уголь, уголь - нефть, нефть - газ, химические виды топлива заменила атомная энергетика. История овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает около 60 лет, когда
в 1939г. была открыта реакция деления урана.

В 30-е годы нашего столетия известный ученый И.В. Курчатов обосновывал необходимость развития научно-практических работ в области атомной техники в интересах народного хозяйства страны.

В 1946 г. в России был сооружен и запущен первый на Европейско-Азиатском континенте ядерный реактор. Создается уранодобывающая промышленность. Организовано производство ядерного горючего – урана-235 и плутония-239, налажен выпуск радиоактивных изотопов.

В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске, а через 3 года на океанские просторы вышло первое в мире атомное судно – ледокол «Ленин».

Начиная с 1970 г. во многих странах мира осуществляются масштабные программы развития ядерной энергетики. В настоящее время сотни ядерных реакторов работают по всему миру.




















ОСОБЕННОСТИ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ



Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше.

На сегодняшний день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные корабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атома осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы.

В России имеется 9 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.


Положительное значение атомных электростанций в энергобалансе очевидно. Гидроэнергетика для своей работы требует создание крупных водохранилищ, под которыми затапливаются большие площади плодородных земель по берегам рек. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что в свою очередь обостряет проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени способствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Они уже истребили многие десятки тонн органического топлива. Для его добычи из сельского хозяйства и других сфер изымаются огромные земельные площади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные ландшафты». А повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн hello_html_m476b5a00.gif. Все тепловые энергетические установки мира выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида.

Атомные электростанции – третий «кит» в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В случае безаварийной работы атомные электростанции не производят практически никакого загрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы, представляющие потенциальную опасность. Однако объем радиоактивных отходов очень мал, они весьма компактны, и их можно хранить в условиях, гарантирующих отсутствие утечки наружу.


АЭС экономичнее обычных тепловых станций, а, самое главное, при правильной их эксплуатации – это чистые источники энергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям.

Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Наиболее характерные из них: в 1957 г. – в Уиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США), в 1961 г. – в Айдахо-Фолсе (США), в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – на Чернобыльской АЭС (СССР).




Воздействие атомных станций на окружающую среду


Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Наиболее существенные факторы :

  • локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

  • повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

  • сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,

  • изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,

  • изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов - охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты оказывают травмирующее воздействие на популяции, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.


Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС
Перенос радиоактивности в окружающей среде

Исходными событиями, которые развиваясь во времени, в конечном счете могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.
Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека


Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм.
Различные радиоактивные вещества по - разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.


Виды радиоактивного излучения


Альфа-частицы представляют собой атомы гелия без электронов, т.е. два протона и два нейтрона. Эти частицы относительно большие и тяжелые, и поэтому легко тормозят. Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких сантиметров. В момент остановки они выбрасывают большое количество энергии на единицу площади, и поэтому могут принести большие разрушения. Из-за ограниченного пробега для получения дозы необходимо поместить источник внутрь организма. Изотопами, испускающими альфа- частицы, являются, например, уран (235U и 238U) и плутоний (239Pu).

Бета-частицы - это отрицательно или положительно заряженные электроны (положительно заряженные электроны называются позитроны). Их пробег в воздухе составляет порядка нескольких метров. Тонкая одежда способна остановить поток радиации, и, чтобы получить дозу облучения, источник радиации необходимо поместить внутрь организма, изотопы, испускающие бета-частицы - это тритий (3H) и стронций (90Sr).

Гамма-радиация - это разновидность электромагнитного излучения, в точности похожая на видимый свет. Однако энергия гамма-частиц гораздо больше энергии фотонов. Эти частицы обладают большой проникающей способностью, и гамма-радиация является единственным из трех типов радиации, способной облучить организм снаружи. Два изотопа, излучающих гамма-радиацию, - это цезий (137Сs) и кобальт (60Со).

Пути проникновения радиации в организм человека


Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.

Радиоактивные частицы из воздуха во время дыхания могут попасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распространяются по организму.

Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучение, способны - облучить организм снаружи. Эти изотопы также переносятся атмосферными осадками.


Ограничение опасных воздействий АС на экосистемы



АС и другие промышленные предприятия региона оказывают разнообразные воздействия на совокупность природных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия. Людям совершенно небезразлично в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений.

Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Необходимо предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.

Чтобы избежать травмирования экосистем должны быть определены и нормативно зафиксированы некоторые предельные поступления вредных веществ в организмы особей, другие пределы воздействий, которые могли бы вызвать неприемлемые последствия на уровне популяций. Другими словами должны быть известны экологические емкости экосистем, величины которых не должны превышаться при техногенных воздействиях. Экологические емкости экосистем для различных вредных веществ следует определять по интенсивности поступления этих веществ, при которых хотя бы в одном из компонентов биоценоза возникнет критическая ситуация, т.е. когда накопление этих веществ приблизится к опасному пределу, будет достигаться критическая концентрация. В значениях предельных концентраций токсикогенов, в том числе радионуклидов, конечно, должны учитывать и перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей среды состоят в том, что


  • должны быть исключены необоснованные техногенные воздействия,

  • накопление вредных веществ в биоценозах, техногенные нагрузки на элементы экосистем не должны превышать опасные пределы,

  • поступление вредных веществ в элементы экосистем, техногенные нагрузки должны быть настолько низкими, насколько это возможно с учетом экономических и социальных факторов.


