Тема: «Радиоактивность и цивилизация» (интегрированный урок биологии, физики и экологии) Цель
| Вид материала | Урок |
- Королёва Лариса Владимировна. Интегрированные предметы: (биология, география, физика,, 135.42kb.
- Басак Евдокия Игнатьевна, учитель биологии Хомиченко Татьяна Николаевна, учитель экологии, 260.29kb.
- Хуснутдинова Накия Гараевна, учитель географии и биологии высшей квалификационной категории, 231.92kb.
- Свинарева Ирина Алексеевна Двоеточие в бессоюзном сложном предложении Интегрированный, 91.02kb.
- И. М. учитель биологии и экологии моу «Медновская сош» 03. 11. 2009 год Цель урок, 137.93kb.
- Урок биологии в 7 классе. Интегрированный. Тема: Характерные особенности растений семейства, 188.8kb.
- В. П. Астафьева Интегрированный урок, 47.32kb.
- Ушакова Ольга Александровна Учитель русского языка и литературы «когда зажигаются свечи», 74.13kb.
- Урок физики, литературы, русского языка. Решение задач по теме: "Законы Ньютона"на, 124.36kb.
- М. Ю. Лермонтова «Мцыри». Бинарный интегрированный урок, 73.88kb.
Тема: «Радиоактивность и цивилизация» (интегрированный урок биологии, физики и экологии)
Цель: формирование экологической культуры и общественного самосознания, знакомство с историей науки и техники
ОБОРУДОВАНИЕ: компьютер
ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ УРОКА.
1.Экскурсия на рентгенкабинет ЦРБ.
2.Встреча с представителем районной СЭЦ. Наблюдение за естественным радиационным фоном в поселке. Знакомство с измерительными приборами.
3.Оформление стенда «Это полезно и интересно знать».
4.Анкетирование и анализ знаний учащихся по теме: «Что мы знаем о радиоактивности»
5.Сбор информации о Чернобыльской аварии и ее последствиях.
Эпиграф к уроку: Радиоактивность: и благо, и вечная опасность для человечества и цивилизации.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ УРОКА
1 .Организационный
2 .Актуализация знаний
-Вступительное слово учителя.
-Анализ результатов анкетирования (выступление учащихся).
3 .Основная часть урока.
РАЗДЕЛЫ
1) Творцы учения о радиоактивности. ( Презентация и рассказы учащихся).
2) Союз физики и химии.(Повторение терминологии по теме, решение информационных задач по группам).
3) Радиоактивность и живые организмы.(Учитель биологии).
4) Радиация лечащая и работающая.(Диалог учителя биологии с классом).
5) Ядерная энергетика и экология. (Учитель физики, работа по группам с фактами).
4. Заключение. Подведение итога урока.
Работа с итоговой таблицей: «ДОБРЫЕ И ЗЛЫЕ ДЕЛА РАДИАЦИИ».
5. Заключительное слово учителя.
ХОД УРОКА:
- Блок биологии.
Вступительное слово учителя.
Всё больше и больше Научно-технический прогресс входит в наш быт. Работа многих из них облегчает труд, создаёт комфорт. По так ли безобидны плоды цивилизации.
На уроках экологии мы рассматривали ряд проблем, связанных с бытовыми приборами. Вспомним виды загрязнения.
Проблема урока: Радиационное загрязнение.
Вопросы, связанные с радиацией вы рассмотрели на уроке физики, экологии и ОБЖ.
Известно, что отношение людей к той или иной опасности определяется тем, насколько хорошо она им знакома.
Чтобы узнать насколько ученики нашей школы владеют информацией о радиоактивности ученицы 11 А класса протестировали 30 учеников 5-11 кл. по 15 вопросам. Представьте результаты.
(Анкета и результаты)
Выступление учеников. 100% знания никто не показал.
поэтому давайте попробуем сформировать задачи, которые мы должны решить, назвав наш интегрированный урок «Радиоактивность и цивилизация»
Повторить, обобщить знания по данному вопросу, расширить рамки познания.
