Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Атомная энергетика и ее экологические проблемы"

Бейсембина Копей Мухамедрахимовна
КГУ «Колледж индустрии туризма и сервиса»
Преподаватель физики высшей категории
Сабақтың оқу – әдістемелік жоспары/ Учебно- методический план урока
Тақырыбы/Тема: «Атомная энергетика и ее экологические проблемы».
Сабақтың түрі/Тип урока: изучение нового материала
Сабақтың мақсаты/Цели урока:
Білімділік/Образовательные цели: сформировать у студентов понятие
необходимости такой отрасли как атомная энергетика, систематизировать знания по
данной теме, выявить преимущества и недостатки использования энергии атома,
активизировать познавательную деятельность студентов.
Тәрбиелік/Воспитательные:
Воспитание активности жизненной позиции, поведения.
Дамытушылық/Развивающие:
развивать интерес к физике, умение осмысленно воспроизводить подобранный материал,
в ходе подготовки и проведения конференции, обеспечить условия для развития умений
студентов самостоятельно работать с дополнительной литературой, уверенности в своих
силах, воспитывать чувство сострадания, бережливости, представив материал о трагедии
в г.Чернобыле, развить коммуникативные способности студентов.
Время: 45минут.
Дидактическое оснащение урока:
Оборудование: компьютер, интерактивная доска, сообщения студентов,
презентация: «Атомная энергетика и ее экологические проблемы»,
видеофрагменты «Без боли и без крови, Чернобыль»
Вид урока: урок-конференция.
Эпиграф урока: И твердит Природы голос:
В вашей власти, в вашей власти,
Чтобы все не раскололось
На бессмысленные части.
Л.Н.Мартынов
Подготовка к конференции:
Студенты заранее готовятся по следующим вопросам темы:
1. История развития атомной энергетики
2. С чего все начиналось?
3. Последствия аварий на атомных электростанциях.
4. Виды радиационных излучений.
5. Коэффициент чувствительности ткани при эквивалентной дозе облучения.
6. Чем сегодня опасен Чернобыль?
7. Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их решения.
8. Выводы: стоит или нет развивать атомную энергетику?
Сабақ барысы/Ход урока:
Ұйымдастыру кезеңі/Организационный момент: (2 мин)
1. Приветствие. Проверка готовности к занятию. Проверка присутствующих
Здравствуйте все, присутствующие здесь! Прежде чем мы начнем заниматься делом, я
хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на урок. Данное занятие позволяет
формировать определенную гражданскую позицию студентов, когда они могут
аргументировано отстаивать свою точку зрения не только в рамках учебного процесса, но
и в различных жизненных ситуациях
2. Актуализации знаний и постановки целей и задач занятия. (2 мин.)
Тема нашего занятия - «Атомная энергетика и ее экологические проблемы». Мы
узнаем о том, что свойства атома выделять огромную энергию можно использовать в
атомной энергетике, развития атомной энергетики в мире, достоинства и недостатки АЭС,
об альтернативных электростанциях.
Жаңа сабақты өту/Изучение нового материала(28мин) проводится в форме
проблемной конференции. По опережающим заданиям студенты в группах подобрали
материал и подготовили презентации по предложенным вопросам: с чего все начиналось,
история развития атомной энергетики в мире, достоинства и недостатки различных видов
электростанций, радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их
решения. На столах студентов приготовлены листы с вопросами для составления краткого
конспекта материала урока. По ходу выступлений представителей групп каждый студент
записывает в тетрадях ответы на поставленные вопросы.
3. Краткие сообщения студентов.
4. Просмотр видеоматериала
5. Заключительное слово преподавателя
Техника и технология нынешнего времени, основанные на новейших достижениях
науки, требуют особого, бдительного отношения к себе. Прежде чем их создавать и
использовать, нужно просчитать и предвидеть последствия, причем во множестве
аспектов (а не в одном!). И если последствия неизвестны, то требуется сначала их
обнаружение, тщательное и всестороннее исследование, спешка, невладение всем
комплексом информации - недопустимы. Ведь создаваемые или внедряемые без
такого учета технические установки, будь они мирного назначения или военного, а
также производственные линии могут оказать вредное воздействие на Природу,
Человека – его здоровье, психическое состояние, генофонд
С техникой XX и начала XXI века нужно быть на Вы. Проблемы нравственности и
ответственности перед Людьми, Миром и Жизнью за научно-технические творения
и связанные с ними решения приобретают для деятелей науки и техники,
руководителей всех рангов этих отраслей и государства первостепенное значение.
