Конспект урока по физике на тему "Атомная энергия"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Ломовская средняя школа

Арзамасского района Нижегородской области

Урок по теме «Атомная физика»

для учащихся 9 класса

«АЭС»

Разработала :

Кривоногова И.А.-

Учитель физики

Высшая кв. категория

Нижегородская обл.

Арзамасский район

п.Ломовка

П. Ломовка

ТЕМА : АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Форма урока: урок- конференция

Цели: 1. Расширение представлений учащихся о практическом значении изученной

темы.

2. Развитие интереса к изучаемому материалу.

3. Формирование целостного понимания энергетических проблем.

4. Формирование представлений о единстве человека и природы, их

обоюдной уязвимости.

Задачи: Помочь учащимся определить свою позицию.

Развить умение выражать свои мысли.

Воспитать чувство ответственности

Повысить уровень информированности по данному вопросу.

ОБОРУДОВАНИЕ : Таблицы, плакаты, карточки для самостоятельной работы

СТРУКТУРА УРОКА :

1. Организационный момент - 3 мин.

2. Выступление мэра- 5мин.

3. Выступление историков- 10 мин.

4. Выступление экологов- 10 мин.

5. Выступление инженеров – 10 мин.

6. Выступление литераторов - 5 мин.

7. Подведение итогов – 2 мин.

Пояснительная записка: За неделю до проведения конференции между ребятами были распределены роли, с учетом их интересов: историки, экологи, инженеры, литераторы, мэр, корреспонденты. Учащиеся самостоятельно подбирают материал для выступлений и готовятся к защите.

ХОД УРОКА :

1. Организационный момент

Учитель: Здравствуйте, дорогие телезрители. Мы находимся в здании мэрии города Арзамаса- родины А.П. Гайдара. В этом уютном конференц- зале, за круглым столом собрались представители власти и научного мира, чтобы обсудить одну из важнейших проблем - строительства АЭС на территории района.

Атомная энергетика – одно из важнейших достижений ХХ века. Что она дает каждому из нас? Прежде всего, электроэнергию и тепло, без которых многие другие «повседневные» блага бесполезны.

Ученица: Нет! Атом не рожден солдатом!

Ты уличен двадцатый век,

Закупоривший бомбы в атом.

Я - твой судья. Я – человек!

Мне доброта твоя знакома

И дел великих чудеса.

На берегу песчаном Дона

Средь сосен, бора и озона

Поднялись гордо корпуса,

Нет, не обычного завода,

А века нашего прогресса

Эмблемой мира всех народов,

Где тихо протекают воды

Взметнулась песнею АЭС.

Ну, что же, атом значит атом!

Пусть это слово прозвучит

Во всех делах его набатом.

Рабочим будешь, не солдатом-

К тебе подобраны ключи.

Здесь в генераторах огромных

( Их все фиксирует экран)

Не упрощенный, укрощенный

Умом и волей всех ученых,

В турбины просится уран.

Кому еще вот так служил он

И был всегда служить готов.

Не смертной, пагубною силой,

А жизнью, бьющеюся в жилах

Высоковольтных проводов!

Итак, быть или не быть АЭС в нашем районе? Заменить или нет вопросительный знак на знак восклицательный? Дадим слово мэру города- ( называется фамилия ученика, выступающего в этой роли.)

Мэр: Уважаемые участники научной конференции! Мы собрались сегодня здесь, чтобы решить жизненно важный для нашей области вопрос- быть или не быть АЭС на Арзамасской земле. Наш город славен своей вековой традицией, историческими местами, ценнейшими памятниками архитектуры - одним из которых является Воскресенский собор. Все это требует бережного отношения к себе, чтобы потомки могли любоваться красотой нашего города. Но, в тоже время – наш город становиться достаточно крупным промышленным городом. В нем много новостроек, и он будет продолжать расширяться и в будущем. А это требует больших энергозатрат. Если мы хотим идти в ногу со временем, то мы должны думать о завтрашнем дне. Вот поэтому мы и собрали здесь ведущих специалистов в области энергетики, а также лучших экологов области, чтобы всем вместе обсудить все «за» и «против» и принять единственно правильное решение. Пожалуйста, товарищи корреспонденты, прошу задавайте интересующие вас вопросы.

