План-конспект уроку є дипломантом І ступеня Всеукраїнського конкурсу на кращий план-конспект уроків природничих дисциплін із елементами медіаграмотності для 1-11 класів у 2018/19 н.р. («Фізика»)
Екологічні проблеми ядерної енергетики
Мета: ознайомити учнів з екологічними проблемами, які виникають під час експлуатації атомних станцій, сучасним станом екологічної ситуації в Україні, розглянути джерела радіоактивного забруднення та способи нейтралізації радіоактивного забруднення; сформувати правильне ставлення до радіофобії;
Продовжити формування самоосвітньої та інформаційної компетентностей учнів; уміння працювати з великим потоком інформації, виділяти суттєві ознаки, презентувати свої напрацювання;
Продовжити формування наукового світогляду учнів, показати, як недбалість може призводити до катастрофічних наслідків, формування вміння висловлювати власну думку, слухати і чути інших, оцінювати аргументи та змінювати думку на основі доказів; аналізувати і критично оцінювати соціально-економічні події в державі на основі статистичних даних; враховувати правові, етичні, екологічні й соціальні наслідки рішень; виховувати свідоме ставлення до здоров’я – власного й інших людей, виховувати культуру спілкування, колективізм, відповідальність.
Очікувані результати: учні знають сутність механізму ядерних реакцій, властивості продуктів розпаду ядерних реакцій, виявляють ставлення до використання атомної енергії для мирних та воєнних цілей, вільно володіють інформацією про АЕС України та світу, називають джерела радіоактивного забруднення навколишнього середовища.
Тип уроку: урок -семінар.
Хід уроку
І. Організаційний момент (привітання вчителя, відмітка відсутніх)
Слайд 1.
Учитель: давайте епіграфом нашого уроку візьмемо слова давньокитайської мудрості: «Вважай нещасливим той день і ту годину, коли ти не засвоїв нічого нового». Учні допомагають учителю в висловлюваннях:
Учень: Кожен урок має змістовність, яку ми можемо в подальшому використати в своєму житті.
Учень: Після кожного заняття ми поповнюємо свій багаж знань чимось новим і цікавим.
Учитель: На сьогоднішньому уроці я дам вам можливість діяти самим в пізнанні нового. Але перед початком уроку перевіримо ваші знання з попередніх тем.
ІІ. Актуалізація опорних знань
Слайд 2.
1. Що зображено на слайді? (поділ ядра Урану)
2. Як відбувається поділ? (захопивши нейтрон, який потрапив в ядро, воно починає деформуватися, витягується, потім розривається на два осколки, з яких знову з’являються нейтрони).
Слайд 3.
1. Що ви тут бачите? (ланцюгова реакція).
2. Що називається ланцюговою реакцією? (під час розщеплення ядра, крім осколків поділу , вивільняються нейтрони. Ці нейтрони можуть спричинити поділ інших ядер, які в свою чергу також випускають нейтрони, що здатні викликати поділ наступних ядер і т. д. – це і є ланцюгова реакція).
Слайд 4.
1. Що ви бачите на рисунку? (ядерний реактор).
2. Що називається ядерним реактором? (пристрій, у якому відбувається керована ланцюгова реакція).
3. Які основні компоненти ядерного реактора? (реактор має активну зону, пристрій для регулювання перебігу ланцюгової реакції, теплоносій. У реакторах на теплових нейтронах в активну зону входить ще й сповільнювач. Ззовні реактор захищений бетонною оболонкою).
4. Які є типи реакторів? (реактор на теплових нейтронах (РБМК), водяний реактор (ВВЕР), реактор на швидких нейтронах).
ІІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності, повідомлення теми, мети уроку.
Учитель: «… Попередні епохи отримали назву від певних матеріалів: був вік кам’яний, бронзовий, залізний. Але жоден із них не відбувся б, якби людина не знала вогню. Справжнє багатство світу – його енергія», - писав Фредерік Содді у своїй книзі «Матерія та енергія». Слайд 5. ХХ ст. можна сміливо назвати атомним, адже саме в цьому столітті людина відкрила й почала приборкувати енергію атомного ядра, яка на сьогодні використовується в АЕС. Чи потрібно людству енергія атомних електростанцій? Бути чи не бути мирному атому? На ці питання ми дамо відповідь, вивчивши тему сьогоднішнього уроку. (повідомлення теми, мети уроку) Слайд 6.