АС оказывают на окружающую среду - тепловое, радиационное, химическое и механическое воздействие. Для обеспечения безопасности биосферы нужны необходимые и достаточные защитные средства. Под необходимой защитой окружающей среды будем понимать систему мер, направленных на компенсацию возможного превышения допустимых значений температур сред, механических и дозовых нагрузок, концентраций токсикогенных веществ в экосфере. Достаточность защиты достигается в том случае, когда температуры в средах, дозовые и механические нагрузки сред, концентрации вредных веществ в средах не превосходят предельных, критических значений.

Итак, санитарные нормативы предельно - допустимых концентраций (ПДК), допустимые температуры, дозовые и механические нагрузки должны быть критерием необходимости проведения мероприятий по защите окружающей среды. Система детализированных нормативов по пределам внешнего облучения, пределам содержания радиоизотопов и токсичных веществ в компонентах экосистем, механическим нагрузкам могла бы нормативно закрепить границу предельных, критических воздействий на элементы экосистем для них защиты от деградации. Другими словами должны быть известны экологические емкости для всех экосистем в рассматриваемом регионе по всем типам воздействий.

Разнообразные техногенные воздействия на окружающую среду характеризуются их частотой повторения и интенсивностью. Например, выбросы вредных веществ имеют некоторую постоянную составляющую, соответствующую нормальной эксплуатации, и случайную составляющую, зависящую от вероятностей аварий, т.е. от уровня безопасности рассматриваемого объекта. Ясно, что чем тяжелее, опаснее авария, тем вероятность ее возникновения ниже. Нам известно сейчас по горькому опыту Чернобыля, что сосновые леса имеют радиочувствительность похожую на то, что характерно для человека, а смешанные леса и кустарники - в 5 раз меньшую.


Меры предупреждения опасных воздействий, их предотвращения при эксплуатации, создания возможностей для их компенсации и управления вредными воздействиями должны приниматься на стадии проектирования объектов. Это предполагает разработку и создание систем экологического мониторинга регионов, разработку методов расчетного прогнозирования экологического ущерба, признанных методов оценивания экологических емкостей экосистем, методов сравнения разнотипных ущербов. Эти меры должны создать базу для активного управления состоянием окружающей среды.






Заключение


В конечном итоге можно сделать следующие выводы:

Факторы «За» атомные станции:

  1. Атомная энергетика является на сегодняшний день лучшим видом получения энергии. Экономичность, большая мощность, экологичность при правильном использовании.

  2. Атомные станции по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями обладают преимуществом в расходах на топливо, что особо ярко проявляется в тех регионах, где имеются трудности в обеспечении топливно-энергетическими ресурсами, а также устойчивой тенденцией роста затрат на добычу органического топлива.

  3. Атомным станциям не свойственны также загрязнения природной среды золой, дымовыми газами с CO2, NOх, SOх, сбросными водами, содержащими нефтепродукты.


Факторы «Против» атомных станций:

  1. Ужасные последствия аварий на АЭС.

  2. Локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве.

  3. Повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации.

  4. Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.

  5. Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС.

  6. Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.
















Используемая литература


  1. Ольсевич О.Я., Гудков А.А. Критика экологической критики. - М.: Мысль, 1990. - 213с.

  2. Ядерная и термоядерная энергетика будущего/Под ред. Чуянова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192с.

  3. Ядерный след/ Губарев В.С., Камиока И., Лаговский И.К. и др.; сост. Малкин Г. - М.: ИздАТ, 1992. - 256с.

  4. Ефимова Н. Ядерная безопасность: у кого искать защиты? / "Экономика и время", №11 от 20 марта 1999.

  5. Д. Никитин, Ю. Новиков "Окружающая среда и человек", 1986 г.





























































Взрыв на Чернобыльской атомной станции - это, конечно, колоссальная техногенная катастрофа, которая отбросила на много лет развитие ядерной энергетики во всем мире, подорвала доверие к величайшему изобретению человечества - атомной энергии. Но я больше чем уверен, что масштабы этой катастрофы сначала были недооценены, а затем искусственно преувеличены - и политиками, и учеными, и медиками, и особенно средствами массовой информации. На месте взрыва на ЧАЭС сразу погибли 28 человек, затем в течение 5 лет умерли еще 14 человек, хотя в клинику к нам в институт сначала поступили из Чернобыля 140 острых больных. Единственную патологию, которую мы находили после чернобыльской аварии - это заболевание щитовидной железы у детей. Частота этих заболеваний увеличилась в 2 раза.

