Проект-исследование "От маленького атома до большой электростанции атомной"

МБОУ «Самусьский лицей имени академика В. В. Пекарского»

 

 

 

 

 

 

 

 

	Проект-исследование: «От маленького атома до большой электростанции атомной»

 

                                                      

 

 

 

 

Проект выполнил:

ученик 4 «А» класса

Овчинников Константин

Руководитель:

Сергеева Татьяна Иосифовна

 

 

2016 год

 

Содержание

Введение                                               3

Основная часть                                             4 – 16

§  Атом – не зверь, не птица, а мельчайшая частица;

§  Чтоб энергию получить, надо атом расщепить;

§  Атомная электростанция;

§  Памятники атому. Атом в геральдике;

Заключение                                                   16 ,17

Литература                                                        18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Мир атомов на звездный мир похож.
В нем есть свои туманности и Солнца. 
И этот мир, куда никто не вхож,
Вам просто так на милость не сдается.
Его гвардейским приступом не взять, 
Не сокрушить штыком или снарядом. 
Какую надо силу, чтоб разъять
Сто тысяч гроз в себе таивший атом?!

Л. Татьяничева

  Об атоме я знаю ещё с детского сада: на занятиях нам рассказывали, что такое атом и как с ним связана наша жизнь. Мы узнали, что за атомом наше будущее. Эта тема меня очень заинтересовала, и я принял участие в областном конкурсе детских творческих работ «Наш друг – атомная энергия», где за свою работу получил диплом победителя II степени. Затем я решил продолжить знакомство с атомной энергией: во втором классе это был проект «Как я познакомился с профессией дозиметриста», в третьем классе «Люди Запределья: северские дозиметристы-герои Чернобыля». В четвёртом классе мне захотелось больше узнать об атоме. Меня  заинтересовали вопросы: « А что же такое атом? Для чего он нужен? Где встречается? И может ли атом быть мирным и помогать людям?» И я решил пройти и исследовать путь от маленького атома до электростанции атомной, чтобы ответить на интересующие меня вопросы.

 

 

Поэтому свой проект я назвал «От маленького атома до большой электростанции атомной» и определил

Цель проекта: узнать, откуда в маленьком атоме столько много энергии;

Задачи проекта:

    Узнать, что означает слово «атом» и из чего он состоит;

    Познакомиться с первооткрывателями атома;

    Узнать, что такое ядерная реакция;

    Познакомиться, как работает АЭС, и где используют ядерную энергию.

Актуальность проекта

Мой проект актуален, прежде всего, для меня: вот уже четвёртый год я «купаюсь» в атомной теме. Я много узнал интересного, расширил и обогатил свои знания, и может быть в будущем, более глубже изучив такие предметы, как физика, химия, я свяжу свою будущую профессию с атомной энергией.

Я считаю, что мой проект актуален и моим одноклассникам, потому что вместе со мной, с большим интересом ребята участвуют в мероприятиях моего проекта, тем самым тоже обогащают свою копилку знаний.

Обзор и анализ информационной базы

Изучая информацию по теме проекта, я открыл для себя новые знания и сделал некоторые выводы:  открыл, что

1.                Атом – не зверь, не птица, а мельчайшая частица

   Толковый словарь иноязычных слов:

 

А́ТОМ, а, м. [< греч. atomos неделимый]. 1. Мельчайшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств и состоящая из ядра и электронов.

   Толковый словарь Ефремовой:

А́том

1. Мельчайшая электрически нейтральная частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
2. перен. разг. Атомная энергия.

   В. Даль Толковый словарь живого великорусского языка:

А́ТОМ м. греч. неделимое; вещество в крайних пределах делимости своей, незримая пылинка, из каких будто бы составлены все тела, всякое вещество, как бы из песчинок. || Неизмеримая, бесконечно малая пылинка, ничтожное количество. 

   Толковый словарь Ожегова:

Атом - Мельчайшая частица химического элемента, состоящая из ядра и электронов

Атом - (от греческого átomos - неделимый)

- это мельчайшая частица вещества.

Атом состоит из:

  Ядра - это положительно заряженная центральная часть атома, которая состоит из протонов и нейтронов.