ІV. Вивчення матеріалу нової теми.
Учитель: Оволодівши атомною енергією, людство поставило під загрозу сам факт свого існування, оскільки розщеплення атомного ядра – це найнебезпечніший із процесів відомих людині. Отже, наше завдання – обговорити про проблеми розвитку ядерної енергетики. Ви мали вдома підготувати питання про екологічну небезпеку атомної енергетики, а особливо про наслідки після аварії на ЧАЕС.
Учень: Під час роботи реакторів у паливних стрижнях накопичуються радіоактивні відходи. На сьогодні не існує загальноприйнятого способу зберігати відходи, які залишаються високорадіоактивними протягом дуже тривалого часу. Наразі більшість відходів ядерного палива тимчасово зберігають в облицювальних сталевими плитами басейнах біля атомних електростанцій. Проблемою є витік радіації з ядерного реактора. Щоб відвернути таку небезпеку, реактори обладнують оболонкою з нержавіючої сталі, а довкола цієї оболонки будують міцні залізобетонні споруди. Щоб зафіксувати рівень радіації, використовують дозиметри. Слайд 7. Середній рівень радіації в Україні зараз становить 12 мікрорентгенів за годину. 27 квітня 1986 року в Прип’яті рівень радіації становив 200 мілірентгенів за годину, що в 15000 разів перевищує норму. В електроенергетиці України генеруюча потужність атомних електростанцій (АЕС) становить приблизно 24,5 %. У критичні зимові періоди на частку АЕС припадає понад 40 % електроенергії, яка виробляється в Україні. Частка виробленої електроенергії АЕС у загальному обсязі отриманої енергії склала в Україні: 1990 р. — 24,5 %; 1991 р. — 27,1 %; 1992 р. — 28,4 %; 1993 р. — 32,9 %; 1994 р. — 34,2 %; 2015 — 56,5 %. За кількістю ядерних реакторів Україна посідає дев'яте місце у світі та п'яте в Європі. Всі реактори типу ВВЕР. В Україні діяли 5 атомних електростанцій з 15 енергоблоками, одна з яких, Запорізька АЕС з 6 енергоблоками загальною потужністю в 6000 МВт є найпотужнішою в Європі. У 2009 році відсоток ядерної енергетики склав 48 % від усього виробництва електроенергії в Україні. Загальна потужність АЕС склала 13835 МВт. Крім того в 1996 році була заснована Національна компанія ядерної енергетики «Енергоатом» для поліпшення енергозабезпечення промисловості та суспільного сектору, підвищення якості діяльності атомних електростанцій, забезпечення їх конкурентоспроможності в умовах енергетичного ринку. «Енергоатом» охоплювала п'ять атомних електростанцій: Запорізька АЕС, Південноукраїнська АЕС, Рівненська АЕС, Хмельницька АЕС, Чорнобильська АЕС. Відповідно до Постанови кабінету міністрів України від 25 квітня 2001 р. Чорнобильську АЕС виведено зі складу НАЕК «Енергоатом».
Енергогенеруючі українські АЕС:
Запорізька АЕС (Енергодар) Слайд 8
Південноукраїнська АЕС (Южноукраїнськ) Слайд 9
Рівненська АЕС (Вараш) Слайд 10
Хмельницька АЕС (Нетішин) Слайд 11
Чорнобильська АЕС (Прип'ять / Славутич) з 2000 року не генерує енергії, всі енергоблоки зупинені. Слайд 12
В Україні, також, існує ще чотири недобудовані АЕС:
Харківська АТЕЦ (Бірки) Слайд 13
Одеська АТЕЦ (Теплодар) Слайд 14
Кримська АЕС (Щолкіне) Слайд 15
Чигиринська АЕС (Орбіта) Слайд 16
Також розглядалася побудова:
Закарпатська АЕС (Чорний Мочар)
У 2005 році розглядалася можливість відновлення будівництва Чигиринської АЕС.
Серед перспектив розвитку розглядається добудова енергоблоків №3 і №4 на Хмельницькій АЕС, добудова нового енергоблоку №5 на Рівненській АЕС, добудова енергоблоку №4 на Південноукраїнській АЕС та будівництво двох допоміжних енергоблоків на Запорізькій АЕС.
Учень: ядерну енергію можна використати й для виробництва ядерної зброї. Ця зброя набагато більш руйнівна, ніж усі види зброї. За її допомогою можна знищити цілі міста за лічені години. Згадаймо долю Хіросіми й Нагасакі в 1945 році. Наразі Україна є без’ядерною позаблоковою державою.
Важливу роль у розвитку ядерної енергетики відіграє людський фактор: люди, що обслуговують реактор, мають бути висококваліфікованими. Окрім того, потрібен контроль за психічним станом операторів, щоб відвернути божевілля й не допустити дій, які можуть спричинити до аварій.
Учитель: отже, можна виділити кілька основних проблем ядерної енергетики: утилізація радіоактивних відходів, проблема витоку радіації, виробництво ядерної зброї, забруднення навколишнього середовища, людський фактор і, звичайно, аварія на ЧАЕС, але про це розповість друга група. Слайди 17-21
Учень: завдання нашої групи – висвітлити чорнобильську катастрофу, але разом з тим, ми повернемося в далекий 1986 рік, і розкажемо спочатку тими словами, які звучали тоді. Слайд 22. Так виглядали перші повідомлення про чорнобильську катастрофу у пресі Радянської України – на третій, четвертій шпальті, під результатами футбольних матчів і шахових турнірів. На фото – «Робітнича газета», 29 квітня 1986р. інформація про аварію на Чорнобильській атомній станції в ніч проти 26 квітня 1986 року, яку згодом назвуть наймасштабнішою техногенною катастрофою в історії, взагалі не висвітлювалася радянськими чи українськими ЗМІ впродовж перших двох днів. Повідомлення про аварію на ЧАЕС у радянських ЗМІ вперше з’явилося майже за три доби – ввечері 28 квітня у програмі «Час». Це оголошення, фактично, зробили під тиском міжнародної сльоти, яка вимагала від СРСР пояснень щодо підвищених рівнів радіації на територіях інших країн. Першими, хто підняв тривогу, були працівники шведської АЕС «Форсмак», що на північ від Стокгольму. Шведи пригрозили подати офіційний запит до МАГАТЕ, СРСР був змушений повідомити народу про біду, але це повідомлення складалося з шести речень: «Від Ради Міністрів СРСР. На Чорнобильській атомній електростанції сталася аварія. Пошкоджений один з атомних реакторів. Вживаються заходи для ліквідації наслідків аварії. Потерпілим надається допомога. Створено урядову комісію». Наступного дня повідомлення також містилося на третій сторінці разом з матеріалом про «Свято прекрасного». Слайд 23.
Іноземні країни різними способами хотіли дізнатися про аварію, про людей в місті Прип’ять, але дізнатися було неможливо, наближалося свято 1 травня, газети писали тільки про святкування. Слайд 24. Вже тільки в травневих номерах газет можна було прочитати трішки більше про аварію, але говорилося так: «бурхливий прогрес науки і техніки приносить людству не тільки блага», «що не ми перші потерпіли від аварії на атомній станції, такі випадки бували і в інших країнах», і «небувальщина довкола Чорнобильської аварії засмічує інформаційне середовище». Іноземці передають, що в Україні вже все налагодилося. Слайд 25. По телебаченні показують як в полі під Чорнобилем стоїть голова колгоспу і запевняє, що колгосп перевиконує план із сівби. Тільки 14 травня із зверненням щодо аварії на ЧАЕС виступив лідер країни Михайло Горбачов. Наступного дня його промову передрукували й українські видання. Із виступу стало відомо, що «ми вперше стикнулися із такою силою, як ядерна енергія, яка вийшла з-під контролю», і що із променевою хворобою госпіталізовано вже майже три сотні осіб. Слайд 26. Перші поради, як захистити себе від наслідків аварії, у статті «Рекомендовані заходи з безпеки» - в «Правді України» за 9 травня. Тодішній міністр охорони здоров’я Анатолій Романенко пише, що «головний наш ворог – пил, як можливий носій радіоактивних речовин», і що «в останні дні на вулицях та у дворах стало менше дітей, що грають. І це правильно. Хоча прямої небезпеки опромінення сьогодні практично немає, давайте будемо берегти їх у першу чергу від пилу». Але міністр так само запевняє, що «рівень радіаційного фону постійно падає. На даний момент він є у межах норм, рекомендованих національними і міжнародними органами. І не становить небезпек для здоров’я населення, зокрема дітей». Слайд 27,28.
Центральна преса подавала зразково-показові репортажі про будні і відпочинок ліквідаторів, які у вільний від роботи час грали і на піаніно, і у більярд. Слайд 29. Те, про що знали, але не писали у центральних газетах, можна знайти між рядків у матеріалах місцевої і галузевої преси: не всі хочуть переселятися із забруднених територій, або ж про те, що не всі ідуть на трудовий подвиг, лопатами засипаючи пісок у жерло зруйнованого реактора ЧАЕС, у статті «Звільнені за прогули».
Учні висловлюють свої думки відносно почутого і побаченого.
Учитель: а тепер заслухаємо доповідь дітей, які дослідили повідомлення журналістів, але вже 1996 року.
Учень: «…. Населення евакуйоване в 1986 році. До сьогодні багато дерев’яних будівель, цілі вулиці і квартали міста знесені. Аварія на четвертому блоці ЧАЕС сталася вночі, о 1 годині 30 хвилин 26 квітня 1986 року. В цей час в реакторі знаходилося 190 тонн палива. Під терміном «аварія» слід розуміти вибух активної зони реактора, що зруйнував сам реактор, захисні конструкції а також залізобетонні споруди, які знаходилися над і поряд з реактором. Залишки радіоактивного палива, продукти радіоактивного розпаду потрапили у навколишнє середовище. З метою герметизації зруйнованого реактора в жовтні 1986 року було закінчено будівництво захисної споруди «укриття». Намагання повністю ізолювати вогнище витоку радіації не вдалося. Саркофаг є постійним джерелом небезпеки. В зоні відчуження знаходиться понад 800 радіаційно небезпечних об’єктів, а саме: сховищ радіоактивних відходів, поховання забрудненого майна евакуйованих жителів, техніка, яка використовувалась на першому етапі ліквідаційних робіт. Загальна площа території, яка зазнала радіоактивного забруднення складає близько 36 тис.км2. небезпечного впливу аварії зазнають або ще будуть зазнавати близько 35 млн. чоловік.»
Учень: цікаво знати (та ж сама газета) «Мало хто знає, що в кінці першої декади вересня 1982 року в районі ЧАЕС працювала група дослідників із завданням, що полягало в оцінці радіаційного стану території, який склався після викиду із станції радіоактивних речовин. Лише два спеціалісти з Києва були допущені до роботи, і то лише в перший період, коли відбиралися зразки ґрунту та води. Що ж сталося насправді? Ймовірніше всього, це було щось подібне до вибуху. Про це свідчила наявність у ґрунті гарячих мікроскопічних залишків оплавленого реакторного палива та графіту, які випали із радіоактивної хмари. В той час стояла типова для поліської осені погода – низька хмарність, мряка, затяжний дощ. Все це сприяло досить швидкому осаду найбільш заряджених частинок. Північно-східний вітер сприяв формуванню так званого ближнього радіоактивного сліду. Він протягнувся приблизно на 10-11 км від АЕС у південно-західному напрямку, повністю покривши хутір Чистогалівка, який знаходився за 5 км від АЕС. На той час там проживало півсотні жителів. Для цього сліду сумарною радіоактивністю в 10 кюрі, характерним було випадання довго живучих ізотопів, а також таких небезпечних і дуже довго живучих елементів, як америцій-241, плутоній 239 та 240. Найбільш гаряча і легка частина радіонуклідів, викинутих з реактора, швидко піднялася на значну висоту, за хмари і була рознесена вітром у протилежному, північно-східному напрямку. Так сформувався дальній слід, який протягнувся на декілька десятків кілометрів. Перетнувши частину Білорусії, він поширився на територію Чернігівської області. Під час радіоактивного викиду була забруднена і річка Прип’ять. Так, проба води, зроблена для м. Чорнобиля показала наявність цезію-137, вміст якого в кілька разів перевищував фоновий. Якщо оцінити масштаб викиду за стронцієм-89, то він був еквівалентним п’яти річним нормам допустимого викиду на один реактор. Фахівці, які проводили обстеження території, на основі отриманих результатів зробили висновок про доцільність евакуації дітей та молодих жінок з хутора Чистогалівка. Але ці побажання так і залишилися на папері – в звіті, засекреченому і схованому в архіві. Населення хутора, як і широкий загал, звісно, проінформовано не було».
Учень: після вибуху радіоактивні елементи розліталися по всій території України, при цьому завдавали великої шкоди здоров’ю населенню. «…Внаслідок незрілості, не сформованості усіх систем організму, діти є найбільш вразливим контингентом. Рівень хворобливості дітей швидко реагує на зміни екологічної ситуації. Погіршення здоров’я дітей відбувається в Україні нерівномірно в різних регіонах. На її аренах утворилася система регіональних аномалій підвищеного ризику хворобливості дітей. Більшість регіональних аномалій є комплексними, стосуються кількох груп захворювань і локалізуються на півночі, в центрі та на заході України – переважно в зоні, яка зазнала найбільшого впливу від Чорнобильської катастрофи. Саме у зоні радіаційних випадань аварійної ЧАЕС знаходяться найбільш сформовані й інтенсивні аномалії погіршення здоров’я дітей. У 1989-1993 рр. відбувся спалах «близьких наслідків» - синдромів і симптомів, сума яких отримала назву «комплекс дезадапційних порушень регуляції функціональних систем організму» (загальне послаблення здоров’я, зниження імунного статусу, ендокринні порушення, у т. ч. гіперплазія щитовидної залози І-ІІ степеня; порушення формули крові; розвиток вегето-судинної дистонії; дискінезія жовчовивідних проток, послаблення діяльності серця). Спалах загальної хворобливості дітей розпочався у найближчих до ЧАЕС районах, потім на периферії, особливо південного сліду забруднення. З конфігурацією зони радіоактивного забруднення збігається післяаварійна географія хронічних хвороб мигдаликів та аденоїдів, які є ознакою зниження імунітету і дітей, особливо в найбільш забрудненій частині західного та обох східних слідів, у північній частині південного сліду. На радіаційно забруднених територіях поширюються захворювання крові і кровотворних органів у дітей. Найбільш стрімко на цезієвих плямах Черкаської області, на північно-східному сліді радіоактивних випадань і в Народицькому районі Житомирської області. Дефіцитні анемії дезрегуляторної природи складають переважну частину патології крові в цих районах.»
Видання газети «Зелений світ» (“Green World”) Київ – 1996рік.
V. Закріплення теми
Учитель: який висновок можна зробити після отриманої інформації?
- чи стануть вам у пригоді знання, отримані на сьогоднішньому уроці?
- чи можете ви відповісти: добром чи злом є радіація?
- бути чи не бути мирному атому?
Учні висловлюють думки вголос, притримуючись всі майже одного: енергію атома використовують і будуть використовувати, але при цьому потрібно дотримуватися техніки безпеки.
Для перевірки знань учитель роздає дітям письмові тестові завдання.
Завдання:
а) термоядерна реакція;
б) реакція гідролізу;
в) керована ланцюгова реакція.
а) 3; б) 4; в) 5.
а) атомній електростанції;
б) гідроелектростанції;
в) тепловій електростанції.
а) Чорнобиль; б) Славутич; в) Прип’ять.
а) енергію поділу ядер Урану;
б) енергію води;
в) енергію Сонця.
а) 1986р.; б) 2000р.; в) 2005р.
а) 26 квітня 1886р.; б) 28 квітня 1986р.; в) 1 травня 1986р.
а) так; б) ні.
а) так; б) ні.
Учні міняються карточками і перевіряють одне одного за відповідями на слайді.
Таблиця відповіді:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| в | б | а | в | а | б | б | а | а | а |
Слайд 30
Учитель: то ж після цього уроку ми з вами можемо продовжити речення «Чи знаєте ви, що…»
1. Першими, хто повідомив про чорнобильську трагедію, були шведські вчені.
2. Радянське керівництво повідомило про трагедію лише 28 квітня, але й після 28 квітня компартійне керівництво України продовжувало обурювати світ і людей України про масштаби трагедії: у Києві 1 травня відбулася демонстрація.
3. Унаслідок радіації найнебезпечнішим елементом є Радій. Слайд 31
Учитель оцінює учнів.
VІ. Домашнє завдання
Учитель: Написати твір: «Ми відповідальні за планету Земля».
Бажаю фізику вам вчити далі,
Так, щоб отримали срібні й золоті медалі!
Щоб знання ви здобували,
Неуцтво перемагали.
Щоб в навчанні і в роботі
Менш за все було клопотів.
Дякую за роботу. Слайд 32.
Підготувала: Бондарук Олена Михайлівна, вчитель фізики ЗОШ І-ІІІ ст. ім. Ю. А. Ярощука с. Сереховичі Старовижівського району Волинської області