Ведь не однозначен, есть и «+», но как гласит пословица «И сало, употребляемое не в меру, может причинить вред», есть и «-» К концу урока вы должны будите заполнить чаши весов (раздать листочки).
| Добрые дела радиации | Злые дела радиации |
| | |
Вспомним слова Н.И. Лобачевского: « Человек родился быть господином, “повелителем”, царём природы, но мудрость, с которой он должен править, не дана ему от рождения: она приобретается учением».
А начнём мы свои познания с истоков и вспомним творцов учения о радиоактивности.
Презентация и рассказы учащихся
о В.К. Рентгене
А. Беккереле
П. Кюри и М. Складовской Кюри
Ирен и Фредерик Жолио-Кюри
И.В. Курчатове
Блок физики. Союз физики и химии.
Повторение терминологии по теме «Радиоактивность». Решение задач по группам.
Обращаясь словам Лобачевского о мудрости, приобретаемой учением, повторим основные термины, законы по теме «Радиоактивность».
1.Состав атома и ядра.
2.Характеристика ядра.
3.Нуклоны это – …?
4.Какие силы существуют между нуклонами в ядре?
5.Какие из них обеспечивают устойчивость ядра?
6.Способы ядерных превращений и их отличительная особенность?
7. Какой из законов сохранения лишний при ядерных превращениях: сохранения энергии, массового числа, импульса, массы, зарядового числа.
8. Активность, единица измерения?
9. Энергия связи ядра – это… ?
10. Определите удельную энергию связи урана 238 и железа 56, которое из них более устойчиво?
11. Деление ядер урана обязательно сопровождается ….?
12. Другое название гелия 24, электрона, гамма лучей? (обозначение на карточках)
13. Назовите имя и основные характеристики следующих элементарных частиц (на карточке обозначение нейтрона, протона, гамма лучей и электрона)
14. Определите период полураспада по справочнику: йод131, цезий137, цезий134, странций90. Эта некоторые радиоактивные выбросы Чернобыльской аварии. Период йодиевой или цезиевой опасности более продолжителен.
15. Закон радиоактивного распада. Когда и для чего применяется. Границы применимости?
Решение информационных задач. Работа по группам.
1. При радиоактивном распаде чаще всего вновь возникает радиоактивное ядро. Существует четыре радиоактивных семейства, у трех из них исходными ядрами являются встречающиеся в природе изотопы урана и тория, а четвертое семейство начинается с искусственно созданного изотопа нептуния.
| Семейство | Исходное ядро | Конечное стабильное ядро |
| Уран – радий |  |  |
| Уран – актиний |  |  |
| Торий |  |  |
| Нептуний |  |  |
Определите число
и 
распадов для каждого семейства? (Ответы: 1) 8/6; 2) 7/4; 3)6/4; 4) 7/4)2. Определите энергию связи
(56,8 МэВ); 
(28,4 МэВ);
(161,3 МэВ);
(59,2 МэВ).3. В мире сейчас в общей сложности насчитывается около 50 тыс. единиц ядерного оружия, причем мощность каждой из них не меньше, а за частую больше чем у бомбы взорванной над Хиросимой. Считая, что они содержат по 2 кг ядерного заряда, определите, какое количество ядерного взрывчатого вещества накоплено человечеством и сколько в нем заключено энергии. Какое количеств ТНТ «заготовлено» таким образом для каждого жителя планеты? (Население планеты 6 млрд.) Ответ: 330 кг.
| Топливо | Удельная теплота сгорания, Дж/кг |
| Уран-235 Плутоний -239 Условное топливо Нефть Каменный уголь Природный газ Мазут Тринитротолуол (ТНТ) Тритол | 8,19*1013 8,2*1013 29,3*106(7000 кал/г) 4,3*107 2,9*107 4,5*107 4*107 4,1*106 1,151*107 |
4. Используя данные таблицы оцените среднесуточную потребность в топливе электростанции мощностью 1000 МВт, если ее КПД 30%. Станция работает на угле, нефти, уране? (Ответы: за сутки угля – 10000 т; нефти – 7000 т; урана – 3,5 кг)
5. После Чернобыльской катастрофы в бывшем СССР было составлена карта с изолиниями, приведенными к одной дате – 10 мая 1986 года и соответствующими:
20 мР/ч (Определена территория с уровнем загрязнения выше 20 мР/ч) – это зона отчуждения;
5 мР/ч (Определена территория с уровнем загрязнения 20 – 5 мР/ч) – это зона эвакуации;
3 мР/ч (Определена территория с уровнем загрязнения 5 – 3 мР/ч) – это зона жесткого контроля и временного отселения детей и беременных женщин.
