Бикаревич Е.Ф. Физические основы ядерной энергетики, XI класс
Бикаревич Е.Ф. Физические основы ядерной энергетики, XI класс // Фізіка: праблемы выкладання. — 2008. — № 1. — С. 20—23.
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.
Форма проведения урока: "круглый стол".
Задачи урока:
■ обучающая: обобщение, повторение и закрепление учебного материала по проблемам ядерной энергетики;
■ развивающая: создать условия для развития основных способов мыслительной деятельности, познавательных интересов, совершенствовать умение общения учащихся;
■ воспитательная: способствовать формированию коммуникативных качеств; поддерживать интерес к предмету, показывая связь изучаемой темы с практикой; создавать условия для формирования научного мировоззрения учащихся.
Межпредметные связи: биология, медицина, экология, математика.
Материально-техническое обеспечение: компьютер и программное обеспечение по данной теме, рефераты учащихся, плакаты и таблицы, учебник.
|
Дидактическая структура |
Методическая подструктура |
Методы обучения |
Средства обучения |
Формы организации деятельности |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1. Целевая установка. Мотивация и стимулирование деятельности |
1.1. Введение в проблемную ситуацию, постановка задачи урока-"круглого стола". Обобщение знаний по теме "Ядерная энергетика". 1.2. Представление учеников-участников "круглого стола". 1.3. Слово ведущего: краткий экскурс в историю развития ядерной энергетики |
Проблемный |
Таблица с системой вопросов |
Фронтальная |
|
2. Актуализация опорных знаний |
2.1. Заслушивание сообщений участников "круглого стола" по предложенной системе вопросов: ■ Физические процессы, происходящие в ядерных реакторах. ■ Принцип устройства ядерного реактора. ■ Предпосылки и хроника катастрофы на ЧАЭС. ■ Воздействие радиации на чело- ■ Государственная программа Республики Беларусь по преодолению последствий чернобыльской катастрофы на 2006—2010 годы. ■ Будущее атомной энергетики Беларуси |
Проблемный |
Компьютерные презентации |
Фронтальная |
|
3. Формирование опорных знаний. Применение знаний на практике |
3.1. Заслушивание мнения выступающих из аудитории. 3.2. Развертывание дискуссии по вопросам: ■ Воздействие радиации на человека (дозы облучения, единицы измерения, естественный радиационный фон). ■ Решение задачи на расчет поглощенной дозы облучения. ■ Захоронение ядерных отходов (проблемы Игналинской АЭС, строительство хранилища вблизи литовско-белорусской границы). ■ Ядерная энергетика в Беларуси (перспективы развития, площадки для строительства атомной станции в Беларуси, безопасность современных атомных станций). 3.3. Выработка согласованного мнения в ходе дискуссионного обсуждения по следующим вопросам: ■ Роль ядерной энергетики в экономике государства. ■ Безопасность использования ядерной энергии |
Частично- |
Плакаты. Выставка рефератов учащихся |
Коллективная |
|
4. Рефлексия |
4.1. Подведение итогов работы учащихся на уроке: блиц-опрос с целью определения отношения аудитории к проблемам использования ядерной энергии, а также применение данной формы урока к изучению некоторых тем по физике. 4.2. Оценка эффективности работы учащихся. 4.3. Обсуждение домашнего задания. Постановка новой проблемы: "Современная физическая картина мира" |
Репродуктивный |
Карточки-анкеты |
Индивидуальная |
Единицы измерения
В качестве единицы гамма-излучения принят рентген (Р), т.е. такая доза излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при нормальных условиях образуется приблизительно 2 млрд пар ионов, несущих одну электростатическую единицу заряда каждого знака. 1 Р = 2,57976*10-4 Кл*кг.
За единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения обозначения используется термин "распад в секунду" (расп/с). В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). В практике радиационного контроля широко применялась внесистемная единица — кюри (Ки). Один кюри — это 3,7*1010 ядерных превращений в секунду.
РАБОЧИЕ МАТЕРИАЛЫ К УРОКУ
Концентрация радиоактивных веществ обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы: Ки/т, мКи/кг и т.п. (удельная активность), на единицу объема — Ки/м3, мКи/л, Бк/см3 и т.п. (объемная концентрация) или на единицу площади — Ки/км2, мКи/см2 и т.п.
Доза излучения (поглощенная доза) — это энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения она растет. При одинаковых условиях облучения зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологически процессы и приводит к лучевой болезни различной степени тяжести. В системе СИ обозначается единицей грей (Гр). 1 грей — величина, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж (джоуль), следовательно, 1 Гр = 1 Дж/кг.
Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия. Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) — приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе
СИ — грей в секунду, за одну секунду в веществе создается доза излучения 1 грей.
На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используется внесистемная единица мощности поглощенной дозы — рад в час (рад/ч) или рад в секунду (рад/с).
Эквивалентная доза — это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучения. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).
1 3в =1 Дж/кг
Бэр (биологический эквивалент рентгена) — это внесистемная единица эквивалентной дозы. Бэр — такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает тот же биологический эффект, что и один рентген гамма-излучения. Поскольку коэффициент качества бета-гамма-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами, при внешнем облучении
1 Зв =1 Гр; 1 бэр — 1 рад; 1 рад = 1 Р.
|
Экспозиционная доза излучения, мКл/кг |
Действие радиации на организм человека |
|
1 |
2 |
|
≤5 (≤20 P) |
Явных повреждений нет |
|
5-12,5 (20-50 P) |
Легкое изменение состава крови |
|
12,5-25 (50-100 P) |
Изменение состава крови, плохое самочувствие |
|
25 (100 Р) |
Критическая доза, после превышения которой появляются признаки лучевой болезни |
|
25-50 (100-200 P) |
Легкая степень болезни (слабость, головная боль, тошнота, покраснение кожи, предрасположенность к инфекции); смертельные случаи не наблюдаются; выздоровление происходит через 1—2 месяца, полное восстановление — через 2—4 месяца |
|
50-100 (200-400 P) |
Средняя степень болезни (усиление прежних эффектов, расстройство желудка, бессонница, температура 38 °С, кровотечения); необходимо переливание крови, т.к. поражаются кроветворные ткани; в результате осложнений возможна смерть; выздоровление через 4—5 месяцев |
|
100 (или 400 Р, или 4 Зв) |
Полулетальная доза (смертность в 50 % случаев через 3£) дней после облучения) — летальный исход без специального лечения |
|
100-150 (400-600 Р) |
Тяжелая степень болезни (плохое состояние, температура до 40 °С, отказ от пищи, инфекционные осложнения); возможно оздоровление через 5—10 месяцев; в тяжелых случаях — смерть через 10—36 дней |
|
150 (или 600 Р, или 6 Зв) |
Летальная доза при отсутствии лечения (смертность около 100%) |
|
150-250 (600-1000 Р) |
Крайне тяжелая степень болезни (сознание затемненное, лихорадка, рвота, боли, поражение водно-солевого обмена, кроветворных тканей) со смертельным исходом через 2 недели. Необходима пересадка костного мозга, дающая небольшой шанс на выживание |
|
1250 и более (5000 Р и более) |
Поражается уже и центральная нервная система; смерть наступает через 2 дня |
|
20 000 P |
Мгновенная смерть (так называемая "гибель под лучом") |
|
Источники облучения человека |
Эквивалентная доза |
|
|
мбэр |
мЗв |
|
|
Просмотр одного хоккейного матча по телевизору |
1*10-3 |
10-5 |
|
Ежедневный трехчасовой просмотр ТВ-передач в течение года |
0,5 |
0,005 |
|
Перелет самолетом на расстояние 2400 км |
1 |
0,01 |
|
Фоновое космическое излучение на уровне моря в течение года |
35 |
0,35 |
|
Фоновое космическое излучение на высоте 2 км над уровнем моря в течение года |
100 |
1 |
|
Фоновое космическое излучение на высоте 10 км в течение года |
4,4*103 |
4,4*105 |
|
Фоновое космическое излучение на высоте 20 км в течение года |
1,5*103 |
1,5*105 |
|
Фоновое (общее, естественное) излучение в течение года |
0,2*103 |
2 |
|
Фоновое излучение в течение 70 лет* |
(14-15)*103 |
(14-15)*105 |
|
Сеанс: флюорографии |
3,7*103 |
3,7*105 |
|
рентгенографии зуба |
3*103 |
3*105 |
|
рентгеноскопии легких |
(2-8)*103 |
(2-8)*105 |
|
рентгеноскопии желудка** |
30*103 |
30-105 |
|
рентгенографии костей таза |
66*103 |
66*105 |
|
рентгенографии тазобедренного сустава |
66*103 |
66*105 |
| Выложил | alsak |
| Опубликовано | 28.03.12 |
| Просмотров | 4768 |
| Рубрика | Уроки по физике |
| Тема | Ядерная физика |