Урок физики в 9 классе «Атомная энергетика»

Вид материала

Урок

Содержание Одной из серьезных проблем АЭС является утилизация ядерных отходов. Факт 2. Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их решения Долговременное хранение РАО требует консервации отходов в Факт №3 Содействие атомной энергетики распространению ядерного оружия Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие) Атомный танк Космические двигатели О направлениях использования ядерных реакторов промышленных энерготехнологиях

Подобный материал:

• «Из истории развития атомной и водородной энергетики» Учитель физики моу «Каширская, 50.03kb.
• 4. Атомная энергетика, 5.38kb.
• Урок физики в 8 классе ( урок повторения), 16.44kb.
• Конспект урока физики в 10 классе По теме: «Тепловые двигатели и их роль в жизни человека», 37.82kb.
• Конкурс № Издания на бумажных носителях: № п/п, 184.38kb.
• О. Н. Урок физики в 9 классе: «Колебания, волны, звук» Цели урок, 86.84kb.
• Тема: Атомная энергетика Украины, 329.28kb.
• Атомная энергетика России: новый этап развития, 188.83kb.
• Урок физики в 7 классе по теме «Механическая работа», 76.49kb.
• Тематическое планирование уроков физики в 10 классе, 623.48kb.

Урок физики в 9 классе

«Атомная энергетика»


Тип урока: изучение нового материала с опережающим домашним заданием.


Цели и задачи урока:

Образовательные:

- Показать различные аспекты (в том числе и нравственные) применения атомной энергии.

Воспитательные:

- Создать условия для формирования и развития: социальной компетенции (способность взять на себя ответственность, совместно вырабатывать решения и участвовать в их реализации), коммуникативной компетенции (умение высказывать свою точку зрения и принимать альтернативную информацию по данной проблеме), когнитивной компетенции (вырабатывать потребность в актуализации своего личного потенциала, совершенствовать способность к саморазвитию).

Развивающие:

- Создать условия для активизации и развития продуктивного мышления, способности к анализу, рефлексии.

- Развивать навыки использования информационных технологий и различных источников информации для решения проблемы.


Оборудование: учебник «физика.9кл.», дополнительная литература, компьютер, мультимедийный проектор, экран, Интернет; презентация учителя «Атомная энергия».


Подготовительная работа:

Детям было предложено ознакомиться с применением атомной энергетики.


Ход урока:


1. Организационный момент. слайд 1


Для успешного усвоения нового материала давайте вспомним то, что уже изучили. На последних уроках мы узнали, что вещества могут быть радиоактивными. (Слайд 2)

- Что такое радиоактивность?

- Каков состав возникающего излучения? (Слайд 3-4)


2. Вводное слово учителя: (Слайд 5)

Сейчас особенно актуальны проблемы экологии. Всё человечество волнует вопрос: Каковы будут последствия научно-технического прогресса, цивилизации в целом? Не приведет ли прогресс к физической гибели планеты, к исчезновению жизни?

Сегодня проводя урок – размышление об «Атомной энергии», мы постараемся ответить на вопрос: больше пользы или вреда принесло открытие радиоактивности? Свои выводы нужно будет подтвердить аргументами в виде кратких сообщений фактов. А мы по ходу урока все наши размышления будем фиксировать в таблице (факт, вывод, аргумент) и в конце урока подведя итоги, сформулируем общий вывод.


3.Выступления учеников с комментарием учителя, сопровождаемая презентацией (Слайд 6)

Атомная энергия - энергия, скрытая в атомах вещества и выделяющаяся при расщеплении их. Она так широко применяется, что наш век можно назвать веком атома.


1)Атомная энергия применяется для производства электрической энергии на атомных электростанциях, может использоваться также только для целей теплоснабжения. Такие атомные станции (ACT) имеются уже в ряде стран.


Атомные электростанции – третий “кит” в системе современной мировой энергетики. (Слайд 7)

Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии. Потребление энергии растет столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время. Например, запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа - на 60 лет. Возобновляемые источники энергии (приливы рек, ветра, солнца и др.) могут обеспечить лишь 5-10% наших потребностей.

В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске под Москвой. Мощность ее была весьма скромной - 5 МВт. Однако она сыграла роль экспериментальной установки, где накапливался опыт эксплуатации будущих крупных АЭС. Впервые была доказана возможность производства электрической энергии на основе расщепления ядер урана, а не за счет сжигания органического топлива и не за счет гидравлической энергии.