Конечно, гибель каждого человека - это трагедия для его семьи. Но на дорогах России ежегодно погибают 30 тысяч человек. У меня до сих пор остается впечатление, что тогда действовали какие-то колоссальные силы, которые хотели запугать людей, дискредитировать нашу атомную отрасль, развалить Советский Союз. И можно сказать, что им это удалось. Во всем мире было прекращено строительство атомных станций, сразу же всюду возобладала точка зрения "зеленых" и даже самые развитые страны в энергетике вернулись к каменному углю - самому вредному из всех добываемых энергоносителей. А ведь выпадение радиоактивных веществ после чернобыльской аварии на самом деле было минимальным. Самыми загрязненными в России были районы в Брянской области, но уже через 2 года уровень радиации там не отличался от природного фона.


Название документа реферат ученика.doc








hello_html_m3601a5f0.gif


hello_html_m13898762.jpg

Составил:
ученик 9 класса
МОУ Луговской ООШ
Самойленко Иван.
Х.Луговой,
Ростовская обл.
Тацинский р/н.



2007г.





Содержание:


  1. Определение радиоактивности……3

  2. Работа Кюри…………………………...5

  3. Работы Резерфорда………………....10

  4. Исскуственная радиоактивность..11

  5. Работа Курчатова…………………...12

  6. Использование атомной энергии
    и последствия………………………..13

  7. Литература…………………………….16

































1. Определение радиоактивности.

Дадим вначале научное определение: радиоактивность — это процесс самопроизвольного выделения энергии с постоянной скоростью, присущей данному виду ядер (радионуклидов, т.е. ядер, способных к радиоактивному распаду). Термин «радиоактивность» был предложен Марией Кюри, одной из первых начавших исследования этого природного явления, великим человеком и талантливым физиком.


2. Французский физик А.Баккрель и его открытие.

hello_html_59039409.png
Французский физик А.Баккрель 1 марта 1896 года обнаружил по почернению фотопластинки испускание солью урана невидимых лучей сильной проникающей способности. hello_html_m16e85acc.png

Беккерель взял несколько кристалликов одной из солей урана (это вещество фосфоресцировало особенно интенсивно) и поместил на окне, подложив под них фотопластинку, завернутую в плотную черную бумагу. На фотопластинке лежала еще и фигурная металлическая прокладка — медный крестик, — чтобы на негативе отпечаталось ее изображение, создаваемое Х-лучами. Гипотеза подтвердилась: фотопластинка, на которой лежали кусочки урана, исправно засвечивалась неким излучением. То есть, соединение урана испускало лучи неизвестной (как считал Беккерель тогда, те самые лучи Рентгена) природы. Доклад об обнаружении Х-лучей, испускаемых самопроизвольно природными веществами, был сделан. «Облученные солнечным светом соли урана испускают рентгеновскую радиацию» — заявил на заседании Французской академии Беккерель. Однако истина оказалась другой — к счастью для науки и цивилизации Беккерель, как настоящий ученый, проводил опыты аккуратно и последовательно. В столе он обнаружил фотопластинку, которая не подвергалась действию солнечных лучей, поскольку один из дней выдался несолнечным, но решил и ее проявить. Ученый с удивлением обнаружил, что фотопластинка опять засвечена — на ней имелся четкий отпечаток крестика. Вывод ученого был однозначен: уран излучал независимо от воздействия на него солнечного света!

Таким образом, в конце 19-го века было установлено, что соли урана самопроизвольно, без предварительного воздействия на них света, испускают лучи неизвестного происхождения. Содержащее уран вещество, положенное на фотографическую пластинку, обернутую в черную бумагу, воздействует на пластинку и на бумагу. Эти лучи способны разряжать электроскоп, превращая окружающий воздух в проводник электричества. А.Беккерель убедился, что эти свойства урана не зависят от предварительного облучения, а неизменно проявляются даже тогда, когда урансодержащее вещество долго выдерживают в темноте

Затем такое свойство им было обнаружено и у тория.
Радиоактивность (от латинского radio – излучаю, radus – луч и activus – действенный), такое название получило открытое явление, которое оказалось привилегией самых тяжелых элементов периодической системы Д.И.Менделеева.
Есть несколько определений этого замечательного явления одно из которых дает такую ее формулировку: «Радиоактивность – это самопроизвольное
(спонтанное) превращение неустойчивого изотопа химического элемента в другой изотоп (обычно изотоп другого элемента); при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия (?-частиц)»
Сущностью открытого явления было в самопроизвольном изменении состава атомного ядра, находящегося в основном состоянии либо в возбужденном долгоживущем состоянии.








2. Работа Кюри.



