Урок физики на тему Атомная энергия и её применение

УРОК ФИЗИКИ В 9 КЛАССЕ

ТЕМА: Атомная энергия и её применение

ЦЕЛИ: 1. Дать понятие об энергии атомного ядра, ядерных силах, о применении атомной энергии в мирных и военных целях

2. Развивать аналитическое мышление, воображение, дать сведения из истории (межпредметные связи)

3. Воспитывать активную гражданскую позицию учащихся.

РАЗВИТИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ:

1. Умения публично выступать, делать сообщения

2. Умения находить информацию в Интернете и учебнике

3. Умения слушать и активно обсуждать рассматриваемые проблемы

ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Компьютер и Интернет

2. Таблицы «Опыт Резерфорда», рентгеновский снимок, «Атомный реактор»

3. Фотопортреты учёных-физиков

4. Кусочки угля, пузырёк бензина.

ПЛАН УРОКА

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ 1 мин

2. ВЫСЛУШИВАНИЕ УЧАЩИХСЯ (ОТВЕТЫ, ДОКЛАДЫ) 9 мин

3. РЕШЕНИЕ НЕБОЛЬШОЙ УТОЧНЯЮЩЕЙ ЗАДАЧИ О РАЗМЕРАХ АТОМА И ЯДРА 3 мин

4. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА (АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА СССР И РОССИИ) 8 мин

5. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА (ДРУГИЕ ПРИМЕНЕНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ) 8 мин

6. ПОНЯТИЕ ОБ АТОМНОЙ БОМБЕ И ЯДЕРНОЙ ВОЙНЕ 13 мин

7. ЗАДАНИЕ НА ДОМ 2 мин

КОНСПЕКТ УРОКА

1. Организационный момент - приветствие, пожелание всем успеха в изучении важных вопросов темы Тема уже написана на доске.

2. ВОПРОСЫ ДЛЯ СООБЩЕНИЙ УЧАЩИХСЯ:

1). Энергия связи и дефект масс.

2). Деление ядер урана

3). Атомный реактор (с таблицей)

3. К вопросу о том, как велика эта энергия, просим учеников сказать: о каком виде взаимодействий идёт речь на уроке. Ответ, которого ожидаем, - о ядерном.

Вот висит шарик. Опишите, как вы думаете, размер всего атома, если этот шарик и представляет атомное ядро.

Уран 10*10 -15 и 1,5*10-8 метров

Из сравнения выясняется, что размер атома урана таков, что если ядро увеличить до шарика, то атом увеличивается до 225 км в диаметре. Мы получим расстояние в половину области. Если центр в Пензе, то область искомая захватит Сердобск, Тарханы, Махалино, Рузаевку, Ломов.

Вывод об энергии атомного ядра, что это очень большая энергия, аналогов которой в макромире нет.

4.Итак, использовать энергию атомного ядра очень непросто.

30 кг (взято по максимуму) урановой руды и 9т бурого угля (3 т чёрного).

В условиях скорого дефицита топлива на планете сравнение в пользу использования уранового топлива. К тому же у АЭС есть несколько других бесспорных плюсов по отношению к другим видам топлива.

Подумаем, какие: 1). Это мало отходов, сохранение ландшафта, возможность создавать их повсеместно, в том числе там, где нет других источников энергии, мало выхлопов.

К «минусам» относится большая опасность катастроф. Однако, система защиты такова, что вероятность катастрофы очень низкая. С обострением политической ситуации появилась ещё одна опасность: террористическая угроза, диверсионная. Этот вопрос, на мой взгляд, совершенно не решается, когда в мире нет стабильности, предотвратить такую ядерную катастрофу невозможно. Впрочем, опасность миру и стабильности представляют собой сами правительства самих антинародных режимов. Какая разница, какова физическая сущность геноцида и откуда он исходит?

В целом можно назвать следующие воздействия АЭС на среду:

- разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местах добычи руд (особенно при открытом способе);

- изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800-900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 м и высотой, равной 40-этажному зданию;

- изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;

- не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а так же при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

В 1993-1994 годах в России на 9 атомных электростанциях работало 29 атомных реакторов. Из них: ВВЭР-1000 - 7, ВВЭР-440 - 6, РБМК1000 - 11, ЭГП-6 - 4, БН-600 - 1. В 1994 году на всех реакторах России произошло 140 нарушений в работе, из них 126 классифицированы Госатомнадзором России как происшествия. Большинство инцидентов не связано с работой персонала, а вызвано техническими недостатками атомных реакторов.

В настоящее время АЭС включены в Единую Энергетическую Систему страны, которая обеспечивает энергоснабжение всего государства в целом. Ближайшая к нам - Балаковская АЭС - построена в 1993 году, строительство начато в 1977, 4 блока, полная система защиты. Поскольку мой родственник был ведущим конструктором этой станции, я внимательно прочитала его брошюру по АЭС, переписала её и всегда рассказывала ученикам об этой станции. Вот патент на изобретение, полученный им при работе над системой защиты Балаковской АЭС. Неоднократно она признавалась лучшей АЭС страны.

5. ПРОДОЛЖЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

А теперь назовём другие применения атомной энергии.