Преимущества АЭС. (выступление ученика) (Слайд 8)


Атомная энергия по отношению к традиционным источникам энергии обладает рядом преимуществ: (Слайд 9)


--Для работы АЭС требуется очень небольшое количества топлива, его удельная энергоемкость в 1 - 2 млн. раз больше, чем обычного горючего.

--- Атомное горючее является наиболее компактным и транспортабельным: плотность урана – масса 50 кг – радиус 9 см.

-- Экологическая чистота при правильной эксплуатации установки.


(Слайд 10)

В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек:

Балаковская АЭС, Белоярская АЭС, Билибинская АЭС,

Калининская АЭС (Тверская область, г.Удомля) Кольская АЭС

Курская АЭС Ленинградская АЭС Нововоронежская АЭС

Ростовская (Волгодонская) АЭС Смоленская АЭС


(Слайд 11)


АЭС порождает новые серьёзные проблемы:


Ф а к т 1. Чернобыльская катастрофа (выступление ученика)

(Слайд 12)

Чернобыльская АЭС (51°23′22″ с. ш. 30°05′59″ в. д.) расположена на территории Украины вблизи города Припять, в 18 километрах от города Чернобыль, в 16 километрах от границы с Республикой Беларусь и в 110 километрах от Киева.

Ко времени аварии на ЧАЭС использовались четыре реактора РБМК-1000 (реактор большой мощности канального типа) с электрической мощностью 1000 МВт (тепловая мощность 3200 МВт) каждый. Ещё два аналогичных реактора строились. ЧАЭС производила примерно десятую долю электроэнергии УССР.

(Слайд 13)

Примерно в 1:24 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось, при этом погибли 2 человека. В различных помещениях и на крыше начался пожар. (Слайд 14)

Впоследствии остатки активной зоны расплавились. (Слайд 15)

Смесь из расплавленного металла, песка, бетона и фрагментов топлива растеклась по подреакторным помещениям. В результате аварии произошёл выброс в окружающую среду радиоактивных веществ, в том числе изотопов урана, плутония, йода-131 (период полураспада 8 ней),  цезия-134 (период полураспада 2 года), цезия-137 (период полураспада 33 года), стронция-90 (период полураспада 28 лет).


- Что принесла эта трагедия?

В результате: (Слайд 16-17)

пришлось образовать 30-километровую зону от­чуждения, из которой в обязательном порядке были эвакуированы все жители;

оказалось необходимым только на Украине пе­реселить 7247 населенных пункта, перенеся их на новые земли;

12 украинских областей, свыше 3 млн. га плодо­родных земель, оказались «засеянными» радиоактив­ным цезием;

в Белоруссии с 500 тыс. га были вынуждены тоже выселить людей и еще 215 тыс. га стали зоной По­лесского государственного радиационного экологи­ческого заповедника;

радиация «накрыла» Австрию, Болгарию, Венг­рию, Италию, Норвегию, Польщу, Россию, Румы­нию, Англию, Турцию, Германию, Финляндию, Югославию; чернобыльский радиационный след — радиационные нуклиды — находят и в Бразилии;

в катастрофу в той или иной степени «вовлече­ны» 4,5 млрд граждан Украины, а также граждане Белоруссии и России;

здоровье двух наций подорвано: так, на загряз­ненных территориях Украины взрослые болеют в 3 раза чаще, чем раньше; последствия облучения сказываются до сих пор, например на Украине выросло и продолжает расти число заболеваний крови, органов пищеварения и дыхания, онкологическими болезнями, среди детей наблюдается «взрыв» заболеваний раком щитовид­ной железы; из тех, кто был в «пекле» аварии, 238 человек заболели острой лучевой болезнью, 29 из них умер­ли в первые месяцы; за прошедшие годы радиация свела в могилу 1800 человек (данные неполные).


Перед аварией в реакторе четвёртого блока находилось 180—190 тонн ядерного топлива (диоксида урана). По оценкам, которые в настоящее время считаются наиболее достоверными, в окружающую среду было выброшено от 5 до 30 % от этого количества. Некоторые исследователи оспаривают эти данные, ссылаясь на имеющиеся фотографии и наблюдения очевидцев, которые показывают, что реактор практически пуст. Следует, однако, учитывать, что объём 180 тонн диоксида урана составляет лишь незначительную часть от объёма реактора. Реактор в основном был заполнен графитом; считается, что он сгорел в первые дни после аварии. Кроме того, часть содержимого реактора расплавилась и переместилась через разломы внизу корпуса реактора за его пределы.