Корреспондент: Я,__________ корреспондент газеты « Арзамасская правда» . Меня интересует история создания первой АЭС . Кто ее создатель?

Историк 1: Первая в мире АЭС была создана в городе Обнинске в 1954г. Ее мощность была невелика - всего 5000 кВт. Ее создателем был Игорь Васильевич Курчатов. Под его руководством был сооружен первый советский уран-графитовый атомный реактор (1946 г), построена первая промышленная АЭС и крупнейшая установка по исследованию термоядерных реакций. По заданию советского правительства в годы Великой Отечественной войны И.В. Курчатов начал работать над созданием нового вида оружия, и возглавляемый им коллектив создал его – атомную бомбу (1949г) и водородную (1953г)… Тогда многие считали, что это необходимо для могущества страны, ее престижа, дела мира, предупреждения новой войны. Круг его научных интересов был необычайно широк и охватывал физику моря, физику диэлектриков и полупроводников, ядерную физику и технику. С 1932 года его научные интересы перемещаются в область ядерной физики.

Историк 2: Высокий, худощавый человек, завидного здоровья и неуемной энергии, он как-то всегда выделялся среди товарищей. Был прирожденным организатором, и люди охотно объединялись вокруг него. В Ленинградском Физтехе, где он работал с1925 по 1942 г, его звали «буйным», «неистовым». Иоффе вспоминал, как часто поздней ночью ему приходилось прогонять И.В.Курчатова из лаборатории, иначе он мог оставаться там, работая, до утра. В большом и малом, в простом и сложном И.В.Курчатов был цельным и «чистым» человеком. Примечателен такой факт: ученый никогда не брал гонорары за свои статьи в газетах и журналах; полагающиеся ему деньги он перечислял в детские дома. Игорь Васильевич с чрезвычайной доброжелательностью, любовью и вниманием относился к окружающим его людям. Всегда мог не только подбодрить словом, но и поддержать делом, оказать действенную помощь.

Корреспондент: А как Игорь Васильевич Курчатов относился к созданию водородной бомбы? Ведь это он руководил всеми исследованиями?

Историк 3: С 1943 г Игорь Васильевич возглавлял в СССР исследования по овладению ядерной энергией. Работал увлеченно, по 12 часов в сутки. Среди многих людей, решающих эту проблему, не было в те годы человека более популярного, более уважаемого, чем великан с медленной походкой, вечно лучистыми глазами и с теплым кратким именем «Борода». Академик Зельдович вспоминал: « Помню меня поражала особая, созданная им атмосфера бескорыстия… он никогда не стремился свою идею противопоставить чей-то другой только потому, что это – своя. Интересное предложение любого сотрудника тут же обсуждалось и тут же пускалось в дело.» После испытания в 1953 году термоядерной бомбы И,В.Курчатов взволнованно сказал: « Это было такое ужасное, чудовищное зрелище! Нельзя допускать , чтобы это оружие начали применять.» В 1958 году он обращается ко всем людям доброй воли со словами: « … ученые глубоко взволнованы тем, что до сих пор нет международного соглашения о безусловном запрещении атомного и водородного оружия. С советскими учеными вместе крупнейшие зарубежные ученые: Нильс Бор, Жолио-Кюри, Гейзенберг, Юкава и многи другие… мы обращаемся к ученым всего мира с призывом… превратить энергию ядер водорода из оружия разрушения в могучий, живительный источник энергии, несущий благосостояние и радость всем людям на земле!»

Мэр: Мы заслушали сообщение историков, а теперь предоставим слово главному инженеру __________ , который нам сообщит о преимуществах АЭС.

Инженер 1: Современная цивилизация немыслима без электроэнергии, потребность в которой неуклонно растет. Между тем угля на долго не хватит; тем более нефти и газа. Конечно, можно использовать энергию ветра и Солнца. Но эти источники могут дать в ближайшие десятилетия лишь несколько процентов от общей потребности в электроэнергии. Во Франции, например, около 70% электроэнергии приходится на АЭС. Конечно, наша страна имеет большие запасы органического топлива, однако запасы энергетических ресурсов размещены очень далеко от основных потребителей и доставка топлива на расстояние 3-4 тыс. км, требующая больших средств на развитие транспортной сети, приводит к значительному удорожанию электроэнергии. Наиболее рациональным в настоящее время выходом из создавшегося положения многие специалисты, и я в том числе, считают развитие ядерной энергетики.