В 1898 году другие французские ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри выделили из уранового минерала два новых вещества, радиоактивных в гораздо большей степени, чем уран и торий Так были открыты два неизвестных ранее радиоактивных элемента - полоний и радий, а Мария, кроме того обнаруживает (независимо от немецкого физика Г.Шмидта) явление радиоактивности у тория. Кстати, она первой и предложила термин радиоактивность. Ученые пришли к выводу, что радиоактивность представляет собой самопроизвольный процесс, происходящий в атомах радиоактивных элементов. hello_html_m417ee8.png

Мария Склодовская-Кюри, делающая лишь первые шаги в науке, активно включилась в только-только зарождающуюся область исследований. Уже ее первый научный результат чрезвычайно интересен: интенсивность таинственного (рентгеновского?) излучения пропорциональна количеству урана в образцах, на характер излучения не влияют ни состояние химических соединений урана, ни освещенность, ни температура. Похоже, что непонятное излучение имеет атомное происхождение — только так можно объяснить данные опытов. Такой же радиационный эффект был обнаружен химиком Эрхардом Шмидтом и у соединений тория. Явление в целом получило название радиоактивности, а уран и торий были названы радиоэлементами (испускающими лучи). Дальнейшие исследования Марии и Пьера Кюри показали, что некоторые соединения урана имеют активность гораздо более высокую, чем у урана и тория. Так готовилось открытие радия.

Кстати, уран как металл был известен химикам еще с 18-го века, его изучали и в чистом виде, и в соединениях. На первый взгляд в нем нет ничего необыкновенного. По виду он похож на серебро, по тяжести — на платину, химические свойства у него почти такие же, как у вольфрама. Химики всегда были твердо убеждены, что уран — самый заурядный металл. Использовали его, главным образом, для окрашивания стекол и керамики в желто-зеленый цвет.

Ученые-химики утверждали, что нет никаких новых радиоактивных веществ, кроме уже известных — урана и тория. Чтобы доказать скептикам их неправоту, выделить новые элементы и измерить их атомные веса («Нет атомного веса, нет и радия. Покажите нам радий, и мы поверим» — так говорили химики), супругам Кюри понадобится четыре года упорного труда. Собственными руками Кюри перерабатывают 8 тонн урансодержащей руды и выделяют из нее 0,4 грамма (!) радия.

Вот что писала М.Кюри о том времени первых открытий, о годах работы в старом сарае (там была оборудована их лаборатория), когда они химически выделяли радий и полоний, измеряли их атомные веса и интенсивность излучения: «У нас не было ни денег, ни лаборатории, ни помощи, чтобы хорошо выполнить эту важную и трудную задачу. Требовалось создать нечто из ничего, …я могу сказать без преувеличений, что этот период был для меня и моего мужа героической эпохой в нашей совместной жизни, ...мы с головой ушли в новую область, которая раскрылась перед нами благодаря неожиданному открытию».


В 1903 году Уолтер Рамзай и Фредерик Содди обнаруживают, что радий непрерывно выделяет также небольшое количество газа гелия. Так был обнаружен первый пример ядерного превращения. Позднее, уже работая в Англии, Резерфорд и Содди, опираясь на гипотезу, высказанную Марией Кюри, публикуют «Теорию радиоактивных превращений», в которой утверждают, что радиоактивные элементы, даже когда кажутся неизменными, находятся в состоянии самопроизвольного распада: чем быстрее процесс их превращения, тем больше их активность. Определение, данное Резерфордом и Содди, таково: радиоактивность есть не что иное, как распад атома на заряженную частицу (именно она и представляет собой радиоактивное излучение) и атом другого элемента, по своим химическим свойствам отличный от исходного. Образовавшийся атом также может испытать радиоактивный распад. Следствием этого утверждения является вывод о существовании целых радиоактивных семейств, первый элемент которых радиоактивен, а последний стабилен.

После знакомства с этой теорией Пьер Кюри заявил: «Это настоящая теория превращения простых тел, но не такого, как мыслили алхимики. Неорганическая материя будет веками непреложно эволюционировать по незыблемым законам».


За 10 лет совместной работы они сделали очень многое для изучения явления радиоактивности. Это был беззаветный труд во имя науки – в плохо оборудованной лаборатории и при отсутствии необходимых средств. Пьер установил самопроизвольное выделение тепла солями радия. Этот препарат радия исследователи получили в 1902 году в количестве 0,1 гр. Для этого им потребовалось 45 месяцев напряженного туда и более 10000 химических операций освобождения и кристаллизации.

Совершенствование измерительной аппаратуры позволило получить точные данные для атомных весов этих новых элементов. Оказалось, что дробные значения, которые обычно указываются в периодической таблице в качестве атомных весов элементов, являются лишь средними арифметическими атомных весов всех изотопов данного элемента. Точный же атомный вес каждого изотопа оказался кратен атомному весу водорода.

Гипотеза подобного содержания была высказана английским врачом и химиком У.Праутом еще в начале 19-го века: если полагать, что мир построен из атомов, то разумно также считать, что все атомы сконструированы из вполне определенных унифицированных деталей. В качестве такой детали Праут предлагал принять наиболее легкий и простой атом — атом водорода. Дальнейшие измерения атомных весов химических элементов показали, что эти атомные веса имеют дробные значения, так что гипотеза Праута на время — примерно один век — была отвергнута. Предположение о том, что в природе существуют разновидности химических элементов с разными атомными весами и несколько отличающимися физическими свойствами, высказал Фредерик Содди уже в начале 20-го века. Эти разновидности и должны занимать одно и то же место в периодической системе элементов. Они получили название изотопов.