Кроме топлива, в активной зоне в момент аварии содержались продукты деления и трансурановые элементы — различные радиоактивные изотопы, накопившиеся во время работы реактора. Именно они представляют наибольшую радиационную опасность. Большая их часть осталась внутри реактора, но наиболее летучие вещества были выброшены наружу, в том числе:

• все благородные газы, содержавшиеся в реакторе;
  
• примерно 55 % иода в виде смеси пара и твёрдых частиц, а также в составе органических соединений;
  
• цезий и теллур в виде аэрозолей.
  

Загрязнению подверглось более 200 000 км², примерно 70 % — на территории Белоруссии, России и Украины. Радиоактивные вещества распространялись в виде аэрозолей, которые постепенно осаждались на поверхность земли. Благородные газы рассеялись в атмосфере и не вносили вклада в загрязнение прилегающих к станции регионов. Загрязнение было очень неравномерным, оно зависело от направления ветра в первые дни после аварии. Наиболее сильно пострадали области, в которых в это время прошёл дождь. Большая часть стронция и плутония выпала в пределах 100 км от станции, так как они содержались в основном в более крупных частицах. Йод и цезий распространились на более широкую территорию.


Чем сегодня опасен Чернобыль? Из 2044 км² зоны отчуждения большая ее часть — 1856 км² — загрязнена радиоактивным цезием, стронцием и плутонием. Полный распад плутония наступит через 23 000 лет. В масштабах человеческой жизни этот срок колоссален! Терри­тория вокруг ЧАЭС загрязнена и трансурановыми элементами, период полураспада которых ~ 300 лет.

Построенный над четвертым энергоблоком «на скорую руку» саркофаг требует постоянного наблю­дения и дополнительных мер защиты. (Весной 1995 г., например, он «запылил» — стал трескаться, появилась угроза его разрушения.) Очень опасны чернобыльские могильники. У многих из них нет защитных барьеров: траншеи просто метровым слоем грунта. К тому же нет точных сведе­ний, где, что и в каких количествах захоронено, каковы физические и химические свойства спрятан­ных там радиоактивных материалов, а это затрудня­ет их надежную изоляцию. Весной в этих местах активно идут грунтовые воды, и это создает допол­нительную опасность утечки радиации и просачи­вания ее в ручьи и реки.


Сколько стоит ликвидация последствий ката­строфы? Чернобыль обходится Украине (по данным 1996 г.) 1 млрд. долларов ежегодно. Для ее бюджета эта сумма огромна. Каждый житель и каждое пред­приятие платит ежемесячно 12%-ный «чернобыльс­кий налог» с заработной платы; деньги идут на унич­тожение последствий аварии. Но собираемая сумма мизерная по сравнению с требуемой.


Вопросы

1. К каким выводам вы пришли, узнав фрагмен­ты из истории чернобыльской катастрофы? Свой ответ аргументируйте.

2. На какие мысли навела вас эта информация?

3. Какие еще факты о последствиях трагедии вы знаете?


Одной из серьезных проблем АЭС является утилизация ядерных отходов. Во Франции, к примеру, этим занимается крупная фирма "Кожема". Топливо, содержащее уран и плутоний, с большой осторожностью, в специальных транспортных контейнерах — герметичных и охлаждаемых — направляется на переработку, а отходы — на остекловывание и захоронение.


Факт 2. Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их решения


Радиоактивные отходы (РАО) — отходы, содержащие  радиоактивные изотопы химических элементов и не имеющие практической ценности. ( Слайд 18)


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 залив, в северные моря, на дно Атлан­тики. Аналогичные сбросы делал и Советский Союз.


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 300т их к 2000г. дали 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 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.


Долговременное хранение РАО требует консервации отходов в форме, которая не будет вступать в реакции и разрушаться на протяжении долгого времени. Одним из способов достижения подобного состояния является витрификация (или остеклование). В настоящее время в Селлафилде (Великобритания) высокоактивные РАО (очищенные продукты первой стадии пурекс-процесса) смешивают с сахаром и затем кальцинируют. Кальцинирование подразумевает прохождение отходов через нагретую вращающуюся трубу и ставит целью испарение воды и деазотирование продуктов деления, чтобы повысить стабильность получаемой стекловидной массы.