Эти зоны определялись, исходя из установленного Минздравом Союза норматива аварийного облучения 10 бэр на первый год после аварии (10 бэр/год человек получал при 5 мР/ч). Определите, какова доза облучения людей в зоне жесткого контроля за месяц (год) и сравните с предельно допустимой дозой для работающих с радиоактивными препаратами и смертельной дозой? (Ответ: 3,6 Р = 0,036 Гр).
Перевод единиц: 1 Р=0,01Гр
0,01 Зв1 бэр = 1,14 Р
1 Р5. При ежедневном трехчасовом просмотре телепередач человек получает 0,5 мбэр излучения. Сосчитайте, какова дополнительная доза облучения, накапливаемая человеком при просмотре телепередач за год. Сравните ее с дозой получаемой от естественного фона. Используйте данные из учебника физика для 11 класса и связь между Гр, Р и бэр (биологический эквивалент рентгена). (Ответ 1,5 *10-6Гр = 1,5*10-4 бэр).
6. В 1907 году Мария Складовская-Кюри подарила Парижскому радиевому институту 1 г радия. Сколько радия осталось к настоящему времени от подаренного количества? Оцените активность начального и оставшегося количества радия? (Используемая формула
, где ln2 = 0.693)Блок биологии. Радиоактивность и живые организмы.
давайте рассмотрим пути поступления радионуклидов в организм человека. Через воздух поступают космические лучи из глубин вселенной. И чем ближе располагается объект к ним, тем сильнее их влияние.
Радон (220 и 222) составляет половину дозы от естественных источников
радиации и большую часть этой дозы человек получает вместе с Воздухом. Радон освобождается из земной коры, просачиваясь через фундамент и пол из грунта, реже из материалов, используемых в конструкциях дома: дерево, кирпич, бетон - выделяют
относительно немного радионуклидов, больше гранит, пемза, глинозёмы (Швеция), фосфогипс (Япония).
Радон поступает и с природным газом при использовании газовых плит
- Пользоваться вытяжкой
- H2O - кипятить, плёнку снимать
Меры защиты: герметичный пол, но проветривание помещения, использование в строительстве материалов поглощающих радионуклиды. Вернёмся к таблице. Через корневое питание организм растения попадает вместе с обычным калием К.
Обратимся к таблице «Опасные уровни радиации» Вспомним в какую эру и период вышли растения на сушу — палеозойская эра, силурийский период, а животные в девонском периоде через 55 млн. лет. Расцвет астений приходится на конец мезозойской эры, а животных на конец кайнозойской эры. У меня появилась мысль: не могла ли радиация сыграть решающею роль: если да, то как; если нет, то тоже обоснуйте.
два года назад появилась статья сотрудника ВИИ г. Пущино. Но ведь свойство накапливать можно использовать и в целях выведения радионуклидов из организма.
Рассмотрим таблицу.
Вопрос: Какие ткани наиболее подвержены действию радиации? Каковы же меры защиты от неё.
- Проветривание
- Вытяжка
- Не использовать опасные строительные материалы
- Баня, с потом выводятся радионуклидов
- Н2O - кипятить
- Овощи, фрукты промывать
Картофель хорошо поглощает цезий, поэтому не варите его в мундире
Пища, выводящая радионуклиды:
- Корень солодки
- Водоросль спирулина
- Клюква болотная (выводит кобальт и стронций)
- Красная смородина
- Гречиха (листья и цветки) при лучевой
Лён обыкновенный - масло из стебля льна (костроволокнит - строительный материал, поглощает радиацию)
В Великобритании используют для очищения почвы (метод фиторемедиации) сажают:
- карликовый шпинат
- сахарную свёклу
- индийскую горчицу (10-20% радионуклидов),
Собирают, сжигают, проверяют, помещают в хранилища низкоактивных радиационных отходов.
Радиация лечащая и работающая
Кроме той радиации от которой надо защищаться, есть радиация без которой не обойтись. Это лечащая и работающая.
Таблица (На стенде таблица «Радиоактивные изотопы на службе людям»).
