УРОК ДИСКУССИЯ АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ ЗА И ПРОТИВ

Урок физики по теме "Атомная энергетика: "за" и "против" (9­й класс) Терновик Андрей Александрович, учитель физики  Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового   источника   энергии   или   ради   получения   редких   или   дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей   увлекательностью   проникновения   в   одну   из   величайших тайн природы. Э. Резерфорд   Цель урока: выявить преимущества и недостатки использования энергии атома. Задачи:  Научить анализировать информацию с последующей её обработкой путем восприятия и самостоятельного анализа фактов;  Развивать   навыки   самостоятельности,   творческую   активность детей,   коммуникативные   качества   личности,   используя   работу   в группах;  Воспитывать   чувство   сострадания,   бережливости,   представив материал о трагедии в г. Чернобыле. Ход урока. 1. Оргмомент. Приветствие. — Сегодня наше занятие будет не совсем обычным. Нам предстоит узнать всю правду об использовании человечеством энергии атома в мирных целях. Но поскольку эта тема вызывает в настоящее время много споров, мы проведем свой   урок   в   качестве   пресс­конференции,   взвесив   все   «за»   и   «против». Запишите тему сегодняшнего урока и будьте предельно внимательны, т.к. в конце занятия вам предстоит оформить свои мысли в виде экспресс­газеты. Презентация  Слайд №1: Тема. Слайд №2: Эпиграф. Так   не   бывает,   чтобы   экспериментаторы   вели   свои   поиски   ради открытия нового источника энергии или ради получения редких или дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших Э. Резерфорд природы.      тайн — Эти слова известного физика Резерфорда не случайно стали эпиграфом нашего урока. Нам предстоит выяснить, действительно ли одно из величайших открытий   человечества   –   энергия   атома   –   может   служить   во   благо,   и насколько мы достойны проникновения в одну из загадок природы. Это и есть цель  нашего   урока.   Помогут   нам   в   этом   специалисты,   которых   я   спешу представить.  Профессор РАН по ядерным технологиям –  Главный энергетик РАО ЕЭС –,  Представитель экологического центра –,  Эксперт МАГАТЭ –,  Представитель группы «Greenpeace» ­,  Участник ликвидации аварии на ЧАЭС –. — Первое слово предоставляется, главному энергетику РАО ЕЭС. 2. Основная часть Энергетик: Энергетическая проблема – одна из важнейших проблем, которые сегодня   приходится   решать   человечеству.   Уже   стали   привычными   такие достижения   науки   и   техники,   как   средства   мгновенной   связи,   быстрый транспорт,   освоение   космического   пространства.   Но   все   это   требует огромных затрат энергии. Однако, известно, что запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа – на 60 лет.  Слайд №3: Запасы. В настоящее время проблему «энергетического голода» может помочь решить ядерная энергетика. Слайд №4: Чем утолить… Сегодня   440   ядерных   блоков   общей   мощностью   364   ГВт   в   31   стране обеспечивают  более  16%  производства мировой электроэнергии; в 2003 г. ими произведено 2525 млрд. кВт/ч электроэнергии. Еще 30 энергоблоков в 11 странах находятся в стадии строительства, причем большая часть строящихся и запланированных АЭС приходится на азиатский регион. Слайды №№5­7: Перспективы По данным Управления энергетической информации США (EIA), потребление энергии   в   мире   до   2025   г.   возрастет   на   54%.   Прогнозируется   увеличение мирового производства электроэнергии на АЭС с 2521 млрд. кВт/ч в 2001 г. до 3032 млрд. кВт/ч в 2020 г.  Преимущества  атомных электростанций  (АЭС) перед  тепловыми  (ТЭЦ) и гидроэлектростанциями  (ГЭС)   очевидны:   нет   отходов,   газовых   выбросов, нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ.  Слайд №8: Преимущества Я предоставляю слово своему коллеге, профессору АН, чтобы он рассказал о предшествующих этому событиях. Физик:  Впервые   о   сложном   строении   атома   заговорил   француз   Анри Беккерель,   наблюдая   явление   самопроизвольного   испускания   химическими элементами   невиданных   доселе   лучей.   Благодаря   исследованиям   его земляков, супругов Кюри, а также известного физика Резерфорда этот факт оказался неоспоримым. Слайд №9: Портреты Кроме того, когда выяснилось, что и ядра атомов имеют непростое строение, обнаружились новые виды сил, действующие между нуклонами в ядре. Чтобы разорвать   связь   между   протонами   и   нейтронами,   необходимо   затратить определенную энергию. Ее, согласно формуле Эйнштейна, назвали энергией связи.   Именно   это   количество   энергии   выделяется   в   процессе   ядерной реакции,   одну   из   которых   наблюдали   немецкие   ученые   Отто   Ган   и   Фриц Штрассман. Слайд №10: Деление ядер К сведению слушателей. Экономистами подсчитано, что при полном делении 1   г   урана   выделяется   57,6   х   1010  Дж   энергии.   Чтобы   покрыть   расходы радиоактивного   топлива,   понадобиться   сжечь   почти   30   т   каменного   угля, привычного топлива для ТЭС. Энергетик:. Я считаю, что за АЭС будущее нашей энергетики. Слайд №12: Будущее Представитель   журнала   «Экономика   и   жизнь»:  У   меня   вопрос   к энергетику. Нам известно, что в Советском Союзе в 1946 году был создан первый реактор под руководством Игоря Васильевича Курчатова, а первая атомная электростанция – в 1954 году в городе Обнинске. Тогда ее мощность была невелика – 5000 кВт. Интересно, что Вы можете сказать о мощности современных АЭС? Энергетик:   Рассчитав   электрическую   мощность   атомной   электростанции, расходующей в сутки 220 г изотопа урана­235, имеющей КПД, равный 25%, мы получили следующий результат: в сутки такая АЭС дает мощность 500 000 кВт. Эколог: Хотелось бы добавить в ваше выступление каплю дегтя, господа! Да, в настоящее время доля АЭС в США – 20%, в Германии – 35%, Швеции – 45%, Франции – 75%. Атом повернулся к мирным целям. Но такой ли уж он мирный и безопасный? Работа   всех   энергетических   установок   сопровождаются   образованием радиоактивных отходов, являющихся источником ионизирующих излучений и представляющих в связи с этим потенциальную длительную экологическую опасность. С 1970 года введен мораторий на выброс в море радиоактивных отходов, но их там уже более 90 тыс. контейнеров, общей радиоактивностью 19 тыс. кюри. Техногенные   воздействия   на   окружающую   среду   при   строительстве   и эксплуатации   атомных   электростанций   многообразны.   Наиболее существенные факторы:  Локальное механические воздействия на рельеф – при строительстве;  Сток   поверхностных   и   грунтовых   вод,   содержащих   химические   и радиоактивные компоненты;  Изменение   характера   землепользования   и   обменных   процессов   в непосредственной близости от АЭС;  Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов. Слайд №13: Отрицательное воздействие Отмечу   важность   не   только   радиационных   факторов   возможных   вредных воздействий   АС   на   экосистемы,   но   и   тепловое   и   химическое   загрязнение окружающей   среды,   механическое   воздействие   на   обитателей   водоемов­ охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов,   т.е.   весь   комплекс   техногенных   воздействий,   влияющих   на экологическое благополучие окружающей среды. И,   наконец,   главным   источником   дополнительной   энергии   мы   считаем энергосбережение. Подсчитано, что в России до 40% вырабатываемой энергии теряется   на   пути   к   потребителю   или   в   результате   расточительного использования. Это означает, что мы добываем и сжигаем почти в 2 раза больше угля, нефти и газа, чем это необходимо в действительности. Во всем мире атомная энергетика живет за счет дотаций государства. В США, где атомные электростанции частные, за последние 20 лет не построено ни одной новой ­ акционеры не хотят вкладывать  деньги в такие ненадежные предприятия. Атомная энергия невыгодна! Представитель   журнала   «Здоровье»:  В   словаре   понятие   «катастрофа» означает   следующее:   «Крупная   авария,   влекущая   за   собой   человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или разрушения в значительных размерах». Это случайные (природные) катастрофы. А кто даст определение событиям, произошедшим в Чернобыле? Слайд №№14­15: Чернобыль Ликвидатор: Позвольте, я отвечу на этот вопрос. На 25 апреля 1986 года был запланирован  тест четвертого энергоблока реактора АЭС в Чернобыле, по самообеспечению   энергией.   Эксперимент   выполнялся   без   учета   ряда предосторожностей. Действия персонала не скоординировали с работниками, отвечавшими   за   ядерную   безопасность.   Для   тестирования   требовалось понизить   мощность   реактора.   Достичь   этого   удалось   только   путем технологических   нарушений.   Внезапное   прибавление   теплоты   в   1   час   23 минуты привело к взрыву, разрушившему реакторное ядро. Тремя секундами позже произошел еще один взрыв. Они разрушили крышу реактора, и 8 из 140 тонн радиоактивного топлива вырвалось наружу. В результате возник пожар. Из города Припяти вызвали более 100 пожарных. Именно они приняли на себя самую большую дозу облучения и понесли значительные потери. Пожар был потушен только к 9 мая. Людей начали выселять только через 4 дня. Сколько же людей пострадало? Люди   в   Чернобыле   подверглись   облучению   в   90   раз   большему,   чем   при падении бомбы на Хиросиму. 2 человека погибли при взрыве, 28 пожарников умерли от лучевой болезни, около 134 человек с диагнозом лучевая болезнь. Но точного учета нет. Ликвидаторов   аварии   было   316553   человек,   из   30­тикилометровой   зоны выселено более 390 тыс. человек. Атомный смерч сорвал людей с места, лишил надежды на будущее, оставив взамен   муки   неустроенности,   нервозности,   безразличие   политиков   и чиновников. Так что число втянутых в эту трагедию можно оценить свыше 700 тыс. человек. Слайд 16: Мы обязаны помнить Представитель «Экспресс­газеты»:  Сейчас   в  Интернете  можно   встретить объявления об организации туров в, так называемую, Зону отчуждения. Как Вы считаете, не кощунственно ли это? Представитель организации «Greenpeace»: Я была в городе Припять, но не как   турист,   а   в   качестве   эксперта.   Посмотрите   видеорепортаж   с   места событий и решайте сами, что можно сказать по этому поводу.  Слайд №№17­22: Припять Прикоснись к израненному сердцу города, хранящего тепло твоего утраченного детства, призрак эха смеха твоего… Пальцами лучистыми дотронься пыльных клавиш городской души, и она очнется, встрепенется, вырвется из призрачной тиши. –  Запоет, заплачет, засмеется многозвучный городской орган. В небесах распахнутых зажжется  неизбывной памяти экран. Темные глазницы мертвых зданий  вновь людским наполнятся теплом… Город затаит на миг дыханье, когда ты опустишься в свой дом… …И опять многоголосье улиц  зазвучит привычной суетой… Словно живы все и все вернулись, словно он по­прежнему живой… Прикоснись!  Он ждет касаний легких всех кого в надмирность отнесло… Милый ангел, ты одна из многих столь же чистых ангелов его… Журналист районной газеты: В нашей газете было опубликовано сообщение о строительстве АЭС. Объясните, пожалуйста, есть ли смысл рисковать? Энергетик: С одной стороны, строительство атомной электростанции – это, несомненно, определенный риск для населения области. С другой стороны, той электроэнергии, которую на сегодня потребляют, уже не хватает. Есть риск,   что   уже   в   ближайшие   годы   мы   столкнемся   с   перебоями   в энергоснабжении. Конечно,   в   такой   ситуации   необходимо   строить   атомную   электростанцию. Подчеркну,   что   сейчас   при   возведении   подобных   объектов   используются принципиально   новые   технологии.  Это  дешевая  электроэнергия,  это  новый виток в развитии экономики региона. Кроме того, в перспективе снижение тарифов на стоимость электроэнергии в регионе. Эколог:   Теоретически   возможно   построить   безопасную   АЭС,   но   нельзя сделать безопасными ее отходы. В мире отсутствует технология безопасной ликвидации радиоактивных отходов. Отработанное топливо надо хранить где­ то 100 тыс. лет – период времени, который невозможно представить. Слайд №23: Проблемы Представитель журнала «Наука и жизнь»:  Как же найти выход из этой ситуации, и задумывается ли мировое сообщество об этом? Эксперт МАГАТЭ: Мировому сообществу, безусловно, небезразличны ваши проблемы. Наше агентство, созданное при ООН в 1957 году, берет на себя обязательство по контролю основных моментов в эксплуатации АЭС. Обезвреживание радиоактивных отходов сводится к трем задачам:  Совершенствование   технологий   с   целью   уменьшения   образования отходов при работе реактора;  Переработка отходов для их скрепления и уменьшения опасности их распространения в окружающей среде;  Надежная изоляция за счет создания могильников разных типов. Слайд №24: Эксперты Для   эффективной   защиты   окружающей   среды   необходимо   законодательно ввести принципы ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. Что касается безопасности, наша деятельность включает в себя разработку стандартов безопасности, консультирование стран – членов МАГАТЭ.  Остается надеяться, что человек извлечет уроки из всего происходящего и что «…радиофобией, может быть, вылечим мир от беспечности, алчности, сытости, от бездуховности, бюрократизма, чтоб не пришлось нам по чьей­либо милости в нечеловечество переродиться». Слайд №25: «За» или «против» 3. Самостоятельная работа (закрепление). — Спасибо нашим экспертам. Я попрошу их спуститься к вам и выступить в роли   консультантов.   Группы,   пройдите,   пожалуйста,   к   столу,   где разместилась редакция газеты «Квант». Ваша задача: за 15 минут подвести итог   всему   вышесказанному,   отобразив   свои   мысли   на   газетной   строке. Руководствуйтесь   планом,   используйте   уже   готовые   материалы,   данные, полученные при решении задач. В конце урока мы услышим резюме от ваших представителей и главного редактора. «Редакция»: Приложения №№1­5: Необходимые материалы На   столе   стоит   табличка   с   надписью   «Квант»,   лежат   подписанные файлы и конверты. В них находятся распечатанные материалы, фото и названия   для   каждой   рубрики.   Названия   рубрики   выделены   красным цветом в плане у групп и подписаны на файлах и конвертах для простоты ориентировки. Так же здесь клей, ластики, фломастеры, скотч, линейки, заранее подготовленный ватман с названием. Каждая   группа   выбирает   свои   материалы   согласно   выделенному   пункту плана. Затем они располагают на ватмане названия, статьи, фотографии. Все это наклеивается. Во время работы помогаю им, подсказываю. 4. Итог. — Итак, к какому выводу пришли наши спецкорреспонденты? Заслушаем их согласно плана ­ Приложение №6 5. Оценки. — Большое спасибо нашим специалистам! Большое спасибо вам за отличную работу!   Надеюсь,   в   скором   будущем   из   вас   получатся   настоящие   мастера своего дела, умеющие решать глобальные проблемы человечества. 6. Домашнее задание. —составить конспект п.69. 7. Урок окончен.