В полученное вещество, находящееся в индукционной печи, постоянно добавляют измельченное стекло. В результате получается новая субстанция, в которой при затвердении отходы связываются со стеклянной матрицей. Это вещество в расплавленном состоянии вливается в цилиндры из легированной стали. Охлаждаясь, жидкость затвердевает, превращаясь в стекло, которое является крайне устойчивым к воздействию воды. По данным международного технологического общества, потребуется около миллиона лет, чтобы 10 % такого стекла растворилось в воде.

После заполнения цилиндр заваривают, затем моют. После обследования на предмет внешнего загрязнения стальные цилиндры отправляют в подземные хранилища. Такое состояние отходов остается неизменным в течение многих тысяч лет.


Вопросы

1. Откуда берется этот «мусор»? (Ответ и дополнительная информация. Отхо­ды дают реакторы АЭС, подводных лодок, кораблей с атомными двигателями, предприятия, изготавли­вающие ядерное оружие, исследовательские установ­ки и др. Отходы накапливаются потому, что пока у нас перерабатывается только 30% радиоактивного топлива на единственном заводе в г. Челябинске-40; производительность завода 3000 т/год. А основной объем отходов лежит «мертвым», но опасным гру­зом в контейнерах на АЭС; переполнены отходами хранилища морского флота; более 600 т радиоак­тивного «мусора» осталось не выгруженным из ре­акторов списанных атомных подводных лодок.)

2. Как вы думаете: какой метод захоронения отходов дороже — метод остеклования взрывом или традиционный, требующий сооружения бетонных могильников? Почему? (Ответ. Традиционный метод дороже: для его осуществления требуется возвести помимо могильников комплекс обслуживающих предприятий и поддерживать постоянными параметры захоронений — давление, температуру, влажность.)


Получение атомной энергии и производство искусственных элементов в атомном реакторе представляют лишь одну сторону новой эпохи научно-технического прогресса.

Ибо, к сожалению, атомный век начался не с создания атомных электростанций, то есть с мирного использования ядерной энергии, которая служит лишь благу человечества.

Факт №3 Содействие атомной энергетики распространению ядерного оружия (выступление ученика) (Слайд 19)


Вроде бы уменьшилась опасность прямого военного столкновения ядерных сверхдержав, но при этом любой из очагов локальных войн может стать запалом для всемирной войны, в которой не будет победителя. Невозможно не применить атомные запасы и не омертвить планету, не получится долго балансировать на краю атомной пропасти. Многие люди, особенно молодёжь, живут под тяжестью проблемы выживания в условиях непрерывного совершенствования оружия массового уничтожения: В ядерный век человечество впервые за всю историю стало смертным, и этот печальный итог стал «побочным эффектом» научно-технического прогресса, открывающего все новые и новые возможности развития военной техники.

Я́дерное ору́жие (или а́томное ору́жие) — это совокупность ядерных боеприпасов, средств их доставки к цели и средств управления; относится к оружию массового поражения наряду с биологическим и химическим оружием.

Грандиозное оружие массового поражения, атомные и термоядерные бомбы определяют сильную сверхдержаву. А только на территории США и бывшего СССР в середине 1995 года насчитывалось около 25 тыс. ядерных боеголовок.

При подрыве ядерного боеприпаса происходит ядерный взрыв, поражающими факторами которого являются:

• ударная волна
  
• световое излучение
  
• проникающая радиация
  
• радиоактивное заражение
  
• электромагнитный импульс (ЭМИ)
  
• рентгеновское излучение
  

Люди, непосредственно подвергшиеся воздействию поражающих факторов ядерного взрыва, кроме физических повреждений, испытывают мощное психологическое воздействие от ужасающего вида картины взрыва и разрушений.

Электромагнитный импульс непосредственного влияния на живые организмы не оказывает, но может нарушить работу электронной аппаратуры.


(Слайд 20-21)

Классическим примером такой схемы является бомба «Малыш» («Little Boy»), сброшенная на Хиросиму 6 августа 1945 г. Уран для её производства был добыт в Бельгийском Конго (ныне Демократическая Республика Конго).


Атомная энергия может использоваться и на транспорте. Достаточно завезти к месту потребления несколько десятков тонн расщепляющихся материалов вместо миллионов тонн угля и нефти, чтобы на ряд лет обеспечить потребность народного хозяйства в энергии. Не нужна будет огромная сеть труб для перекачки нефти и газа из мест добычи к местам потребления.