Нам хорошо известно использование радиоактивных изотопов, как ядерное топливо в ядерных реакторах: АЭС, подлодках, ледоколах и в НИИ. Существует несколько методов исследования с применением радиоактивных изотопов.
Это:
- Просвечивание
- Излучение
- Метод «меченных атомов»
- Метод радиоактивного углерода (метод датирования) (работа с таблицей)
Давайте разберёмся, где здесь, какой метод.
1. Гамма-дефектология
2. нейтрально-активационный
3. Рентген
А каким методом определяли:
- Английские учёные, что причина смерти Наполеона - отравление мышьяком
- Антиквары подлинность старинных вещей
- Эпидемиологи далеко ли переносятся микробы и вирусы
- Возраст горных пород и минералов
- Медики по отклонению от нормы содержания в волосах Са, наличие ишемической болезни.
Блок физики. Проблемы ядерной энергетики и экологии.
Ребята, вы уже владеете немалой информацией о ядерной энергетике, о достоинствах и экологических проблемах, связанных с АЭС. Назовите несколько из них, которые вы считаете актуальными в наше время.
Первое. Это захоронение и переработка ядерных отходов — на это тратиться 72 % всех затрат производства ядерной энергии. Но наука не стоит на месте, вот несколько примеров:
- В российском научном центре «Курчатовский институт» разработана установка «Расплав» - обеспечивающая исследования по безопасности АЭС.
- Финские специалисты создали уникальную установку, которая перерабатывает жидкие радиоактивные отходы, уменьшая их объем в 1000 раз.
Вторая. Это аварийные ситуации на ядерных реакторах. Вспомним Чернобыль, события 20-летней давности. Последствия этой аварии будут сказываться долго, тысячелетиями. Одна из причин аварий – человеческий фактор, нарушение т/б.
Поэтому каждый должен отчётливо понимать опасность, которая исходит от техники при бездумном, неграмотном или безнравственном обращении с нею.
Предоставляется возможность решить ряд небольших проблем, связанных с р/а безопасностью.
Работаем с фактами по группам. Закрепление материала.
Факт 1. Вы — директор продовольственной базы, обслуживающей большую сеть магазинов. Вам доставили для реализации партию картофеля и сырые мясные полуфабрикаты, обработанные с помощью радиации для подавления прорастания (картофеля) и размножения микроорганизмов (в мясе). Вам известно, что такая обработка разрешена, но при соблюдении определенных условий.
Вопрос:
Что вы предпримите, чтобы обезопасить покупателей?
Факт 2. Сброс в океан радиоактивных отходов
После окончания второй мировой войны, в годы холодной войны, когда мир был поделен на два непримиримых антагонистических лагеря, сверхдержавы вели гонку вооружений, в том числе атомных, полагая, что свое превосходство можно доказать только силой. И накопили оружия столько, что его было во много раз больше, чем потребовалось бы, если угроза новой войны перешла бы в реальность. При этом образовалось много ядерных отходов, которые систематически пополнялись морально устаревшими, списываемыми атомными устройствами. Эти отходы, масса которых исчислялась тоннами, упаковывались в контейнеры и сбрасывались в Мировой океан. Только США провели таким образом захоронение в 11-ти точках Тихого океана, Япония - в 6-ти; в подобных операциях участвовали также Англия, Бельгия, Нидерланды и другие страны, опуская контейнеры со смертоносным грузом в Бискайский запив, в северные моря, на дно Атлантики. Аналогичные сбросы делал и Советский Союз.
Вопросы:
- Можно ли назвать безобидными для Природы и Человека эти акции?
- Чем они опасны?
- Что, с вашей точки зрения, нужно делать сейчас, чтобы уменьшить степень риска от этих захоронений?
Факт 3. Радиоактивные отходы: Современные проблемы и один из проектов их решения.
Ядерная энергетика, широко используемая в последние десятилетия, дала нашей стране много радиоактивных отходов: в основном это отработанное ядерное топливо реакторов АЭС и подводных лодок, а также надводных кораблей Военно-Морского Флота. Эти отходы накапливаются лавинообразно (предполагается, что 300 т их к 2000 г. дадут только списанные атомные подводные лодки) и представляют, как говорится в одном служебном документе, «чрезвычайную радиационную опасность для обширных районов России и сопредельных стран». Что делать с этими отходами?
Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их захоронения, в основу которого положены подземные ядерные взрывы. Предлагается произвести их на острове Новая Земля, на глубине 600 м в грунте вечной мерзлоты. Там, на бывшем атомном полигоне, имеются заброшенные выработанные шахты и штольни; их-то и можно специальным образом подготовить и разместить в них отработанные твэлы АЭС, реакторы лодок, отходы ядерных предприятий, за1рязненные конструкции. Пространство между опасным «мусором» планируется заполнить материалом, способным резко снизить излучение. Остальное сделает ядерный взрыв. После него на глубине 600— 700 м и в радиусе 3,5 км от входа в штольню должно образоваться стеклообразное вещество, которое явится хорошим барьером для ядерных излучений. В результате такого одного взрыва может быть превращено в стекловидную массу до 100 т радиоактивных отходов.
Вопросы:
Знали ли вы, что в нашей стране накопилось много радиоактивного «мусора» и
что он теперь — реальная и грозная опасность для нашей жизни и здоровья?
Откуда берется этот «мусор»?
Какие могут быть экологические последствия, если проблему отходов срочно не
решить?
Какие, по вашему мнению, аспекты должны были учесть разработчики проекта
уничтожения радиоактивных отходов, чтобы он был экологически безопасным?
Из каких частей, с вашей точки зрения, должны складываться расходы на реализацию этого проекта?
Как вы думаете: какой метод захоронения отходов дороже — метод остеклования взрывом или традиционный, требующий сооружения бетонных могильников?
Почему?
Как, с вашей точки зрения, можно «совместить» предлагаемый проект захоронения отходов с помощью подземных ядерных взрывов и Договор о всеобщем запрещении ядерных испытаний, который подписан Россией и за бессрочное продление которого выступает наша страна?
Факт 4. «Мы еще не научились ценить человеческую жизнь»
В сентябре 1957 г. на Новой Земле проходили испытания советской нейтронной бомбы. Бомба не взорвалась. И тогда подразделение особого риска из трех человек получило задание — подойти к неразорвавшемуся ядерному заряду и выяснить: почему произошла осечка. Задание было выполнено, хотя существовала реальная опасность буквально испариться от ядерного взрыва в случае, если устройство вдруг сработает.
В газете «Известия» от 27 ноября 1997 г., рассказавшей об одном из героев этой операции — капитане первого ранга в отставке В.Ковалеве, дается такая оценка происшедшего: «Немногие из участников тех событий смогли дожить до сегодняшних дней. Но без них, мертвых и живых, наша страна не смогла бы обрести ядерный щит, которой и в нынешнее сложное время позволяет ей оставаться одной из ведущих держав мира».
Вопросы:
А что думаете вы об этом события? Как оцениваете его?
Факт 5. Как важно быть добросовестным при выполнении порученного дела.
Новейший тяжелый атомный ракетный крейсер «Петр Великий» был красой и гордостью российского военного флота. Он был прекрасно вооружен: имел 20 пусковых установок ядерных крылатых ракет «Гранит» и многое другое. Таким оружием не обладал ни один другой крейсер мира.
27 октября 1996 г. на «Петре Великом» произошла страшная трагедия. На корабле испытывали главную энергетическую установку: разгоняли крейсер до максимальной скорости, тормозили, маневрировали, совершая резкие повороты. Во время одного из таких маневров в носовом машинном отделении давлением сухого перегретого пара разорвало трубу, что вела от парового котла турбины к предохранительному клапану. Столб раскаленной газовой смеси, имевшей температуру свыше 300°С, словно снаряд из крупнокалиберной пушки, под давлением 35 атм вырвался из разлома трубы. В мгновение ока котельная превратилась в пекло, в ад. Люди, несшие вахту в ней, заживо сварились в паре...
Как показало расследование, причиной беды стало то, что труба была сделана с отклонениями от технических условий: из заготовки не того сорта стали и не той толщины (в месте разрыва толщина оказалась равной 2,2 мм вместо 5 мм). Мастер по приемке изделий и работники ОТК не осмотрели трубу внимательно и подписали приемо-сдаточный акт. Безобидные, на первый взгляд, действия привели к гибели людей. А если бы взорвались реакторы или ядерные крылатые ракеты на борту? Страшно подумать, какую радиационную беду они могли вызвать!
