Урок 8/55

Тема. Ядерна енергетика

Мета уроку: ознайомити учнів з галуззю застосування атомної енергії. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Контроль знань	6 хв	1. Яка ядерна реакція називається ланцюго- вою? Чому? 2. Чому під час поділу ядер урану виділяється енергія? 3. Основні елементи ядерного реактора
Демонстрації	5 хв	Фрагменти відеофільму «Ядерна енергія в мир­них цілях»
Вивчення нового матеріалу	28 хв	1. Застосування радіоактивних ізотопів у ме- дицині. 2. Використання γ-випромінювання в техніці. 3. Переваги атомних електростанцій. 4. Ядерна зброя
Закріплення вивченого матеріалу	6 хв	1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв'язувати задачі

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Застосування радіоактивних ізотопів у медицині

Ще 1911 року Содді висловив припущення про можливість іс­нування елементів з однаковими хімічними властивостями, які, проте, розрізняються в інших аспектах, зокрема своєю радіоактив­ністю.

^ Атоми, що мають однаковий заряд, але різну атомну масу, на­зиваються ізотопами.

За допомогою ядерних реакцій можна одержати радіоактивні ізотопи всіх хімічних елементів, що зустрічаються в природі тіль­ки в стабільному стані.

Радіоактивні ізотопи застосовуються в медицині як для визна­чення діагнозу, так і в терапевтичних цілях.

Так, радіоактивний натрій, що вводиться в невеликих кіль­костях у кров, використовується для дослідження кровообігу, йод

інтенсивно відкладається в щитовидній залозі, особливо при базе-довій хворобі. Спостерігаючи за допомогою лічильника за відкла­денням радіоактивного йоду, можна швидко поставити діагноз. Ве­ликі дози радіоактивного йоду спричиняють часткове руйнування тканин, що розвиваються аномально, і тому радіоактивний йод ви­користовують для лікування базедової хвороби. Інтенсивне гамма-випромінювання кобальту використовується під час лікування ра­кових захворювань (кобальтова гармата).

Унікальність ізотопної діагностики полягає в її точності, на­дійності, можливості частого застосування, а головне — здатності діагностувати захворювання вже на ранній стадії.

---

Такі радіонукліди, як Талій-201 і Рубідій-82, використову­ються для одержання зображення серця, інші (наприклад, Тех-нецій-99) використовуються під час сканування мозку, кісткових тканин, а також для діагностики таких захворювань, як рак, хво­роба Альцгеймера й інших.

Для проведення високоефективного ізотопного діагностуван­ня, що дозволяє визначити динаміку біохімічних процесів у всіх ділянках організму, використовується Карбон-11, Нітроген-13, Фтор-18. Ряд ізотопів (Палладій-103, Іридій-192) уже застосову­ють для лікування ракових захворювань, а деякі ізотопи можна використовувати як анальгетики й стерилізатори.

2. Використання γ-випромінювання в техніці

Гамма-випромінювання виникає під час розпадів радіоактив­них ядер, випускається при переході ядра з більш збудженого енер­гетичного стану в менш збуджений.

Гамма-випромінювання має велику проникну здатність, тобто може проникати крізь великі товщі речовини без помітного осла­блення.

Гамма-випромінювання знаходить застосування в техніці, на­приклад, для виявлення дефектів у металевих деталях — гамма-дефектоскопія. За допомогою γ-дефектоскопів перевіряють, напри­клад, якість зварених з'єднань елементів конструкцій (чи то міст, чи то ядерний реактор). За рахунок різного поглинання γ-випромінювання сталлю і порожнечами в ній дефектоскоп «бачить» тріщини всередині металу й виявляє брак на стадії виготовлення.

Гамма-випромінювання використовується в харчовій промис­ловості для стерилізації продуктів харчування.

З одного боку, гамма-випромінювання може викликати про­меневе ураження організму, аж до його загибелі, з іншого боку, використовується в медицині для лікування пухлин, стерилізації апаратури, лікарських препаратів, приміщень.

Сучасні можливості променевої терапії розширилися в пер­шу чергу за рахунок засобів і методів дистанційної гамма-терапії. Успіхи дистанційної гамма-терапії були забезпечені в результаті копіткої роботи в галузі використання потужних штучних радіо­активних джерел гамма-випромінювання (Кобальт-60, Цезій-137), а також нових гамма-препаратів.

3. Переваги атомних електростанцій

Споживання енергії в нашій країні й за кордоном росте настіль­ки швидко, що відомі на сьогодні запаси палива швидко вичерпа­ються за порівняно короткий термін.

Наприклад, запасів вугілля може вистачити років на 350, на­фти — на 40 років, природного газу вистачить років на 60. На сьо­годні реальний внесок в енергопостачання робить ядерна енергети­ка. Незважаючи на відомі небезпеки, пов'язані з радіоактивними випромінюваннями, а також небезпекою вибухів, ядерна енергети­ка розвивається в усьому світі.