Протóн - (от греческого - prõtos - пер-вый) - это элементарная частица, которая несет положительный заряд.

Нейтрон - (от латинского neuter - ни тот, ни другой) - это элементарная частица, которая не имеет заряда и обеспечивает  целостность ядра.

  Электронов  -  это  частицы, которые вращаются вокруг ядра атома. Каждый электрон несет единичный отрицательный заряд. Атомы всех химических элементов имеет одинаковое число протонов и электронов.

Самый лёгкий атом имеет водород. Водород - это самый легкий

химический элемент - газ. Его атом содержит только 1 протон и

1 электрон.  Самый тяжелый атом имеет уран. Уран - это химический элемент - металл. Его атом содержит 92 протона, 92 электрона

и 146 нейтронов.

Атом нельзя увидеть!

 

Первооткрыватели атома

Демокрит Абдерский - древнегреческий ученый. Жил около 470 или 460 лет до нашей эры. Создал науку об атоме - атомистику. Описал мир как систему атомов которые движутся в пустоте.

 

 

 

 

Эрнест Резерфорд – английский физик. Жил в 1871-1937 годах.

В 1911 году предложил планетарную модель атома. В 1921 году предсказал  существование нейтрона.

Нильс Бор - датский физик. Жил в 1885-1962 годах. Создал теорию  атома,  согласно  которой электроны движутся вокруг ядра по определённым сферическим (круговым) орбитам. В 1922 году получил Нобелевскую премию по физике за разработанную им теорию строения атомов.

2.Чтоб энергию получить, надо атом расщепить

Ядерная реакция – это  процесс взаимодействия  частицы с атомным ядром, приводящий к превращению этого ядра в новое ядро с выделением вторичных частиц или гамма - квантов, часто приводящий к выделению колоссальной энергии.

У каждого химического элемента есть один или более изотопов (Атомы с одним и тем же количеством протонов, но разным количеством нейтронов называют изотопами данного элемента) с нестабильными ядрами, которые подвержены радиоактивному распаду, в результате чего атомы испускают частицы или электромагнитное излучение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существуют три основные формы радиоактивного распада

• Альфа-распад происходит, когда ядро испускает альфа-частицу — ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов.
• Бета-распад происходит из-за слабых взаимодействий, и в результате нейтрон превращается в протон или наоборот.
• Гамма-излучение происходит из-за перехода ядра в состояние с более низкой энергией с испусканием электромагнитного излучения. Гамма-излучение может происходить вслед за испусканием альфа- или бета-частицы после радиоактивного распада.

Как работает ядерная энергия?

Мы обычно получаем тепловую энергию, сжигая топливо – нефть, газ, уголь или дрова. В больших количествах такая энергия может служить для нагревания воды, а получающийся при нагревании пар – для приведения в действие турбогенераторов, вырабатывающих электричество. Сгорание топлива представляет собой химическую реакцию, при которой одна энергия преобразуется в другую: при этой реакции элементы топлива и кислород из воздуха соединяются, превращаясь, например, в золу, дым и выхлопные газы, а также в тепло.
В результате ядерной реакции деления тепло вырабатывается другим способом: реакция разбивает сами элементы, превращая их в отходы (продукты деления) с меньшей массой, и при этом вырабатывается огромное количество энергии. Топливом для ядерных реакторов являются мельчайшие частицы вещества (атомы) тяжелых элементов, например урана или плутония.

В центре каждого атома имеется ядро, которое, в свою очередь, состоит из еще более мелких частиц – протонов и нейтронов. Ядро удерживается как одно целое с помощью очень мощной силы, и при разбивании ядра эта сила высвобождается. Ядерная реакция начинается, когда быстрые нейтроны сталкиваются с ядрами атомов топлива, в результате чего атомы разбиваются на меньшие ядра и нейтроны. Эти нейтроны, в свою очередь, разрушают следующие ядра топлива. В процессе этого движения высвобождается огромное количество тепла, которое может использоваться для вырабатывания пара. А пар будет приводить в действие электрические генераторы.

Замечательным в ядерной энергии реакции деления является то, что для получения огромного количества энергии требуется очень мало топлива. (Около 1 кг ядерного топлива может дать столько же энергии, сколько дадут, например, 2950 т угля!) Но сложность состоит в том, что этот процесс должен контролироваться чрезвычайно тщательно. В противном случае в результате цепной реакции за долю секунды может высвободиться такое количество энергии и тепла, которое вызовет взрыв огромной силы, в точности такой же, как взрыв ядерного оружия. (В ядерном реакторе процессом управляют посредством ввода в активную зону реактора и выведения из нее поглощающих нейтроны графитовых стержней.)

Разрушительная сила ядерного взрыва усугубляется тем, что при нем в окружающую среду излучается вредное гамма-излучение. Этот побочный продукт ядерного деления создает другую проблему, связанную с ядерной энергией. Ядерные реакторы окружены толстыми слоями стали и бетона, для того чтобы излучение не проходило наружу. И кроме того, поскольку отходы ядерного топлива являются высокорадиоактивными, их необходимо хранить с соблюдением мер предосторожности вдали от мест нахождения людей, а срок хранения их до того, как они перестанут быть опасными, составляет многие десятилетия и даже столетия. Транспортировка и захоронение опасных отходов – это еще одна проблема, которую приходится решать при работе с ядерной энергией. Ядерное топливо, которое недавно использовалось в реакторе, герметически закрывают в контейнерах, обеспечивающих защиту, и захороняют глубоко под землей.

Ядерный процесс, который обеспечивает получение энергии, называется делением – при нем разбивающиеся атомные ядра высвобождают огромное количество энергии и тепла.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.   АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Атомная электростанция(АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия  преобразуется в электрическую.

Крупнейшая АЭС в Европе – Запорожская находится у г. Энергодар, Украина. Крупнейшая АЭС в мире - Касивадзаки-Карива находится в городе Касивадзаки, Япония.

Ядерная энергия (атомная энергия) – это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.

Ядерный реактор – это устройство, в котором осуществляется управляемая  цепная ядерная  реакция, сопровождающаяся выделением энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

Энрико Ферми итальянский физик, один из создателей ядерной и нейтронной

физики. Жил в 1901-1954 годах. В1934  г.  открыл  искусственную радиоактивность. 2 декабря 1942 года построил первый ядерный реактор и первым осуществил в нем цепную ядерную реакцию.

 

Игорь Васильевич Курчатов российский физик, организатор и  руководитель  работ  по

атомной науке и технике. Жил в 1902/03-1960 годах. Под его руководством в 1946 г. был создан первый в Европе ядерный реактор; в 1949 г. - первая в СССР атомная бомба; в 1953 г. -

первые в мире термоядерная бомба; в 1954 г. - АЭС; в 1958 г. был создан первый в мире атомный реактор для подводных лодок; в 1959 г. Был создан атомный реактор для ледоколов.

 

Сделал выводы, что атом  служит  человеку:

    В медицине с помощью атомной энергии определяются и лечатся болезни.

    С помощью атомной энергии приводятся в движение атомные ледоколы, подводные лодки и космические корабли.

    Атомные электростанции вырабатывают электроэнергию для каждого дома.

 Но, к сожалению, попав в злые руки, атом тоже начинает творить зло.

Ø Атомная бомба – самое страшное оружие на земле. Её взрыв способен уничтожить целый город, как это произошло с японскими городами Хиросимой и Нагасаки в августе 1945 г.

Ø Недобросовестные, небрежные руки – не меньшее зло. В ночь на 26 апреля 1986 г. по вине людей произошел взрыв на атомной электростанции в г. Чернобыле. Жители города отважно пытались сразиться с бедой, но, к сожалению, многие погибли. И по сей день Чернобыль остается городом, в котором никто не живет. Со дня аварии этому событию  26 апреля 2016 года исполняется 30 лет

На мой взгляд, любой атом мирный он или военный несёт в себе угрозу для человечества. Но с другой стороны, человечество не готово полностью отказаться от "услуг" атома. Думаю, когда люди смогут найти полноценную замену, к примеру, солнечная энергия, это произойдёт.