Разные изотопы имеют равные количества протонов, а, следовательно, и электронов на околоядерных орбитах (напомним, что полный электрический заряд атома равен нулю). Именно поэтому химические свойства изотопов одинаковы — ведь они определяются именно этими, заряженными, компонентами атомов, затрагивают только их электронные оболочки. Это касается всех основных химических реакций — горения, окисления, восстановления. Однако количество нейтронов в ядрах изотопов различно, что и приводит к различиям в атомных весах и в физических свойствах. Если мы вспомним, что масса нейтрона практически точно равна массе протона, то нам станет ясно, почему гипотеза Праута вернулась к жизни — масса атома водорода крайне мало отличается от массы протона (лишь на малую величину массы электрона).

Мы уже говорили, что радиоактивные элементы образуют семейства, каждый из его членов рождается в результате самопроизвольного распада материнского вещества: радий – потомок урана, полоний – потомок радия.

Каждый радиоактивный изотоп теряет половину своей массы за одно и то же время – период полураспада (за это время половина ядер претерпевает радиоактивный распад, превращаясь в другой химический элемент). Масса урана уменьшится наполовину за несколько миллиардов лет, радия – за 1600 лет, масса газа радона — за 4 дня, "потомкам" эманации радия, для того, чтобы распалась половина радиоактивных атомов, нужно всего несколько секунд. В таблице приведены некоторые сведения о периодах полураспада для наиболее распространенных природных изотопов (характеризовать радиоактивные свойства ядер временем, за которое распадается половина имеющихся в наличии ядер, было предложено Резерфордом).

Основные физические характеристики естественных радионуклидов

Название

Символ

Число протонов ( Z )

Число нуклонов ( Z + N )

Период полураспада

Вид излучения

Уран

U

92

235

7 ? 108 лет

hello_html_5a4d5279.png

Протактиний

Pa

91

231

3,4 ? 104 лет

hello_html_5a4d5279.png

Торий

Th

90

232

1,4 ? 1010 лет

hello_html_5a4d5279.png

Актиний

Ac

89

227

22 года

hello_html_m45d08aeb.png

Радий

Ra

88

226

1860 лет

hello_html_5a4d5279.png

Радон

Rn

86

222

3,8 суток

hello_html_m7ebf9ff5.png

Полоний

Po

84

210

138 суток

hello_html_m7ebf9ff5.png

Свинец

Rb

82

210

22 года

hello_html_m45d08aeb.png

Калий

K

19

40

4,5 ? 108 лет

hello_html_m45d08aeb.png

Уран

U

92

238

4,5 ? 109 лет

hello_html_m7ebf9ff5.png

Из всего множества радиоактивных элементов, пожалуй, самый заметный вклад в развитие фундаментальной науки и техники внес радий — химический элемент, открытый супругами Кюри. Соединение радия с хлором в чистом состоянии представляет собой белый тусклый порошок, похожий на обычную поваренную соль. Но излучение радия в 2 миллиона раз сильнее, чем излучение урана. Именно излучение радия было разложено в эксперименте на три компоненты и установлено, что эти лучи способны проходить сквозь самые светонепроницаемые материалы. Лишь толстый свинцовый экран оказался способен остановить поток невидимых лучей, испускаемых радием.

Радий светоносен, излучаемый небольшим количеством радия свет имеет достаточную силу, чтобы читать в темноте. Радий заставляет фосфоресцировать многие тела, сами по себе неспособные излучать свет. Увидев свечение радия, Пьер Кюри сказал друзьям: «Вот свет будущего!» Ученый оказался прав — открытие радиоактивности изменило не только наши представления об устройстве материального мира, но и наши возможности обеспечивать процесс его познания и реализации гуманитарных планов человеческой цивилизации. Проще говоря, у человека появилась возможность добывать энергию из атомных глубин и использовать ее во благо.

Как-то Фредерик Содди взял стеклянную трубочку с радием и фотопластинку в светонепроницаемой кассете и стал водить трубочкой, как карандашом, по кассете. Лучи радия прошли сквозь кассету и на фотопластинке отпечатались слова «Writing radiu» — «Написано радием».

