Внеклассное занятие по физике "Ядерный мир" 9 класс

Тема: Ядерный мир

Автор: Пузиков Денис Николаевич. Тюменская область, Сладковский район

Цель: Увеличить знание в области учения об атоме.

Задачи: Усвоить все плюсы и минусы использования атома. Повысить мотивацию к бережливому отношению окружающего мира. Усвоить виды ядерных взрывов и способы защиты.

План

1. Вступление
2. История
3. Распространение ядерного оружия в мире
4. Виды ядерных взрывов
5. Характеристика ядерных взрывов и их поражающих факторов
6. Хиросима и Нагасаки
7. Чернобыль, Фокусима и другие аварии на АЭС
8. Интересные факты
9. Тесты  на закрепление

Ход лекции

1.Вступление (слайд 1)Добрый день, дорогие гости. Я рад видеть вас, у себя в гостях. Сегодня состоится лекция на тему «Ядерный мир».  Мы собрались здесь, для того чтобы узнать, какие виды ядерного оружия бывают, какие последствия ожидают человечество в результате применения ядерного оружия, какие события уже произошли из-за ядерного оружия.

Итак, начнем с определения…

Ядерное оружие – это один из основных видов оружия массового поражения. Оно способно в короткое время вывести из строя большое количество людей, разрушить здания и сооружения на обширных территориях. Массовое применение ядерного оружия чревато катастрофическими последствиями для всего человечества, поэтому ведётся  его запрещение.

2. История. На рубеже XIX и XX веков занимались главным образом европейские ученые. Английский ученый Томсон предложил модель атома, который представляет собой положительно заряженное вещество с вкрапленными электронами. Француз Беккераль открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все вещества, содержащие уран, радиоактивны, причем, радиоактивность пропорциональна содержанию урана.

Французы Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1898. Они сообщили, что им удалось из урановых отходов выделить некий элемент, обладающий радиоактивностью и близкий по химическим свойствам к барию. Радиоактивность радия примерно в 1 млн. раз больше радиоактивности урана.

Англичанин Резерфорд в 1902 году разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 году он же открыл атомное ядро, и в 1919 году наблюдал искусственное превращение ядер.

А. Эйнштейн, живший до 1933 года в Германии, в 1905 году разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал эти понятия и показал, что определенному количеству массы соответствует определенное количество энергии.

Датчанин Н. Бор в 1913 г. разработал теорию строения атома, которая легла в основу физической модели устойчивого атома.

Дж. Кокфорт и Э. Уолтон (Англия) в 1932 г. экспериментально подтвердили теорию Эйнштейна.

Дж. Чедвик в том же году открыл новую элементарную частицу - нейтрон.

Д. Д. Иваненко в 1932 г. выдвинул гипотезу о том, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов.

Э. Ферми использовал нейтроны для бомбардировки атомного ядра (1934 г.) .

В начале 40-х гг. прошлого века группой ученых в США были разработаны физические принципы осуществления ядерного взрыва. Первый взрыв произведен на испытательном полигоне в Аламогордо 16 июля 1945 г. В августе 1945 2 атомные бомбы мощностью около 20 кт каждая были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки. Взрывы бомб вызвали огромные жертвы - Хиросима свыше 140 тысяч человек, Нагасаки - около 75 тысяч человек, а также причинили колоссальные разрушения. Применение ядерного оружия тогда не вызывалось военной необходимостью. Правящие круги США преследовали политические цели - продемонстрировать свою силу для устрашения СССР.

Вскоре ядерное оружие было создано в СССР группой ученых во главе с академиком Курчатовым. В 1947 Советское правительство заявило, что для СССР больше нет секрета атомной бомбы. (слайд 2)

Сообщение о том, что Советский Союз овладел секретом ядерного оружия вызвало у правящих кругов США желание как можно быстрее развязать превентивную войну. Был разработан план "Тройан", в котором предусматривалось начать боевые действия 1 января 1950 года.

В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00 утра 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1".

План "Тройан", согласно которому на 70 городов СССР должны были быть сброшены атомные бомбы, был сорван из-за угрозы ответного удара. Событие, происшедшее на Семипалатинском полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.

3. Распространение ядерного оружия в мире (слайд 3) На сегодняшний день секретом ядерного оружия обладают кроме России и США также Франция, Германия, Великобритания, Китай, Пакистан, Индия, Италия.(слайд 4,5) Работа по слайдам.

4. Виды ядерных взрывов

       1.Атомные заряды.

Действие атомного оружия основывается на реакции деления тяжелых ядер Цепная реакция деления развивается не в любом количестве делящегося вещества, а лишь только в определенной для  каждого вещества массе. Наименьшее количество  делящегося  вещества, в  котором возможна  саморазвивающаяся  цепная  ядерная реакция, называют критической массой. Уменьшение  критической массы будет наблюдаться при увеличении плотности вещества.

          2Термоядерные заряды.

Действие термоядерного оружия основывается на  реакции  синтеза  ядер легких  элементов

          3 Нейтронные заряды.