Реализация проекта

В ходе реализации своего проекта, я узнал, что есть

Памятники атому

Памятники «мирному атому» есть во многих городах мира. Особенно в тех, которые так или иначе связаны с атомной энергетикой. Тем не менее, самый известный памятник «мирному атому» находится в Брюсселе.  Несмотря на то, что конструкция выглядит довольно нелепо, а архитектурные достоинства ее не очевидны, «Атомиум» (официальное название композиции) стал одним из символов Брюсселя.

 

 

 

 

 

                                                                                          

 

Атомиум был построен в честь Международной выставки 1958 года архитектором Андре Ватеркейном.

 

 

 

 

 

 

 

 Атомиум приводит в восхищение, что не удивительно, ведь его общая высота — 102 метра. Он состоит из 10 огромных сфер, соединенных между собой. Для Брюсселя он является чем-то сродни Эйфелевой башни для Парижа.

Внутри Атомиума расположен музей, экспозиция которого расскажет Вам об атомной энергии, достижениях в ее исследовании и пользе мирного атома.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Атомиум является ярким символом научного и технического прогресса, веры в светлое будущее и в полезность атомной энергии.

 

 

На въезде в город Северск Томской области установлена стела. На её вершине находится блестящий шар с расходящимися в разные стороны лучами. Композиция изображает модель атомного ядра и посвящена людям, создававшим Сибирский химический комбинат.

Памятник Курчатову —знаменитому академику-ядерщику был открыт в 1986 году к 250-летию Челябинска около здания Южно-Уральского государственного университета по заказу челябинского горисполкома, председателем которого в то время был Пётр Сумин. С 2014 года памятник включен в единый реестр объектов культурного наследия Российской Федерации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Памятник представляет собой сложную архитектурно-скульптурную композицию, в состав которой входят два пилона и находящаяся между ними статуя Курчатова на постаменте. Полусферы на пилонах символизируют расщепленный атом. Высота пилонов составляет 27 метров. Высота статуи — 6,4 метра. Общая высота памятника (вместе с постаментом) — 11 метров.

 

Памятник "Мирный атом"

расположен в центре новой части города Волгодонска, возле здания информационного центра Волгодонской АЭС. Сооружение представляет собой скульптуру орбит элементарных частиц атома, обвитых виноградом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Памятник мирному атому установлен не просто так - город был построен для рабочих завода "Атоммаш" и считался городом атомщиков, также рядом расположена Волгодонская АЭС, поэтому можно сказать, что город обязан своим существованием атомной энергетике. Виноградные грозди, свисающие с орбит частиц атома также символизируют часть истории города - город славится своим виноградом и винами из него, которые неоднократно получали призы на выставках. Памятник был создан под руководством заслуженного художника СССР и сегодня считается символом города.    

Атом в геральдике

Символ атома используется в геральдике с 1955 года. Обычно атом изображается согласно упрощённому графическому изображению модели Бора-Резерфорда — в виде скрещённых орбит электронов с точкой ядра посередине. Он может символизировать атомную энергетику, ядерное       оружие, физику (чаще ядерную), науку и научно-технический прогресс. Гербы с атомами наиболее часто создавались в Советском Союзе в 1970—1980—е годы

Герб Соснового Бора: Золотая «энергетическая корона» над атомным символом означает энергию мирного атома и Ленинградскую атомную электростанцию как первенца среди гигантов атомной энергетики

 

 

 

Флаг города                  

Десногорск - самый молодой город на Смоленщине. История его возникновения связана со строительством атомной электростанции на берегу реки Десна в южной части Рославльского района. 26 февраля 1974 года Десногорск появился на карте Смоленщины.

 

Город Северск Томской области

                   Флаг                                                Герб

  

 

 

 

26 марта 1949 года Совет Министров СССР принял решение о создании вблизи г. Томска комбината по производству высокообогащённого урана-235 и плутония-239. Новый промышленный комплекс первоначально назывался «Зауральская контора Главпромстроя» или Комбинат № 816. 26 июля 1953 года, всего через четыре года после начала строительства, на заводе разделения изотопов, входящем в СХК, был получен первый сибирский уран. Вторая в мире после Обнинской промышленная атомная электростанция (АЭС-1, также известная как Сибирская АЭС) мощностью 100 мегаватт, основанная по приказу Л. П. Берии, была построена в Северске в 1958 году.