---

Атомні електростанції (АЕС) будують, насамперед, у європей­ській частині країни. Це пов'язано з тим, що АЕС мають низку пе­реваг порівняно з тепловими електростанціями:

• 
  ядерні реактори не споживають дефіцитного органічного па­лива і не потребують масових перевезень вугілля залізничним транспортом;
  
• 
  для роботи АЕС потрібна дуже невелика кількість палива;
  
• 
  АЕС не споживають атмосферний кисень і не засмічують сере­довище золою і продуктами згоряння (екологічна частота);
  
• 
  АЕС не вимагають створення великих водоймищ, що займають великі площі родючих земель.
  

Однак під час використання енергії ядер у мирних цілях вини­кають інші проблеми.

Перша полягає в необхідності захисту людей, що обслуговують ядерні енергетичні установки, від шкідливої дії гамма-випроміню­вання й потоків нейтронів, що виникають в активній зоні реактора.

Друга проблема пов'язана з тим, що під час роботи реакто­ра в його активній зоні накопичується велика кількість штучних радіоактивних речовин. Для запобігання їх випадковому викиду з реактора розроблені автоматичні протиаварійні системи, ведеть­ся безупинний автоматичний контроль за станом чистоти повітря, води, ґрунту навколо атомних станцій.

Крім того, у результаті роботи АЕС виникають ядерні відходи. Радіоактивність відпрацьованих ТВЕЛів залишається високою, являючи небезпеку для людей навіть через 25 000 років. Відпра­цьовані ТВЕЛи зберігають у рідкому вигляді в цистернах з нержа­віючої сталі, оточених бетоном. Найбільш активні відходи склять і зберігають у глибоких шахтах під землею.

І все-таки без ядерної енергетики людству, очевидно, не обійти­ся. Тому на сьогодні проводяться інтенсивні дослідження з метою підвищення безпеки реакторів, посилення засобів захисту, зокре­ма, від помилкових дій обслуговуючого персоналу.
4. Ядерна зброя

Некерована ланцюгова реакція здійснюється в атомній бомбі. Щоб міг відбутися вибух, розміри матеріалу, що ділиться, пови­нні перевищувати критичні. Це досягається, наприклад, шляхом швидкого поєднання двох шматків матеріалу, що ділиться.

Під час вибуху бомби температура досягає десятків мільйонів градусів. За такої температурі різко підвищується тиск та утво­рюється потужна вибухова хвиля. Одночасно виникає могутнє ви­промінювання. Продукти ланцюгової реакції під час вибуху бомби сильно радіоактивні й небезпечні для живих організмів.

Атомні бомби були застосовані США наприкінці Другої світової війни проти Японії. 6 серпня 1945 р. на міста Хіросіма й Нагасакі були скинуті атомні бомби.

---

Зі створенням ядерної зброї перемога у війні стала неможливою. Термоядерний вибух знищує все живе на відстані до 140 км від його епіцентра. Ядерна війна здатна привести людство до загибелі, тому народи усього світу наполегливо борються за заборону ядерної зброї.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

? Що таке радіоактивні ізотопи?

? Чим обумовлена сильна проникна здатність γ-випроміню-вання?

? У зв'язку з чим у середині ХХ століття виникла необхідність

знаходження нових джерел енергії? ? Чи може людство обійтися без ядерної енергетики?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Якісні питання

1. 
   У чому полягає принципова відмінність керованих ядерних ре­акцій від некерованих?
   
2. 
   Які проблеми виникають під час використання ядерної енергії в мирних цілях?
   
3. 
   У чому полягає метод «мічених» атомів? Наведіть приклади ви­користання цього методу.
   

2. Навчаємося розв'язувати задачі

1. 
   Під час вибуху атомної бомби (серпень, 1945 р.) утворилося ба­гато різних радіоактивних елементів. Які з них становили не­безпеку тільки в перші години після вибуху, а які можуть за­грожувати життю людей і зараз?
   
2. 
   Чи змінюється хімічна природа елемента під час випуску γ-випро-мінювання з його ядра?
   

Домашнє завдання

1. 
   Підр.: § 36, 37.
   
2. 
   Зб.: № 18.6; 18.7; 18.8; 18.9; 18.10; 18.11.
   
3. 
   Д.: підготуватися до самостійної роботи № 16.
   

Задачі із самостійної роботи № 16

«Радіоактивність. Ядерні реакції. Ядерна енергетика»

Середній рівень

1. 
   Чи можна за допомогою хімічних реакцій перетворювати ато­ми одного хімічного елемента на атоми іншого хімічного еле­мента? Поясніть свою відповідь.
   
2. 
   Чому нейтрони виявилися найбільш зручними частинками для бомбардування атомних ядер?
   

Ядерна фізика. Атомне ядро. Ядерна енергетика

---

Урок 9/56

---

Смотрите также файлы

• Содержание Этапы развития цифрового телевидения.doc

• 1 раздел правоохранительные органы и правоохранительная деятельность.docx

• Кустов Никита рсо3.docx

• Тема 25. Пародонтальная хирургия. Операции на костной ткани челюстей альвеолотомия и альвеолоэктомия.docx

• Состояние ЗавершеныЗавершен пятница, 28 Апрель 2023, 00 56Прошло.pdf