Главная / Физика / Урок "Открытие радиоактивности. Биологическое действие радиационного излучения"

Урок "Открытие радиоактивности. Биологическое действие радиационного излучения"

Открытие радиоактивности. Биологическое действие радиационного излучения

Преподаватель физики –Толовски НП

По форме – это урок семинар. Физика и медицина.
Тип урока: изучение нового материала с опережающим домашним заданием. 
Темы докладов были даны за несколько недель до урока. Ребятам было предложено выбрать темы и подготовить доклады, доказывающие их точку зрения, а также подготовить доклад по своей теме, не данной учителем, но по этому вопросу.
 
Этот урок я даю в гр МО-11(специальность « Медицинская оптика»). В тематическое планирование включаю вопросы биофизики и медицинской физики.
На уроке решаются задачи:
Образовательная: проследить историю открытия радиоактивности, ее физическую сущность. Сформировать у учащихся представления о биологическом действии радиоактивных излучений. Оценить положительные и отрицательные проявления этого открытия в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к изучению физики.
Воспитательная: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с использованием радиоактивности, воспитывать умение выслушивать товарища, уважать чужую точку зрения.
Развивающая: развивать умение выделять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, Internet, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро излагать свои мысли, а также развивать эмоции. 
Методы: 

    • информационный метод (сообщения учащихся)

    • исследовательский (эксперимент)

    • проблемный

Оборудование: плакаты, дозиметры, таблицы, экран, компьютер.
Учитывая интеллектуальные возможности учащихся и содержание урока, была выбрана структура приобретение новых знаний путем подготовки сообщений учащимися. Исходя из этого были использованы такие методы обучения, как проблемный, информационный и исследовательский.
Главный акцент был поставлен на проблеме:
 больше пользы или вреда принесло открытие радиоактивности. Каждый учащийся должен был на основе полученной информации решить и аргументировать свое отношение к проблеме.
В решении проблемы нужно было выделить главное, существенное.
Возрастные особенности учащихся позволяют организовать обучение в форме индивидуальной и самостоятельной работы.
Контроль знаний осуществляется в форме зачета, куда входят изучение дополнительной литературы, отбор и подготовка выступлений на семинаре, решение задач, работа с теоретическим материалом учебника, и оценивается в конце темы.
Ход урока

  1. Организационный момент (2 мин):

Сообщение темы и цели урока, домашнее задание 
Постановка проблемы: как вы думаете, больше пользы или вреда в открытии радиоактивных излучений. Свое мнение подтвердите аргументами в виде сообщений.

  1. Изучение нового материала (40 мин):

    • история открытия радиоактивности

Антуан Анри Беккерель 
супруги Кюри

  • альфа - ,бета -, гамма - излучения

  • естественная и искусственная радиация

  • загрязнение окружающей среды

  • дозиметры

  • эксперимент – замеры радиации в классе, сравнительный анализ замеров за несколько лет, таблица допустимых норм уровня радиации.

  • доза облучения, накопление радиации в организме

  • биологическое воздействие радиоактивных излучений

  • использование растений

  • использование излучений в медицине

Некоторые сообщения учащихся прилагаются.

  • Подведение итогов:

Вывод по проблеме в виде дискуссии учащихся и гостей на уроке

  • Рефлексия: На уроке проработан огромный материал. Мнения учащихся о проделанной работе на уроке.

Искусственный и естественный радиоактивный фон
Радиоактивные вещества, образующиеся в результате ядерных реакций, называются искусственно–радиоактивными. Искусственная радиоактивность – весьма распространенное явление: в настоящее время получено по несколько искусственно – радиоактивных изотопов для каждого из элементов периодической системы. Общее число известных искусственно – радиоактивных изотопов превышает 1500, тогда как естественно – радиоактивных изотопов существует около 40.
Все три типа излучений – альфа, бета и гамма характерные для естественной радиации – испускаются также искусственно – радиоактивными веществами. Однако среди искусственно – радиоактивных веществ часто встречается иной тип распада, не свойственный естественно – радиоактивным элементам. Это – распад с испусканием позитронов – частиц, обладающих массой электрона, но несущих положительный заряд. По абсолютной величине заряды электрона и позитрона равны.
Естественную радиацию образуют космические лучи, падающие на Землю из космоса, и радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах и пище, которую мы едим.
Космические лучи – внешний источник облучения, так как они обрушиваются на нас сверху, пронизывая тело. Естественные радиоактивные вещества повышают уровень как внешнего, так и внутреннего облучения организма. Радиоактивные элементы, содержащиеся в земной коре и строительных материалах, из которых сооружены наши дома, испускают лучи, непрестанно пронизывающие наши тела, то есть они образуют внешний источник радиации. В то же время наша пища содержит микроскопическое количество редких радиоактивных элементов, которые поступают внутрь организма и образуют постоянный источник внутреннего облучения. Содержание во вдыхаемом воздухе радона, выделяемого строительными материалами, ведет к значительному облучению эпителия легких.
Уровень радиации из естественных ее источников остается относительно постоянным. Полагают, что на определенных начальных стадиях развития Земли естественный радиационный фон был во много раз выше, чем сейчас. Он варьирует в зависимости от региона нашей планеты. В некоторых точках земного шара он может превышать средний уровень в 10 раз.
 
Нормативы загрязнения
В ходе ликвидации последствий на Чернобыльской АЭС было разработано большое количество нормативных документов, инструкций, рекомендаций по индивидуальной защите личного состава, а также населения, проживающего в загрязненных районах. Среди них на первом месте – документы, регламентирующие допустимые уровни радиационного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов. Разработанные раннее нормы радиационной безопасности (НРБ-76) к такой аварийной ситуации мирного времени не подходили, поэтому потребовалось внести соответствующие коррективы.
В связи с этим 11 мая 1990г. главным государственным санитарным врачом СССР утверждены новые временные нормативы радиоактивного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов в населенных пунктах контролируемых районах России, Украины, Белоруссии. А 27 декабря 1999 г. утверждены основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99 главным государственным врачом Российской Федерации, которые введены в действие с 1 сентября 2000 года.

Объекты загрязнения

Норм. уровень
Бета-час./мин*см
2

Кожа, нательное и постельное белье

10

Верхняя одежда и обувь

100

Внутренние поверхности жилых помещений, предметы личного пользования

100

Внутренние поверхности служебных помещений и общественных зданий и наружные поверхности установленного в них оборудования

200

Внутренние поверхности транспортных средств, используемых для перевозки людей

100

Внутренние поверхности транспортных средств и механизмов, используемых в производственных целях

200

Наружные поверхности транспортных средств, используемых в контролируемых районах

400

Наружные поверхности транспортных средств и механизмов, направляемых в неконтролируемые районы или используемые в них

200

На другие районы эти нормативы не распространяются. Там используются допустимые уровни загрязнения, установленные нормами радиационной безопасности.
Следует помнить, что некоторые естественные радиоактивные элементы в определенных количествах содержатся в продуктах питания и питьевой воде. Иными словами – все продукты, как и сам человек, радиоактивны.
При крупных радиационных авариях происходит загрязнение внешней среды и дополнительное поступление радионуклидов в продукты питания и воду в этих случаях они могут оказать неблагоприятное влияние на здоровье человека.

Радиационные измерения в 28 кабинете

(с 1994 по 2002 год)


Год

1994 г.

1995 г.

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

2002 г.




излучения, мкР/ч

15

12

14

14

12

15

14

13

14




Дозы облучения
Степень радиационных поражений зависит от полученной дозы и времени, в течении которого человек подвергался облучению. Надо понимать: не всякая доза облучения опасна для человека. Если делают флюорографию, рентген, смотрят телевизор, проводят радиоизотопное исследование – во всех этих случаях происходит дополнительное облучение, но дозы эти малы, а потому и неопасны. Если доза не превышает 50 Р, то лучевая болезнь исключается. Доза в 200 – 300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения, но если такую же дозу облучения получить в течение нескольких месяцев – это не приведет к заболеванию, т.к. организм человека способен вырабатывать новые клетки т.е. идет процесс восстановления.
Доза облучения может быть однократной и многократной.
Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток, свыше – многократное. Однократное облучение человека дозой 100 Р и более называют острым облучением.
Начальник пожарной охраны города Москвы генерал-майор В.М. Максимчук умер в 1994 году, а облучение получил в 1986г., работая в Чернобыле по ликвидации катастрофы на АЭС. Через 8 лет, но облучение дало о себе знать, 30 тыс. чернобыльцев находятся под постоянным медицинским наблюдением, 7 тыс. из числа облученных умерли.
С 1976 г. у нас действуют Нормы радиационной безопасности, уточненные в 1987 г. (после Чернобыля). Их цель – предупредить переоблучение людей при авариях на ядерных энергетических установках.
Для этого все население условно разбито на три категории.
Категория А – персонал радиационных объектов, АЭС, радиологи, рентгенологи и др.
Категория Б – население, проживающее вблизи радиационных объектов.
Категория В – все население.
На население воздействует тот радиационный фон, среди которого оно живет. У нас в России он колеблется в пределах от 6 до 18 мкР/ч.
В зонах, подверженных радиационному воздействию, после Чернобыля, защитные мероприятия проводятся только в том случае, если уровень дозы облучения населения в год более 0,1 бэр (биологический эквивалент рентгена), если меньше, то население проживает по обычному режиму жизнедеятельности.
Биологическое действие радиационного излучения на людей
Действие излучения можно разделить на соматическое (действие на облученного человека) и генетическое (действие на его потомство). Кроме того, облучение делят на проникающее, если его получают в течении краткого интервала времени (обычно от секунд до часов), и постоянное, если его получают в течении длительного интервала времени (обычно годы и десятилетия).
Соматическое действие проникающей радиации на облученное тело при различных уровнях интенсивности приведено в таблице

Доза гамма - излучения, полученная всем 
телом, Дж/кг

Эффект
(проникающая радиация)

Замечания

0 – 0,25

Не наблюдается


0,25 – 1

Некоторые изменения в крови, не создающие большого дискомфорта, слабая тошнота

Некоторые повреждение костного мозга, лимфатических узлов и селезенки

1 – 3

Изменение в крови, рвота, усталость, плохое общее самочувствие

Возможно полное выздоровление, лечение антибиотиками

3 – 6

Все эффекты, указанные выше, плюс заражение, кровоизлияние, временная стерильность

Лечение включает переливание крови и антибиотики. Некоторые случаи могут требовать пересадки костного мозга. Доля выздоравливающих - примерно 50%

6

Все вышеуказанные симптомы плюс повреждение ЦНС

Если доза облучения превысила 8 Дж/кг, то смерть неизбежна.

Остаточное соматическое действие проникающей радиации может сохраняться более 30 лет после взрыва.
Другой эффект радиационного облучения приводит к сокращению продолжительности жизни; его оценивают примерно в 0,25 дня на 1 Дж/кг при постоянном облучении и приблизительно 0,1 дня на 1 Дж/кг при воздействии проникающей радиации.
В вышеуказанной таблице рассуждения относятся к облучению всего тела целиком. При некоторых случайных облучениях воздействию подвергаются только некоторые отдельные органы или участки тела. Доза излучения, которой может сопротивляться большинство органов, значительно выше, чем у всего тела. Некоторые
 допустимые дозы излучения для отдельных органов приведены в следующей таблице. Очевидно, что при проведении некоторых процедур отдельные органы могут быть подвергнуты значительному облучению.


Орган


Симптомы

Полученная доза облучения, Дж/кг, при вероятности симптомов за 5 лет

5 %

50 %

Кожа

Язвы, образование волокон

0,055

0,07

Желудок

Язвы, прободение

0,045

0,05

Печень

Болезненность, асцитоз

0,035

0,04

Почки

Нефросклероз

0,023

0,028

Сердце

Перикардия, панкардия

0,04



Конец формы



С другой стороны, радиоактивные свойства химических элементов приносят людям и значительную пользу, если подойти к ним с умом. Радиоактивный фосфор, в частности, теперь вводится в виде инъекций для получения радиографической картины костных переломов. Степень его радиоактивности минимальна и не причиняет вреда здоровью пациента. Поступая в костные ткани организма вместе с обычным фосфором, он излучает достаточно лучей, чтобы зафиксировать их на светочувствительной аппаратуре и получить снимки сломанной кости буквально изнутри. Хирурги, соответственно, получают возможность оперировать сложный перелом не вслепую и наугад, а заранее изучив структуру перелома по таким снимкам. Вообще же, применениям радиографии в науке, технике и медицине несть числа. И все они работают по одному принципу: химические свойства атома (по сути, свойства внешней электронной оболочки) позволяют отнести вещество к определенной химической группе; затем, используя химические свойства этого вещества, атом доставляется «в нужное место», после чего, используя свойство ядер этого элемента к распаду в строгом соответствии с установленным законами физики «графику», регистрируются продукты распада.

См. также:



Урок "Открытие радиоактивности. Биологическое действие радиационного излучения"
  • Физика
Описание:

На уроке решаются задачи:

Образовательная: проследить историю открытия радиоактивности, ее физическую сущность. Сформировать у учащихся представления о биологическом действии радиоактивных излучений. Оценить положительные и отрицательные проявления этого открытия в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к изучению физики.
Воспитательная:
 сформировать мировоззренческие идеи, связанные с использованием радиоактивности, воспитывать умение выслушивать товарища, уважать чужую точку зрения.
Развивающая:
 развивать умение выделять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, Internet, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро излагать свои мысли, а также развивать эмоции. 

Автор Толовски Нина Петровна
Дата добавления 29.12.2014
Раздел Физика
Подраздел
Просмотров 451
Номер материала 15627
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