 

Город Зеленогорск Красноярский край

             Флаг                                                      герб

 

 

 

 

 

Город Железногорск Красноярский край

              флаг                                                          герб

 

 

 

 

1 марта вместе со своими одноклассниками мы оказались в «гостях  атома». Такую встречу по нашей просьбе нам организовал  учитель физики, директор нашего лицея Иванов Олег Николаевич.

 

 

 

 

 

 

 

 

На этой встрече мне было приятно узнать, что  мои одноклассники не первый раз слышат  об атоме, многие смогли ответить на вопросы об атоме, которые задавал наш лектор.

По-античному наивно,
Откровенно простовато
Совершенно "неделимым"
Называли греки атом.
Но теперь твердит наука:
Атом - не простая штука
И устроен он хитро.
В центре - плотное ядро,
Пляшут электроны крошки
В электронных облаках,
Как кораблик на волнах,
Плыть стремиться каждый атом
По своим координатам.

Он бежит по проводам,
Он бывает тут и там.
Свет зажег, нагрел утюг
Электрон - наш лучший друг.
Если в атом он попал -
То, считай, почти пропал:
Он с утра и до утра
Носится вокруг ядра.
Очень положительный,
С массою внушительной.
А таких, как он, отряд
Создаёт в ядре заряд.
Лучший друг его - нейтрон.
Догадались? Он - протон!
Зарядом похвастаться я не могу,
А потому сижу в ядре и ни гу-гу.
А то подумают: шпион...
А я нейтральный, и зовусь нейтрон!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На практической части  занятия мы смогли изготовить модель атома из пластилина.

 

                         Это мой атом!                                                                                       

 

 

 

 

    

Заключение

 На краю Млечного Пути, вокруг звезды средней величины, вращается голубой шар. Это – Земля, а голубизна – Океан. На планете много веществ и различных химических элементов, которые отличаются друг от друга мельчайшими частицами, именуемыми молекулами и атомами. “Что такое эти атомы и молекулы? Как они устроены? ” – эти вопросы давно задавал себе человек. И искал ответы. И открыл, что атом – это “беспокойное хозяйство” из протонов, нейтронов и электронов. Однажды Э. Резерфорд сказал: “Теперь я знаю, как выглядит атом”.

 

 

 

 

И завершая своё исследование, мне тоже хочется сказать добрые слова об атоме. Ему я посвятил своё стихотворение собственного сочинения:

Атом-неведимка

Что такое атом, раньше я не знал.

Кто его придумал, кто его создал?

Может, кто случайно атом разглядел

Или догадаться вовремя успел?

 

Но теперь я знаю, кое-что прочёл,

Ответы на вопросы я многие нашел.

Что атом – очень мелкий, частичка вещества,

И глазу он невидим, а в нем-то суета!

 

Ведь по своим орбитам несутся по делам,

Совсем как вокруг солнца небесные тела,

Частички-электроны и минус свой несут,

Ученый Резерфорд открыл им в жизни путь.

 

А в центре – королева, атома ядро,

Вроде неподвижным кажется оно.

Но и оно живое, колышется едва,

Протоны и нейтроны там - верные друзья!

 

Реакции, процессы, что в атоме идут

Огромное значение для жизни нам дают.

Ведь атом-невидимка – и свет наш, и тепло.

На атомную станцию частичку занесло.

 

А там вот эта кроха такую мощь несёт

И в ядерном реакторе энергию даёт.

А дальше – генераторы, турбины, провода.

С теплом и светом будем мы долгие года!

 

Энергия от атома ещё ведет подлодки,

Для спутников космических и лайнеров – находка.

И в медицине, в армии, в промышленности тоже

Атом-невидимка всегда везде поможет!

 

Всероссийский конкурс «Изумрудный город»

Номинация: детские исследовательские работы и проекты

1 место

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Всероссийский конкурс «Изумрудный город»

Номинация: Литературное творчество

1 место

 

Литература

Интернет-источники:

https://ru.wikipedia.org/

http://festival.1september.ru/articles/313792/

https://www.google.ru/

http://chto-takoe-lyubov.net

http://www.efremova.info/

http://www.vedu.ru/

 

 

Скачано с www.znanio.ru