Вопросы:
Что могло случиться, если бы в ходе аварии были повреждены ядерные реакторы или ядерные крылатые ракеты?
Как вы думаете, чем была вызвана допущенная оплошность на заводе?
Какие мысли вызвал у вас этот эпизод?
Ф а к т 6. Мысли о роли ученого и о том, зачем нужно атомное оружие
Вслушаемся в слова, сказанные сначала по первому поводу «отцом» американского атомного оружия — легендарным физиком Эдвардом Телле-црм, человеком, наделенным не только талантом ученого, но и общественным и политическим чутьем и уже полвека являющимся важной фигурой в истории современной Америки:
«Ученый должен знать все, что может быть познано».
«Дело ученого заключается в расширении знания и изучении возможностей его применения. А за то, каким образом это применение будет осуществлено, ученый ответственности не несет. Он может и должен давать лишь консультации».
Вопрос:
Согласны ли вы с такой позицией? Ответ обоснуйте.
Заключение. Подведение итога урока.
(Работа с таблицей «Добрые и злые дела радиации»)
Прозвучало не мало фактов, примеров о добрых и злых делах радиации.
По вашим записям перечислите прогрессивные черты радиации.
На какие мысли навела Вас информация, полученная сегодня на уроке, во время подготовки к нему и через средства массовой информации?
- Разумное отношение к достижениям науки.
- Применение радиации, ее дозы должны базироваться на современных научных данных.
- Чтобы избежать человеческого фактора, важно соблюдение техники безопасности, где бы ты не работал и какую должность ты бы не занимал.
Человек должен всегда помнить: природа мудра, Вторгаясь в её тайны, надо
соблюдать её законы.
В своих действиях руководствоваться правилом: «не навреди».
Всегда помни о ценности жизни, уникальности нашей планеты.
Домашнее задание: Осмыслив, обобщив полученную информацию, заполнить таблицу.
| Знал до урока | Узнал на уроке |
| | |
РАДИОАКТИВНОСТЬ
1. Вопрос: что такое радиоактивность? Кто и когда открыл это явление? Ответ: это самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц.
2. Вопрос: Приходилось ли вам сталкиваться с радиоактивностью и ее проявлениями?
3. Вопрос: способен ли человек с помощью своих органов чувств определить наличие радиоактивности? Ответ: нет
4. Вопрос: как влияет радиоактивность на организм человека?
Ответ: отрицательно. Вызывает болезни, ожоги, смерть.
5. Вопрос: как предотвратить радиоактивное загрязнение местности? Ответ: уменьшить использование радиоактивных элементов.
6. Вопрос: каким образом определяют наличие радиоактивности?
Ответ: с помощью следующих приборов: счетчик Гейгера, камера Вильсона, пузырьковая камера, толстослойная фотоэмульсия.
7. Вопрос: В каких единицах измеряют радиоактивность?
Ответ: рентген
8. Знаете ли вы, в каких приборах, устройствах, процессах используются радиоактивные вещества?
Ответ: атомная энергетика, рентгеновские лучи в медицине, сжигание угля, воздушный транспорт и др.
9. Вопрос: ближайший к нам источник радиоактивного загрязнения.
Ответ: военная точка в Манамучаше.
10. Вопрос: ближайшая к нам АЭС.
Ответ: Обненская в Подмосковье
11. Вы оказались в радиоактивной местности. Ваши действия.
Ответ: быстро уйти из этой местности, используя при этом средства защиты кожи, органов дыхания и зрения.
12. Вопрос: что вы будете делать, если обнаружите точечный источник радиации?
Ответ: необходимо позвонить в местный штаб гражданской обороны или в милицию.
13. Какие болезни появляются после пребывания в радиоактивной местности?
Ответ: лучевая болезнь, поражение тканей. рак, индицирование генетических дефектов.
14. Вопрос: каковы первые признаки лучевой болезни?
Ответ: тошнота, рвота, выпадение волос, остановка роста костей у ребенка, слепота, стерильность у мужчин и женщин и др.
15. Каков знак, обозначающий радиоактивную опасность?
Ответ:
