5. Биологическое действие радиоактивных изотопов и защита от излучения.
Андрей Белый в начале ХХ века писал:« Мир рвался в опытах Кюри огромной ядерною бомбой…»
Эти слова поэта оказались пророческими. Первый шаг к освобождению ядерной энергии и ее использованию в мирных и, к несчастью, в немирных целях был сделан в опытах второго поколения этой семьи – Фредерика и Ирэн Жолио –Кюри. ( показ портретов)
1932 г. – открытие Фредериком и Ирэн Жолио –Кюри искусственной радиоактивности .
Только 21 элемент образует однородные атомы, остальные представляют собой смеси изотопов – природных и полученных путем ядерных превращений. Число изотопов колеблется от 3 (для водорода) до 29 (для платины). Поразительная глубина Периодической системы Дмитрия Менделеева состоит и в том, что для многих сотен изотопов, уже вполне известных и непрерывно получаемых искусственным путем, находятся вполне определенные места в таблице, в которой предусмотрено в наше время место лишь для 110 клеточек – мест для элементов. Доказано существование 1700 изотопов (нуклидов) этих элементов. Из них 25 элементов имеют только радиоактивные изотопы. 1300 изотопов получено искусственным путем.
Снабжая человека мощными источниками энергии, ядерные реакции способны избавить человека от неудобств или избавить планету от человека
Сплошь и рядом нам требуются помощники, способные совершать работу, требующую небольшой, но постоянной затраты энергии. В нашем распоряжении – вся таблица Менделеева, т.к. можно создать искусственно радиоактивные изотопы всех без исключения химических элементов. Выбирая из них наиболее подходящие по виду и периоду полураспада излучения, можно решать разнообразные задачи.
II. ЗАДАНИЕ КЛАССУ НА УРОКЕ
Прослушать сообщения и заполнить таблицу (ниже пПриведен примерный вариант заполнения таблицы):
№ п/п | Отрасль | Применение | Какие свойства радиоизотопов используются | Какие радиоизотопы используются, их период полураспада | Источники информации |
1 | Сельское хозяйство | Получение мутаций, методики отбора и использование мутантов в селекционной работе для выведения новых сортов (радио селекция) | 8 | | http://www.n-i-r.ru/primenenie_ioniziruyushih_izluchenii_v_selskom-2.html |
2 | Стимуляция роста и развития, повышение продуктивности сельскохозяйственных растений путем предпосевного облучения семян | 8 | 137Сs, Т=30 лет 60Сo, Т=5,26 года | |
3 | Удлинение сроков хранения продукции без существенного изменения ее качества Холодная стерилизация пищевых продуктов | 7,8 | | |
4 | Борьба с насекомыми и вредителями зерна при его хранении | 7,8 | | |
5 | Использование радионуклидов при решении вопросов питания растений и поступления в растение макро- и микроэлементов из удобрений и почвы | 2,3,5,6 метод меченых атомов | 32P, Т=14 суток 14С, Т=5730 лет | |
6 | медицина | Исследование желудочно-кишечного тракта при помощи радио таблетки | 2,4,6 | | |
7 | Диагностика сердечно-сосудистых заболеваний, исследование щитовидной железы, печени, почек, спинного мозга и др. органов, диагностика опухолей | 2,3,5,6 метод меченых атомов | 131J Т=8 суток 59Fe Т=45,6 суток 22Na Т=2,6 года | Акатов А.А., Гаген-Торн В.К.,и др. Мой выбор-атомная наука и техника.-С-Пб. 2009, стр. 132 |
8 | Лечение раковых опухолей (лучевая терапия) | 7 | 60Сo, Т=5,26 года | Акатов А.А., Гаген-Торн В.К.,и др. Мой выбор-атомная наука и техника-.С-Пб, 2009, стр. 130 |
9 | Кардиостимулятор, попытки создания искусственного сердца | 6 | Чистый 238Pu T=87,4 года | |
10 | Стерилизация инструментов | 7,8 | | |
11 | криминалистика | Активационный анализ - изучение р/а излучения, которое испускает исследуемый образец после его облучения потоком частиц | 1, 3,5 | 16N Т=7 секунд | |
12 | археология | Радиоуглеродный метод хронологической маркировки ископаемых находок органического происхождения | 1,3,5 | 14С, Т=5730 лет | Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика. -М.:Мир,1988 Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Атом на работе.-ИЦАЭ, М.: 2012 |
13 | Поиск сокровищ | 4 | | Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика. -М.:Мир,1988 |
14 | промышленность | Контроль износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания | 2,3,4 | 65Zn, Т=245 суток 60Сo, Т=5,26 года | |
15 | Исследование внутренней структуры металлических отливок с целью обнаружения в них дефектов, контроль износа стенок доменных печей (y-дефектоскопия) | 2,3,4 | 134Сs, Т=2 года 170Tm, Т=130 суток 75Se, Т=120 суток 54Mn Т=303 суток | Акатов А.А., Гаген-Торн В.К.,и др. Мой выбор-атомная наука и техника. - С-Пб,2009, стр. 127 |
16 | Ядерное топливо для атомных реакторов | 6 | 239Pu T=2,44*104лет 235U T=0,7 млрд.лет | |
17 | Толщиномер | 4 | 204Та, Т=3,81 года 90Sr T=27,7 года 60Сo, Т=5,26 года | |
18 | Ускорение технологических реакций | 7 | | |
19 | Радиоактивный молниеотвод | 7 | 60Сo, Т=5,26 года | Мухин К.Н. Занимательная ядерная физика. -М.:Мир,1988 |
20 | | Изотопные термоэлектрические генераторы | | 144Сe, Т=284 суток 137Сs, Т=30 лет 90Sr T=27,7 года | Акатов А.А., Гаген-Торн В.К.,и др. Мой выбор-атомная наука и техника.- С-Пб,2009, стр. 127 |
Ш. Подведение итогов конференции – обсуждение в группах заполненных граф таблицы, выставление оценок.