Корреспондент: В ночь с25 на 26 апреля 1986 года в реакторе четвертого блока Чернобыльской АЭС пошла неуправляемая реакция деления. Температура установленных в циркониевых трубках урановых топливных стержней выросла до нескольких тысяч градусов. В условиях высокой температуры, цирконий вступил в реакцию с водой - выделился водород, что усугубило аварию. Грянул взрыв. После аварии, произошедшей в Чернобыле, люди обеспокоены и считают этот вид энергии очень опасным. Что думают по этому поводу экологи?

Эколог 1: Главный инженер говорил об удорожании электроэнергии за счет транспортных расходов, но ведь и стоимость АЭС возросла. Это связано с удорожанием ядерного топлива, возрастанием затрат на подготовку к работе строительной площадки, повышение расходов на обеспечение мер безопасности, эксплутационных расходов. В этих условиях становится выгодным развивать альтернативную энергетику и вкладывать часть средств, освободившихся от непостроенных атомных станций, в новые экологически чистые технологии получения энергии. Что же касается безопасности надо иметь ввиду, что радиоактивное загрязнение окружающей среды сопровождает все звенья сложного хозяйства атомной энергетики: добычу и переработку урана, производство тепловыделяющих элементов, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Происходит еще загрязнение грунтовых вод тритием практически вокруг всех АЭС. Но, пожалуй, главная экологическая опасность от нормально работающей АЭС – загрязнение биосферы плутонием. Сейчас АЭС мира произвели уже несколько сотен тонн плутония- количества достаточное для смертельного отравления всех живущих на земле людей. А загрязнение плутонием почти навечно, т.к. период его полураспада – десятки тысяч лет. Поэтому мы настаиваем на замене атомных электростанций.

Инженер 2: В нашей стране создана программа повышения безопасности АЭС: разрабатываются новые конструкции реакторов, вносятся усовершенствования в действующие, создаются центры подготовки операторов АЭС, где на тренажерах проигрываются всевозможные аварийные ситуации. И к технике, и к людям предъявляются самые жесткие требования. Кроме того, ТЭС, за которые ратуют экологи тоже имеют серьезные негативные воздействия - усиление «парникового эффекта» из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа, увеличение количества «кислотных дождей» и др. Ведь угольные станции ежегодно выбрасывают в воздух миллионы тонн серы, двуокиси углерода, оксида металлов, вредных для природы и здоровья людей. Что касается радиации, то тепловые станции за год выбрасывают в атмосферу радиоактивные элементы, содержащиеся в угле в 4 раза больше , чем нормально работающие АЭС. Так что небезопасны все электростанции, а поскольку без электрической энергии не обойтись, надо обеспечить их высокую надежность – в современных АЭС вероятность аварии ничтожна – 1 раз за 10 млн. лет!

Япония- страна, пережившая атомные бомбардировки и запретившая не только производство, но и хранение атомного оружия - лидирует в производстве электроэнергии на душу населения, выработанной на АЭС.

Эколог 2: Но есть еще один аспект. Жизнь АЭС не превышает 25-30 лет, после чего ее надо разбирать. Но сама АЭС, отслужившая отведенный срок – это своего рода «ядерный отход», в связи с чем проблема ее демонтажа очень сложна. И стоимость разборки по оценкам будет равна стоимости ее строительства. Кроме того выбор площадки для АЭС должен проводиться с учетом санитарных, метеорологических, гидрогеологических условий района. Наш район - промышленный и сельскохозяйственный: здесь сосредоточены исторические –культурные ценности. Здесь высока плотность населения. Кроме того нельзя строить АЭС вблизи тектонических разломов, щелей, трещин.. Недаром требования экологов нашли отражение в принятом правительством России постановлении « О строительстве атомных электростанций на территории Российской Федерации» , которое представляет программу развития атомной энергетики в стране до 2010 г. Решение о строительстве АЭС принимаются лишь при положительном заключении Государственной экологической экспертизы и согласии местных и территориальных органов власти.

Корреспондент: Хотелось бы заслушать и литераторов. Что об этом пишут в мире литературы.

Литераторы: Мы – против постройки атомной электростанции вблизи крупных населенных пунктов. Хотя инженеры и убедили нас в безопасности АЭС, но примеры того, что может быть в результате ядерной катастрофы, взятые из литературы- ужасны. Вот послушайте: « Все вокруг изменилось, мир стал багровым, мир был завален листьями и обломанными ветвями, мир был наполнен раскаленным воздухом, с красного неба дождем валились вырванные с корнем кусты, горящие сучья, комья горячей сухой земли. И стояла болезненно- звенящая тишина. Живых и мертвых раскатило по сторонам. На севере багровое небо сливалось со сплошной стеной черно-коричневого дыма, и над этой стеной поднимались, распухая на глазах, ярко- оранжевые тучи. И туда, где возносились к лопнувшей от удара небесной тверди тысячи тысяч тонн раскаленного праха, испепеленные до атомов надежды выжить и жить, в эту адскую топку, устроенную несчастными дураками для несчастных дураков, тянул с юга, словно в поддувало сыроватый ветер.» - А. Стругацкий.

А Пришвин писал: « Мы хозяева нашей родины, и она для нас кладовая Солнца с великими сокровищами Земли. Мало, чтобы сокровища эти охранять, их надо открывать и показывать. Для рыб нужна чистая вода – будем охранять наши водоемы. В лесах, степях, горах разные ценные животные – будем охранять леса, степи, горы. Рыбе – вода, птице – воздух, зверям – лес, а человеку нужна Родина. И охранять природу – значит охранять Родину.»

Корреспондент: Хорошо, а что еще могут предложить нам инженеры? Должен же быть какой – либо выход из создавшейся ситуации.

Инженер 3: Ну, например, в Москве на ТЭЦ-21 работает энергокомплекс, не дающий токсических и тепловых выбросов в атмосферу и к тому же экономящий ежегодно до 30 млн. м3 природного газа. Оборудование для электростанции спроектировано и создано АО « Криокор» . Способ получения дешевой электроэнергии основан на использовании энергии газа, текущего в магистральных газопроводах. При этом она вырабатывает не только электроэнергию, но и криогенные продукты: жидкий азот, кислород, аргон, используемые в промышленности и в медицине. Сейчас в Москве действует более 26 таких ТЭЦ. Недалеко от Элисты возводится ветровая электростанция, в Ростове- газо-солнечная электростанция. В Великобритании вступила в строй первая в Европе электростанция, где в качестве топлива используется отслужившая срок автопокрышка. За год работы эта тепловая станция позволяет утилизировать до 20% старых автопокрышек, накапливающихся на свалках, представляющих подлинное экологическое бедствие для промышленных стран. Главное ее достоинство- экологическая безопасность , все печи оснащены системой специальных фильтров. Уникальная станция, утилизируя до 10 млн. покрышек в год, обеспечивает электроэнергией 25 тыс. домов.

В России создан реактор, получивший призовое место на международном конкурсе, он имеет марку МКЭР-800 – многопетлевой кипящий энергетический реактор мощностью 800 МВт. И реакторы могут противостоять любой угрозе аварии, вызываемой как «внутренними причинами, так и внешними- землетрясение, ат терроризма и т. д. В них циркуляция теплоносителя осуществляется через 16 отдельных контуров- петель. Это резко повышает безопасность ядерного реактора, так как выход одной из петли не столь опасен. Кроме того , в МКЭР предусмотрены две независимые системы защиты, останавливающие ядерные реакции. Стоимость этого реактора, относительно невелика, так как в нем используется дешевый и доступный замедлитель – графит.

Мэр: Мы подошли к самой главной части нашей конференции- тайному голосованию. Выслушав все сообщения, взвесив все за и против, все обдумав, сделайте свой выбор- быть или нет АЭС на территории нашего района.. Я надеюсь, что он будет правильным. Секретаря попрошу обойти всех участников конференции с урной для голосования.

Учитель: Пока, счетная комиссия подводит итоги голосования, я прошу вас оценить себя. Все подготовились, подобрали хороший материал, но все-таки вклад в общее дело был разным по объему, по трудоемкости, по времени, затраченному на подготовку. На бланках я попрошу вас проставить оценку каждому участнику. Я , учитывая ваше мнение , выставлю оценку в журнал . Спасибо за работу.

Литература:

Журнал «Физика в школе» №3 1993г,

Журнал «Физика в школе» №2 1995г,

« Экологическая мозаика» Сахаров А.В. г. Арзамас 2001 г.