(Слайд 22-23)


Факт 4. Использование ядерного реактора в технике и промышленности (выступление ученика)

Атомный танк — танк с ядерной силовой установкой. Проекты таких боевых машин разрабатывались в США в 1950-е годы, однако практического воплощения ни один из них не получил.

С появлением и развитием ядерных реакторов, в США в 1950-х годах велась активная работа по внедрению их в различных областях как гражданского, так и военного применения. Не осталась в стороне и Армия США, рассматривавшая реакторы в качестве перспективной силовой установки для наземной военной техники. Первый проект, получивший обозначение TV-1, представлял собой 70-тонную боевую машину, вооружённую 105-мм пушкой T140 и защищённую 350-мм лобовой бронёй. Реактор позволял приводившей танк турбине, работавшей на перегретом атмосферном воздухе, работать на полной мощности в течение 500 часов без замены топлива. Постепенно интерес армии к атомным танкам угас, однако работы в этом направлении продолжались по меньшей мере до 1959 года. Ни один из проектов атомных танков не дошёл даже до стадии постройки опытного образца, как остался на бумаге и проект переоборудования тяжёлого танка M103 в опытную машину для испытаний ядерного реактора на танковом шасси.

В СССР проекты атомных танков не разрабатывались. Называемый порой в прессе «атомным танком», ТЭС-3 в действительности представляла собой перевозимую на гусеничном шасси атомную электростанцию для отдалённых районов Крайнего Севера.


Космические двигатели

   Путешествие к Марсу посредством современных жидкостных ракетных двигателей без использования каких-либо других средств создания приращения скорости летательного аппарата потребует около двух лет полета, а стартовая масса такого аппарата превысит 1500 т. Чтобы сократить как время полета, так и стартовую массу летательного аппарата, необходимо создать новые, более экономичные и легкие двигательные установки, развивающие большую тягу и отличающиеся более высокой удельной тягой.

   Требуемое для осуществления межпланетных перелетов ускорение может быть достигнуто с помощью лишь нескольких типов двигателей, среди которых криогенный жидкостной двигатель на компонентах кислород-водород, ядерные ракетные двигатели, а также гипотетические схемы двигателей, использующие термоядерную реакцию.

   Наилучшие перспективы на ближайшие два десятилетия для осуществления относительно непродолжительных (около года или меньше) полетов имеют ядерные тепловые двигатели с твердой или газообразной активной зоной. 

   В отечественной технике они именуются, следуя собственной терминологии, твердофазными и газофазными. Исходными в классификационной схеме ядерных ракетных двигателей (ЯРД) являются двигатели, использующие тепловую и кинетическую энергии продуктов ядерных реакций. В свою очередь они делятся на реакторные, импульсные, радиоизотопные, аннигиляционные. Реакторные подразделяются на энергоустановки с использованием деления ядер и с синтезом ядер - термоядерные. Системы с делением ядер разделяются на твердофазные, газофазные и коллоидные. Двигатели твердофазные и радиоизотопные испытаны на стендах. Значения удельной тяги, удельной массы, а также отношения тяги к массе этих двигателей выглядят весьма привлекательными. Ядерный ракетный двигатель использует энергию, выделяющуюся при разложении ядерного "горючего", для нагревания рабочего вещества. Рабочее тело пропускается через ядерный реактор, в котором происходит реакция деления атомных ядер. Отпадает необходимость в окислителе. 

   В качестве рабочего тела могут быть применены жидкий водород, аммиак, гидразин. Практические разработки ядерных двигателей, использующих твердое ядерное горючее были начаты одновременно с введением в строй первых атомных электростанций в 1953 г. 

   В космосе уже побывали установки "Снап-ЮА" и "Топаз". 

Теперь же ядерную энергию приспосабливают для лунных и марсианских миссий, потому как в отличие от альтернативных источников вроде солнечной энергии она сможет обеспечить постоянную поддержку систем жизнеобеспечения, перезарядку транспортных средств, исследование подземных ресурсов. Системам солнечной энергетики также потребуются устройства хранения – аккумуляторы, являющиеся дорогостоящим грузом. Кроме того, Солнце не освещает всю поверхность Луны круглосуточно, а многочисленные кратеры могут создавать нежелательную тень. Марс же находится от светила значительно дальше Земли и ее спутника, что говорит о меньшем количестве солнечного света.