Учащиеся назовут, наверняка, атомную бомбу. Предлагаем им оставить этот вопрос на конец урока. А вот применения в мирных целях - это, конечно, атомные ледоколы. Атомные реакторы в принципе, могут применяться в мобильных малых АЭС, если бы это не было так опасно. Но в случае ледоколов атомную энергию широко применяют. Попробуем назвать несколько известных всему миру ледоколов. Трудно ожидать их названий у неподготовленного класса, однако «ЛЕНИН» ОБЫЧНО НАЗОВУТ. Остальные дополним: «Красин», «Ангара», «50 лет Победы», «Капитан Букаев», «Россия», «Советский Союз», « Ямал», « Вайгач», «Таймыр» и другие. Заслуживает внимания «Ленин», который спущен на воду и вошёл на свою работу 5 декабря 1957 года, почти как первый в мире ИСЗ.

yutube.com/watch

Кроме того, ядерные силовые установки применяются в подводных лодках.

Предлагаем ребятам самостоятельно найти материал по подводным лодкам к следующему уроку. Наверняка вы узнаете о том, в какую гонку вооружений была втянута держава в 60-х годах двадцатого года, а также о страшных трагедиях, произошедших с подводными лодками «Комсомолец» и «Курск».

6. ПРОДОЛЖЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА

А ТЕПЕРЬ ПОВЕДЁМ РАЗГОВОР О ТЕХНИЧЕСКОМ УСТРОЙСТВЕ, КОТОРОЕ ПРИЗНАНО В МИРЕ САМЫМ СТРАШНЫМ ОРУДИЕМ ПРОТИВ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА.

Учащиеся назовут: это атомная бомба.

Учитель рассказывает о том, какова история ядерного оружия.

В 1932 году были открыты нейтроны (Чедвик), в 1938 году открыто спонтанное деление ядер урана, а уже в 1942 году учёный нобелевский лауреат Энрико Ферми построил первый атомный реактор. Предысторию, приведшую к появлению ядерного оружия, Вы уже знаете. (В канун 9 мая мы на уроке физики рассказывали о том, как из фашистской Германии выехали учёные-физики, как опасно для планеты овладение сверхмощным оружием тех сил, которые ставят своей задачей уничтожение народов).

Потому правительство СССР, генеральный комитет обороны приняли решение о разработке атомного оружия.

Постановление ГКО № 2352сс «Об организации работ по урану».

Оно предписывало:

Обязать Академию наук СССР (акад. Иоффе) возобновить работы по исследованию осуществимости использования атомной энергии путём расщепления ядра урана и представить Государственному комитету обороны к 1 апреля 1943 года доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива…

11 февраля 1943 года было принято постановление ГКО № 2872сс о начале практических работ по созданию атомной бомбы. Общее руководство было возложено на заместителя председателя ГКО В. М. Молотова, который, в свою очередь, назначил главой атомного проекта И. Курчатова (его назначение было подписано 10 марта). Информация, поступавшая по каналам разведки, облегчила и ускорила работу советских учёных.

12 апреля 1943 вице-президентом АН СССР академиком А. А. Байковым было подписано распоряжение о создании Лаборатории № 2 АН СССР. Начальником Лаборатории был назначен Курчатов.

Постановление ГКО от 8 апреля 1944 г. № 5582сс обязало Народный комиссариат химической промышленности (М. Г. Первухина) спроектировать в 1944 г. цех по производству тяжёлой воды и завод по производству шестифтористого урана (сырьё для установок по разделению изотопов урана), а Народный комиссариат цветной металлургии (П. Ф. Ломако) - обеспечить в 1944 г. получение на опытной установке 500 кг металлического урана, построить к 1 января 1945 г. цех по производству металлического урана и поставить Лаборатории № 2 в 1944 г. десятки тонн высококачественных графитовых блоков.

После Победы из той части Германии, которая контролировалась СССР, были вывезены в страну установки, разработки и наняты по контракту учёные. Это всё составило значительную часть работ по созданию ядерного потенциала СССР, что в условиях противостояния двух систем - капиталистической и социалистической - было крайне важно для их мирного сосуществования.

Учёные работали на базе закрытого санатория в Сухуми. Назвать их теперь уже можно. Среди них лишь один был Нобелевский лауреат - Густав Герц. Но и остальные были физиками высшей категории, то есть их знания и аналитический ум были выдающимися. Наряду с ними работали советские учёные такой же высокой квалификации. В ряду тех и других Юлий Харитон, Риль, Густав Герц.

Но этой работе предшествовало событие, которое всколыхнуло мир. Оно удивило и потрясло и Нобелевского лауреата Энрико Ферми, и учёных, которые, изучая атомное ядро, не связывали это с созданием страшного оружия, и даже создателя атомной бомбы Роберта Опенгеймера. Это и понятно: впервые в мире произошло испытание ядерного взрыва на жителях двух мирных японских городов. Планета признала это явление самым страшным преступлением против человечества наряду с фашизмом.

Далее показываем подбор картинок, на которых изображено: атомный гриб, последствия атомного взрыва в городах Хиросима и Нагасаки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В заключение напоминаем, что к следующему уроку следует по логике наших рассуждений найти материал по применению энергии атома и сделать по нему сообщения. Следующий урок станет продолжением. Речь на нём пойдёт не только о ледоколах, но и о биологическом воздействии ядерных излучений на человека.

Но и сейчас спросим ребят: так почему же нужно всем странам, всем народам бороться за мир и его беречь.

И пусть ответят, или хотя бы впервые задумаются.