Но нельзя было оставить рядом с пробиркой какой-либо предмет, растение, животное или человека, чтобы на них тотчас же и заметно не повлияла активность радия.

hello_html_6eb65c8c.png

Из записей Марии Кюри: «При исследовании сильно радиоактивных веществ надо принимать особо тщательные предосторожности, если хочешь ставить продолжительные тонкие опыты. Различные предметы, употребляемые в химической лаборатории и те, которые необходимы для физических экспериментов, незамедлительно сами становятся радиоактивными и начинают действовать на фотографические пластинки сквозь черную бумагу. Пыль, воздух в комнате, сам одежда делаются радиоактивными. Воздух превращается в проводник электричества. В той лаборатории, где мы работаем, эта напасть приобрела такую остроту, что мы уже не в состоянии иметь ни одного вполне приличного изолированного аппарата». Даже через 30-40 лет после смерти супругов Кюри их записные книжки все еще будут проявлять живую активность и действовать на измерительные приборы.

В 1903 году за открытие в области радиоактивности супругам Кюри и А.Беккерею была присуждена Нобелевская премия по физике. Всего за работы, связанные с исследованием и применением радиоактивности, было присуждено более 10 Нобелевских премий по физике и химии (А.Беккерею, П. и М. Кюри, Э.Ферми, Э.Резерфорду, Ф. и И. Жолио-Кюри,
Д.Хэвиши, О.Гану, Э.Макмиланн и Г.Сиборгу, У.Либби и др.). В честь супругов Кюри получил свое название искусственно полученный трансурановый элемент с порядковым номером 96 – кюрий.


3.Работы Резерфорда.
В 1898 году английский ученый Э.Резерфорд приступил к изучению явления радиоактивности. В 1903 году Э.Резерфорд доказывает ошибочность предположения английского физика Д.Томпсона о его теории строении атома и в
1908-1911 г.г. проводит опыты по рассеянию ? – частиц (ядер гелия) металлической фольгой. ? – частица проходила сквозь тонкую фольгу (толщиной
1 мкм) и, попадая на экран из сернистого цинка, порождала вспышку, хорошо наблюдаемую в микроскоп. Опыты по рассеянию ? – частиц убедительно показали, что почти вся масса атома сосредоточена в очень малом объеме – атомном ядре, диаметр которого примерно в 100000 раз меньше диаметра атома.
Большинство ? – частиц пролетает мимо массивного ядра, не задевая его, но изредка происходит столкновение ? – частицы с ядром и тогда она может отскочить назад. Таким образом, первым его фундаментальным открытием в этой области было обнаружение неоднородности излучения, испускаемого ураном. Так в науку о радиоактивности впервые вошло понятие об ? – и ? - лучах. Он также предложил и названия:
? –распад и ? – частица. Немного позже была обнаружена еще одна составляющая часть излучения, обозначенная третьей буквой греческого алфавита: ?-лучи.
Это произошло вскоре после открытия радиоактивности. На долгие годы ? – частицы стали для Э.Резерфорда незаменимым инструментом исследований атомных ядер.
В 1903 году он открывает новый радиоактивный элемент – эманацию тория. В 1901-1903 годах он совместно с английским ученым Ф.Содди проводит исследования, которые привели к открытию естественного превращения элементов
( например радия в радон) и разработке теории радиоактивного распада атомов.
В 1903 году немецкий физик К.Фаянс и Ф.Содди независимо друг от друга сформулировали правило смещения, характеризующее перемещение изотопа в периодической системе элементов при различных радиоактивных превращениях.








4. Искусственная радиоактивность.
Весной 1934 года в «Докладах Парижской академии наук» появилась статья под названием «Новый тип радиоактивности». Ее авторы Ирен Жолио-Кюри и ее муж Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что бор, магний, и алюминий, облученные ? – частицами, становятся сами радиоактивными и при своем распаде испускают позитроны. Так была открыта искусственная радиоактивность. В результате ядерных реакций (например, при облучении различных элементов ? – частицами или нейтронами) образуется радиоактивные изотопы элементов, в природе не существующие. Именно эти искусственные радиоактивные продукты составляют подавляющее большинство среди всех известных ныне изотопов. Во многих случаях продукты радиоактивного распада сами оказываются радиоактивными и, тогда образованию стабильного изотопа предшествует цепочка из нескольких актов радиоактивного распада. Примерами таких цепочек являются ряды периодических изотопов тяжелых элементов, которые начинаются нуклеидами 238U, 235U, 232 и заканчиваются стабильными изотопами свинца 206Pb, 207Pb, 208Pb. Так из общего числа известных ныне около 2000 радиоактивных изотопов около 300 – природные, а остальные получены искусственно, в результате ядерных реакций. Между искусственной и естественной радиацией нет принципиального различия. В 1934 г. И. и Ф.
Жолио-Кюри в результате изучения искусственной радиации были открыты новые варианты ?–распада – испускание позитронов, которые были первоначально предсказаны японскими учеными Х.Юккавой и С.Сакатой. И. и Ф. Жолио-Кюри осуществили ядерную реакцию, продуктом которой был радиоактивный изотоп фосфора с массовым числом 30. Выяснилось, что он испускал позитрон. Этот тип радиоактивных превращений называют ?+ распадом (подразумевая под ?- распадом испускание электрона).
Один из выдающихся ученых современности Э.Ферми , свои главные работы посвятил исследованиям, связанным с искусственной радиоактивностью.
Созданная им в 1934 году теория бетта-распада и в настоящее время используется физиками для познания мира элементарных частиц.
Теоретики уже давно предсказывают возможность двойного ?- превращения в 2 ?- распада, при которой одновременно испускаются два электрона или два позитрона, однако на практике этот путь «гибели» радиоактивного ядра пока не обнаружен. Зато сравнительно недавно удалось наблюдать очень редкое явление протонной радиоактивности – испускание ядром протона и доказано существование двупротонной радиоактивности, предсказанное ученым
В.И.Гольданским. Всем этим видам радиоактивных превращений подтверждены только искусственные радиоизотопы, и в природе они не встречаются.
В последствии целым рядом ученых разных стран (Дж.Данинг,
В.А.Карнаухов, Г.Н.Флеров, И.В.Курчатов и др.) были обнаружены сложные, включающие ?–распад, превращения, в том числе испускание запаздывающих нейтронов.



5.Работа Курчатова.
Одним из первых ученых в бывшем СССР, который приступил к изучению физики атомных ядер вообще и радиоактивности в частности был академик И.В.Курчатов. В 1934 году он открыл явление разветвления ядерных реакций, вызываемых нейтронной бомбардировкой и исследовал искусственную радиоактивность ряда химических элементов. В 1935 году при облучении брома потоками нейтронов Курчатов и его сотрудники заметили, что возникающие при этом радиоактивные атомы брома распадаются с двумя различными скоростями.
Такие атомы назвали изомерами, а открытое учеными явление изомерией.
Наукой было установлено, что быстрые нейтроны способны разрушать ядра урана. При этом выделяется много энергии и образуются новые нейтроны, способные продолжать процесс деления ядер урана.

hello_html_m5e65ef20.jpg


Позднее обнаружилось, что атомные ядра урана могут делиться и без помощи нейтронов. Так было установлено самопроизвольное (спонтанное) деление урана. В честь выдающегося ученого в области ядерной физики и радиоактивности 104-й элемент периодической системы Менделеева назван курчатовием.
Открытие радиоактивности оказало огромное влияние на развитие науки и техники, Оно ознаменовало начало эпохи интенсивного изучения свойств и структуры веществ.

hello_html_1810d7d8.jpg


Новые перспективы, возникшие в энергетике, промышленности, военной области медицине и других областях человеческой деятельности благодаря овладению ядерной энергией, были вызваны к жизни обнаружением способности химических элементов к самопроизвольным превращениям.

6.Использование атомной энергии и последствия.

МИРОВАЯ ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

данные МАГАТЭ о количестве действующих и строящихся энергоблоков

декабрь 2006 г.

Страна

Находятся в эксплуатации

Сооружается


число блоков

установленная мощность,
МВт

число блоков

установленная мощность, МВт

Аргентина 

2

935

1

692

Армения 

1

376

Бельгия 

7

5801

Болгария 

4

2722

2

1906

Бразилия 

2

1901

Великобритания 

23

11 852

Венгрия 

4

1755

Германия 

17

20 339

Индия 

16

3483

7

3112

Иран 

1

915

Испания 

8

7450

Канада 

18

12 584

КНР 

10

7572

4

3610

Республика Корея 

20

16 810

1

960

Литва 

1

1185

Мексика 

2

1360

Нидерланды 

1

450

Пакистан 

2

425

1

300

Россия 

31

21 743

5

4525

Румыния 

1

655

1

655

Словакия 

6

2442

Словения 

1

656

США 

103

98 307

Тайвань 

6

4884

2

2600

Украина 

15

13 107

2

1900

Финляндия 

4

2676

1

1600

Франция 

59

63 363

Чехия 

6

3373

Швейцария 

5

3220

Швеция 

10

8909

Южная Африка 

2

1800

Япония 

55

47 593

1

866

 

 

 

 

 

Всего  

442

369 728

29

23 64


Часто можно услышать, что у нас в стране больше всего в мире атомных станций. На самом деле это не так и это видно из приведенной таблицы.

Однако, наряду с положительными факторами использования свойств радиоактивности в интересах человечества можно привести примеры и негативного их вмешательства в нашу жизнь.


К числу таких можно относится ядерное оружие во всех его формах, затонувшие корабли и подводные лодки с атомными двигателями и атомным оружием, захоронение радиоактивных отходах в море и на земле, аварии на атомных электростанциях и др. а непосредственно для Украины использование радиоактивности в атомной энергетике привело к Чернобыльской трагедии.

Взрыв на Чернобыльской атомной станции колоссальная техногенная катастрофа, которая отбросила на много лет развитие ядерной энергетики во всем мире, подорвала доверие к величайшему изобретению человечества - атомной энергии. Масштабы этой катастрофы сначала были недооценены, а затем искусственно преувеличены - и политиками, и учеными, и медиками, и особенно средствами массовой информации.


На месте взрыва на ЧАЭС сразу погибли 28 человек, затем в течение 5 лет умерли еще 14 человек, хотя в клинику к нам в институт сначала поступили из Чернобыля 140 острых больных. Единственную патологию, которую мы находили после чернобыльской аварии - это заболевание щитовидной железы у детей. Частота этих заболеваний увеличилась в 2 раза.

Конечно, гибель каждого человека - это трагедия для его семьи. Но на дорогах России ежегодно погибают 30 тысяч человек. Какие-то колоссальные силы, которые хотели запугать людей, дискредитировать атомную отрасль. И можно сказать, что им это удалось. Во всем мире было прекращено строительство атомных станций, сразу же всюду возобладала точка зрения "зеленых" и даже самые развитые страны в энергетике вернулись к каменному углю - самому вредному из всех добываемых энергоносителей. А ведь выпадение радиоактивных веществ после чернобыльской аварии на самом деле было минимальным. Самыми загрязненными в России были районы в Брянской области, но уже через 2 года уровень радиации там не отличался от природного фона.




ВЫВОД: Как великая ядерная держава Россия может и должна продолжать исследования в области атомной энергии. За ней будущее. Но нужно уделить особое внимание безопасности реакторов при их использовании.







Литература :


1 Энциклопедия Кирилла и Мефодия. Электронное издание.

2.Учебник физики 9 класса . Автор Перышкин.

  • 3.Материалы сайтов:

  • http://www.minatom.ru/- официальный портал Федерального агентства по атомной энергии

  • http://www.rosatom.ru/- пресс-центр атомной энергетики и промышленности

  • http://www.ecopages.ru/- официальный сайт Министерства природных ресурсов РФ

  • http://www.doncometeo.ru/- комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Администрации Ростовской области

  • ibrae.ac.ru - Институт безопасного развития атомной энергетики (ИБРАЭ)

  • kiae.ru/old/rus/new/new.htm - РНЦ «Курчатовский институт»

  • http://www.graph.runnet.ru/- Государственный региональный образовательный центр (ГРОЦ) Росатома

  • http://www.eco_pravda.km.ru/ - сайт "Экологическая правда"

  • http://www.nuclear.ru/ - "Российский ядерный сайт"
    http://www.energyland.info/ - "Открой мир энергетики"




Проект "Мир. Атом. Энергия"
  • Физика
Описание:

Материалы содержат проект и его планирование, план - график проекта, пример публикаций и презентаций как результатов  исследовательской и творческой деятельности учащихся.

Методические рекомендации к проведению занятий. Особенности ведущих форм, методов и средств обучения. Ожидаемый результат.

1.Выполнение проекта рекомендуется проводить в групповой форме. Каждая группа имеет право выбора темы для разработки проекта по одной из проблем, предлагаемых проектом.

2.Проектная деятельность по разработке проекта состоит из двух частей: теоретической и практической.

 В первой части работы над проектом каждая группа осуществляет:

- сбор информации по избранной теме с использованием  дополнительной литературы;

- анализ, переработку материала, с использованием учебных и наглядных пособий.

Во второй части работы над проектом проводится:

- экскурсия на атомную электростанцию в г. Волгодонске.

-экскурсия на ветроэлектростанцию в г. Цимлянск;

-экскурсия на гидроэлектростанцию в г.Волгодонск.

- полевые измерения радиационного фона в п.Тацинском ( ц.рынок, телебашня, элеватор, ж.д.вокзал, школьная котельная,сельские окрестности)  и п.Быстрогорск ( карьер, шахта «Тацинская»).

Следует помнить , что для выполнения экскурсионных поездок и выездов необходимы средства для их организации и транспорт, что предполагает большую работу учителя с администрацией школы, местной администрацией, администрацией объектов посещения, родительской общественностью по предварительным договоренностям  и изысканию средств.  Не все школы ( особенно новые) имеют необходимые приборы для замеров по определению загрязнения окружающей среды и уровня радиоактивного фона, поэтому этот момент также нуждается в проработке.

 

3.Завершается теоретическая часть (по выбору учащихся в группе):

- написанием реферативной работы;

- представлением электронной презентации;

- представлением публикации по проблеме;

-представление рефератов по проблеме.

- обсуждением полученных результатов.

4.Вторая часть работы над проектом завершается (по выбору учащихся в группе):

 -отчетом группы  в виде информационного бюллетеня,

 -электронного печатного издания (газеты),

 -электронной презентацией содержащей результаты практической части   проекта.

- изготовлением моделей ветродвигателя, гидростанции, атомного реактора.

5.Используемое оборудование для проведения исследований:

- таблицы (атомный реактор, гидроэлектростанция);

- модели ветрогенератора, двигателя внутреннего сгорания, паровой    турбины;

- учебные пособия, справочники и дополнительная литература;

- компьютер, сканер, принтер.

-радиодозиметр, счетчик Гейгера, индикаторы кислотности.

Автор Муравейко Алексей Антонович
Дата добавления 25.02.2015
Раздел Физика
Подраздел Другое
Просмотров 500
Номер материала 57068
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