О направлениях использования ядерных реакторов промышленных энерготехнологиях:

□  опреснение соленых вод;

□  в черной металлургии для прямого восстановления железа из железной руды с использованием твердотопливного восстановителя;

□  в химической промышленности для производства аммиака, метанола, водорода и др. химреагентов, используемых при производстве химических удобрений;

□  в цветной металлургии для производства алюминия;

□  для централизованного теплоснабжения путем передачи латентного тепла на дальние и сверхдальние расстояния в цикле обратимых термохимических реакций;

□  использование отходящего тепла конденсаторов турбин АЭС для агробиологического и продовольственных производств.

Занчивость использования ядерного реактора для энерготехнологических целей в традиционных отраслях промышленности основывалась на его главном качестве как мощного источника тепловой энергии, освобождающего от потребления дорогого, труднодоставляемого и неудобного в использовании традиционного углеводородного топлива.


- Каковы плюсы и минусы атомной энергетики? (выступление ученика)


За 40 лет развития атомной энергетики в мире построено около 400 энергоблоков в 26 странах мира с суммарной энергетической модностью около 300 млн. кВт.

Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания (с этой точки зрения она может рассматриваться как экологически чистая),

основными недостатками – потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии (типа Чернобыльской или на американской станции Тримайл Айленд) и проблема переработки использованного ядерного топлива.


Остановимся сначала на преимуществах. Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. Одна из них независимость от транспортировки топлива. Если для электростанции мощностью 1 млн. кВт требуется в год около 2 млн. т.у.т. (или около 5 млн. низкосортного угля), то для блока ВБЭР-1000 понадобится доставить не более 30 т. обогащенного урана, что практически сводит к нулю расходы на перевозку топлива (на угольных станциях эти расходы составляют до 50% себестоимости).

Использование ядерного топлива для производства энергии не требует кислорода и не сопровождается постоянным выбросом продуктов сгорания, что, соответственно, не потребует строительства сооружений для очистки выбросов в атмосферу. Города, находящиеся вблизи атомных станций, являются в основном экологически чистыми зелеными городами во всех странах мира, а если это не так, то это происходит из-за влияния других производств и объектов, расположенных на этой же территории. В этом отношении ТЭС дают совсем иную картину. Анализ экологической ситуации в России показывает, что на долю ТЭС приходится более 25% всех вредных выбросов в атмосферу.


К недостаткам ядерной энергетики следует отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской.

Проблема утилизации радиоактивных отходов стоит очень остро для всего мирового сообщества. Сейчас уже существуют методы остекловывания, битумирования и цементирования радиоактивных отходов АЭС, но требуются территории для сооружения могильников, куда будут помещаться эти отходы на вечное хранение. Страны с малой территорией и большой плотностью населения испытывают серьезные трудности при решении этой проблемы.


При рассмотрении вопроса о перспективах атомной энергетики в ближайшем (до конца века) и отдаленном будущем необходимо учитывать влияние многих факторов: ограничение запасов природного урана, высокая по сравнению с ТЭС стоимость капитального строительства АЭС, негативное общественное мнение, которое привело к принятию в ряде стран (США, ФРГ, Швеция, Италия) законов, ограничивающих атомную энергетику в праве использовать ряд технологий (например, с использованием Ри и др.), что привело к свертыванию строительства новых мощностей и постепенному выводу отработавших без замены на новые. В то же время наличие большого запаса уже добытого и обогащенного урана, а также высвобождаемого при демонтаже ядерных боеголовок урана и плутония, наличие технологий расширенного воспроизводства (где в выгружаемом из реактора топливе содержится больше делящихся изотопов, чем загружалось) снимают проблему ограничения запасов природного урана, увеличивая возможности атомной энергетики до 200-300 раз. Это превышает ресурсы органического топлива и позволяет сформировать фундамент мировой энергетики на 200-300 лет вперед.


Альберт Эйнштейн считал, что «нет ни малейших указаний на то, что из атомов когда-либо можно будет получать энергию». Он ошибся.

(Слайд 24)


Нужно ли ядерную энергию запрещать, уничтожать? Стоит ли развивать атомную энергетику, если она так опасна? А теперь, мне хотелось бы услышать Ваше собственное мнение.


(Слайд 25)


Выводы учащихся: о вреде и пользе атомной энергетики.


- Можем ли мы ответить на вопрос: больше пользы или вреда принесло открытие радиоактивности?


4. Итоги урока:


5. Домашнее задание: п.96.