Нейтронный заряд  представляет собой особый вид термоядерного заряда, в  котором  резко  увеличен  выход нейтронов. 

           4 «Чистый" заряд.

Чистый заряд-это ядерный заряд, при взрыве которого выход долгоживущих радиоактивных изотопов существенно снижен.

5. Характеристика ядерных взрывов. В зависимости от задач, решаемых ядерным оружием, от вида и расположения объектов, по которым планируются ядерные удары, а также от характера предстоящих боевых действий ядерные взрывы могут быть осуществлены в воздухе, у поверхности земли (воды) и под землей (водой) . В соответствии с этим различают следующие виды ядерных взрывов:

воздушный (высокий и низкий)

наземный (надводный)

подземный (подводный)

Работа с плакатов

Поражающие факторы ядерного взрыва

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются:

ударная волна

световое излучение

проникающая радиация

радиоактивное заражение местности

электромагнитный импульс

а) Ударная волна в большинстве случаев является основным поражающим фактором ядерного взрыва. По своей природе она подобна ударной волне обычного взрыва, но действует более продолжительное время и обладает гораздо большей разрушительной силой.

б) Световое излучение ядерного взрыва представляет собой поток лучистой энергии, включающей ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение. Источником светового излучения является светящаяся область, состоящая из раскаленных продуктов взрыва и раскаленного воздуха. Яркость светового излучения в первую секунду в несколько раз превосходит яркость Солнца.

в) Проникающая радиация представляет собой невидимый поток гамма квантов и нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва.

г) Радиоактивное заражение людей, боевой техники, местности и различных объектов при ядерном взрыве обусловливается осколками деления вещества заряда и не прореагировавшей частью заряда, выпадающими из облака взрыва, а также наведенной радиоактивностью. С течением времени активность осколков деления быстро уменьшается, особенно в первые часы после взрыва.

д) Электромагнитный импульс воздействует прежде всего на радиоэлектронную и электронную аппаратуру (пробой изоляции, порча полупроводниковых приборов, перегорание предохранителей и т.д.) .

Фрагменты фильмов

6.Хиросима и Нагасаки (СЛАЙД 6)Всю весну 1945 года на многие японские города постоянно совершали налеты американские бомбардировщики Б-29. Эти самолеты были практически неуязвимы, они летали на недоступной для японских самолетов высоте. Например, в результате одного из таких рейдов погибло 125 тысяч жителей Токио, во время другого - 100 тысяч, 6 марта 1945 года Токио был окончательно превращен в руины. У американского руководства возникали опасения, что в результате последующих рейдов у них не останется цели для демонстрации их нового оружия. Поэтому, заранее отобранные 4 города - Хиросима, Кокура, Ниигата и Нагосаки - не подвергались бомбежкам. 5 августа в 5 часов 23 минуты 15 секунд была произведена первая в истории атомная бомбардировка. Попадание было почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. В это время суток во всех концах города маленькие печки, отапливаемые углем, были зажжены, поскольку многие были заняты приготовлением завтрака. Все эти печки были опрокинуты взрывной волной, что привело к возникновению многочисленных пожаров в местах, сильно удаленных от эпицентра. Предполагалось, что население укроется в убежищах, но этого не произошло по нескольким причинам: во-первых не был дан сигнал тревоги, во-вторых над Хиросимой уже и ранее пролетали группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы.

За первоначальной вспышкой взрыва последовали другие бедствия. Прежде всего это было воздействие тепловой волны. Оно длилось лишь секунды, но было настолько мощным, что расплавило даже черепицу и кристаллы кварца в гранитных плитах, превратила в угли телефонные столбы на расстоянии 4 км. от центра взрыва.

На смену тепловой волне пришла ударная. Порыв ветра пронесся со скоростью 800 км./час. За исключением пары стен все остальное. В круге диаметром 4 км. было превращено в порошок. Двойное воздействие тепловой и ударной волны за несколько секунд вызвало появление тысяч пожаров.

Вслед за волнами через несколько минут на город пошел странный дождь, крупные, как шарики, капли которого были окрашены в черный цвет. Это странное явление связано с тем, что огненный шар превратил в пар влагу, содержащуюся в атмосфере, который затем сконцентрировался в поднявшемся в небо облаке. Когда это облако, содержащее водяные пары и мелкие частицы пыли, поднимаясь вверх, достигло более холодных слоев атмосферы, произошла повторная конденсация влаги, которая потом выпала в виде дождя.

Люди, которые подверглись воздействию огненного шара от “Малыша” на расстоянии до 800 м. были сожжены настолько, что превратились в пыль. Выжившие люди выглядели еще ужасней мертвых: они полностью обгорели, под влиянием тепловой волны, а ударная волна сорвала с них обгоревшую кожу. Капли черного дождя были радиоактивны и поэтому они оставляли непроходящие ожоги.

Из имевшихся в Хиросиме 76000,70000 были полностью повреждены: 6820 зданий разрушено и 55000 полностью сгорели. Было уничтожено большинство больниц, из всего медицинского персонала осталось дееспособны 10%. Оставшиеся в живых стали замечать у себя странные формы заболевания. Они заключались в том, что человека тошнило, наступала рвота, потеря аппетита. Позже начиналась лихорадка и приступы сонливости, слабости. К крови отмечалось низкое количество белых шариков. Все это были первыми признаками лучевой болезни.

После проведения успешной бомбардировки Хиросимы на 12 августа была назначена 2-ая бомбардировка. Но поскольку метеорологи обещали ухудшение погоды, было решено провести бомбардировку 9 августа. Целью был избран город Кокура. Около 8 30 утра американские самолеты достигли этого города, но провести бомбардировку им помешал смог от сталелитейного завода. Этот завод накануне подвергся налету и до сих пор горел. Самолеты развернулись в сторону Нагасаки. В 11 02 бомбы “толстяк” была сброшена на город. Она взорвалась на высоте 567 метров.

Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, за секунды уничтожили более 200 тыс человек. Многие люди подверглись облучению, что привело к возникновению у них лучевой болезни, катаракты, рака, бесплодия.

7.В данной лекции были приведены факты применения ядерного оружия и его последствия, но не всегда человек использует атом, как оружие, еще существуют атомное электростанции, атомное двигатели (подводные лодки, корабли, космические корабли) и много других полезных вещей.

Но не нужно забывать, что даже атом в мирных целях может причинить вред.

Например взрыв на Чернобыльской АЭС в 1986году и японской Факусиме в 2011 году.

 (Фрагмент фильма про Чернобыльскую аварию)

8. Интересные факты

Две атомных бомбы

В новейшей истории человечества только два города были уничтожены взрывом атомной бомбы. Один человек жил в обеих городах. Это — Цутому Ямагучи, 1916 года рождения. 6 августа 1945 года он находился в деловой поездке в Хиросиме. Во время выхода из трамвая менее чем в 3-х километрах от японца произошел ядерный взрыв. У Цутому лопнули барабанные перепонки, он практически ослеп и был уверен, что наступил конец света. Проведя ночь в бомбоубежище, бизнесмен решил, что теперь Хиросима не является перспективным и безопасным для бизнеса местом, и поехал домой. В Нагасаки. Несколько дней спустя, в то время, когда Цутому переубеждал босса, что продажа машин в разрушенном городе есть бесперспективное дело, он услышал звук, который уже был ему знаком — взрыв атомной бомбы на близком расстоянии (опять около 3-х километров). Удивительно, но он выжил и в этой катастрофе и жив до сих пор, несмотря на свои 95 лет. Неуязвимый японец использует свой опыт, рассказывая людям об ужасах атомной войны, в том числе с помощью написанных им книг.

Черный Гриб,

Найденный в Чернобыле, питается радиацией!

Грибы использует опасную радиацию, чтобы выжить. Это неожиданное открытие, может однажды помочь прокормить астронавтов в космосе - по крайней мере тех, которые захотят есть такого рода грибы.

Гриб был собран на стенках Чернобыльского реактора. Гриб был богат меланином, это тот же самый пигмент, который придает человеческой коже цвет и защищает ее от солнечной и ультрафиолетовой радиации. Меланин найден во многих, если не во всех, видах грибов.

ЯДЕРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.

В 50е-60е года прошлого века США и СССР активно разрабатывали ракетные двигатели, которые в качестве движущей силы  использовали энергию ядерного взрыва! Причем не управляемые реакции деления атомных ядер, а именно последовательные взрывы сотен атомных бомб должны были доставлять на земную орбиту и дальше в космос сотни и даже тысячи тонн полезного груза.

Многие защитники окружающей среды  думают, что, запретив использование ядерного оружия в  свое время, СССР спас планету от радиоактивного загрязнения? Ну что же, на самом деле это не так. Советский Союз после принятия указанного договору успешно создавал ядерными взрывами котлованы для водохранилищ, резервуары для газохранилищ, рыл каналы, добывал уголь и тушил пожары на скважинах.

(Слайд 8)

Давайте вместе добьемся того, чтобы нигде в мире не было места ядерному оружию! Пусть нашим девизом станет «XXI век без ядерного оружия!».

9. Заключение (тесты) В заключительной части нашей лекции  мне бы хотелось проверить как вы запомнили то, что вы сегодня услышали. Я предлагаю разделиться на 4 группы и ответить поставленные вопросы

Тесты на интерактивной доске.

1.В 1902 году этот ученый разработал теорию радиоактивного распада

а) Резерфорд

б) Максвелл

в) Курчатов

г) Иваненко

2.Кто открыл радиоактивный элемент радий?

а) Резерфорд

б) Максвелл

в) Пьер и Мария Кюри

г) Иваненко

3. В каком году произошел взрыв на Чернобыльской АЭС?

а)1985

б)1986

в)1987

г)1988

4.На какие города американцы сбросили атомные бомбы?

а) Хиросима и Нагасаки

б) Токио и Пекин

в) Осака и Нагоя

г) Касива и Куре

5.Какие растения могут питаться радиацией

а) грибы

б) лишайники

в) мхи

г) все растения

Подведение итогов тестирования

Спасибо за внимание