Ныне, каждый должен отчетливо понимать опасность, которая исходит от техники
при бездумном, неграмотном или безнравственном отношении с нею.
6. Сабақты бекіту/Закрепление знаний (10 мин)
Для закрепления данной темы мне хотелось бы узнать мнения студентов о том,
стоит или нет развивать атомную энергетику?
Это мы посмотрим, взвесив свои мнения на чаше весов.
7. Үйге тапсырма беру/Задание на дом: §8.1, 8.10 Физика 11 С.Туякбаев,
Ш.Насохова, Б.Кронгарт, В.Кем (1 мин)
Итог урока: (2 мин.) Поблагодарить за работу, и объявить оценки, полученные на
данном уроке.
Оқытушы/Преподаватель К.Бейсембина
26 апреля 1986 года – эта дата навсегда запомнится человечеству. В этот, казалось
бы, обычный весенний день произошла самая страшная катастрофа, которая была и
остается по сей день самым глобальным пришествием на территории бывшего СССР.
Взрыв четвертого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции породил
радиоактивное облако, которое прошло над Восточной Европой и странами Скандинавии.
Около 130 тыс. людей было эвакуировано с зараженной территории. Реальные жертвы
составляют. Радиационное облучение стало причиной гибели примерно 80 человек, но
реальное число жертв, погибших вследствие чернобыльской катастрофы никому не
известны. Международные организации «Гринпис» и «Врачи против ядерной войны»
утверждают, что в результате аварии только среди ликвидаторов умерли десятки тысяч
человек, в Европе зафиксировано 10 000 случаев уродств у новорождённых, 10 000
случаев рака щитовидной железы и ожидается ещё 50 000.
Но является ли это все правдой. Шумиха, которая возникла на руинах Припяти и
Чернобыля породила множество мифов, которые до сих пор пугают мировое сообщество.
Чернобыльская катастрофа стала фундаментом для возникновения множества выдумок,
способных привлечь внимание общественности.
Ядерный взрыв на ЧАЭС. В современном обществе бытует мнение, будто бы на
ЧАЭСпроизошел именно ядерный взрыв. Откройте любую статью в интернете, аварию в
Чернобыле сравнивают с бомбардировкой Хиросимы и Нагасаки. Именно по этой
причине большинство людей считают, что над ЧАЭС возник атомный гриб, хотя такового
и не было. По мнению специалистов, авария произошла по причине взрыва конструкции
энергоблока под высоким давлением пара, а после этого взорвалась воздушно-водородная
смесь. Это, безусловно, был мощный взрыв, но он был не ядерным. Для ядерного взрыва
требуется определенная масса урана, который обогащен на 90 %. Это значит, что эта
воздушно-водородная смесь должна была состоять на 90% из урана. Но, как известно,
уровень обогащения топлива ЧАЭС составлял лишь 2-2,5%. Этот миф и сегодня
пользуется большой популярностью у большинства людей, хотя является совершенно
абсурдным с научной точки зрения.
Чернобыль – безлюдная территория. Чернобыльская катастрофа стала
причинмассовых переездов. Оставив свои дома, люди бежали без оглядки из города
смерти. Около 200 тыс. покинуло опасную зону. Но все же Чернобыль – это совсем не
пустыня, где человек – это большая редкость. По различным данным на территории зоны
отчуждения, не смотря на запреты со стороны милиции, проживает от 500 до 1200
жителей. Официальных жителей, конечно же, в Чернобыле нет, но число временно
проживающих составляет почти 4тыс. человек. Это ученые, егеря, пожарные, дорожные
рабочие, повара и продавцы. Они работаю по так называемому вахтовому методу – 15
дней в зоне, 15 – за ней. Проживает рабочий персонал Чернобыля в городских
общежитиях, которые в прошлом были чьими-то домами. Чернобыль сегодня чем-то
похож на небольшой провинциальный городок Советского Союза: бензин выдается по
талонам, водка продается только после 7 вечера. Единственной характеристикой, которой
отличается этот город от других местных пунктов, является отсутствие детей. Сотни
детских площадок пустуют, в городе не слышно детского смеха.
Чернобыль – это опасная зона для здоровья. Чернобыльская зона по своей
территории напоминает княжество Люксембург, только вот население у Чернобыля
значительно меньше. Сегодня Чернобыльская зона – это 250 км колючей проволки. Здесь
жить нельзя. Территория охраняется Киевским батальоном милиции, но людей
катастрофически не хватает. Любители острых ощущений становятся частыми гостями
мертвого города. Но как же так? - спросите вы. Чернобыль – это же эпицентр
радиационного облучения. Действительно так и было, но время, как известно, лечит.
Сегодня в Чернобыле, который находится в 15 км от ЧАЭС допустимый для жизни
уровень радиации – 20 микрорентген, не меньше чем в Москве. Несмотря, на
милицейский запрет на посещение зараженной территории, в интернете можно найти
массу предложений посещения Чернобыля. Заплатив 800 грн., вы можете не только
увидеть мертвый город, но и пообедать там. Все это свидетельствует тому, что Чернобыль
уже не представляет опасности для здоровья человека, отсутствие радиации делает этот
город одним из чудес Украины, которое заслуживает на должный законодательный уход
со стороны государства.
Чернобыль и сегодня представляет опасность для жизни. Среди мнения
некоторых людей существует мнение, будто бы Чернобыль до сих пор представляет
серьезную опасность, будто бы в любой момент там может произойти авария, даже еще
более серьезная, чем взрыв 1986 года. Но это конечно неправда. Последний работающий
энергоблок ЧАЭС закончил свою работу еще в 2000г. А основная часть топлива находится
в специальных бассейнах выдержки, поэтому такая авария в принципе не возможна.
Единственной опасностью для человека является "Укрытие" – тот самый саркофаг. По
данным некоторых ученых этот саркофаг находится в аварийной ситуации и при
разрушении его возможно поднятие радиоактивной пыли, которая может нанести
серьезный ущерб человеческому здоровью. Но такова ситуация маловероятна, поскольку
при данной ситуации возможно разрушение только отдельных конструкций, которые не
повредят самого саркофага.
Чернобыль стал житницей интереснейших мифов про мутантов-животных, про
радиационную опасность и про другие маловероятные явления. 24 года без людей
превратило зону отчуждения в один из самых прекрасным мест в Украине. Животные
настолько отвыкли от людей, что свободно перемещаются по когда-то наполненной
людьми местности. Реки и озера полны рыбы, которая достигает невероятных размеров.
Чернобыль сегодня может стать заповедной зоной, где человек бы мог любоваться всеми
прелестями матушки природы, где животное может спокойно сосуществовать с человеком
в полной идиллии.
К середине 1939 года ученые мира располагали важными теоретическими и
экспериментальными открытиями в области ядерной физики, что позволило выдвинуть
обширную программу исследований в этом направлении. Оказалось, что атом урана
можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии.
Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь
могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Ядерная
реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные
химические реакции. Так, например, при распаде молекулы тротила выделяется 10
электрон-вольт энергии, а при распаде ядра урана – 200 млн. электрон-вольт, т.е. в 20 млн.
раз больше.
Первая в мире промышленная атомная электростанция мощностью 5 МВт была введена в
эксплуатацию в СССР (г.Обнинск) в 1954 году. Развитые индустриальные страны
приступил к проектированию и строительству АЭС с реакторами разных типов. К 1964
году суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн.кВт. Уже к 1986 году в мире
работали на АЭС 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253 млн.кВт.
практически за 20 лет мощность АЭС увеличилась в 50 раз.
В то время широкую известность получили исследования Римского клуба – авторитетного
сообщества ученых с мировыми именами. Выводы авторов исследований сводились к
неизбежности достаточно близкого исчерпания природных запасов органических
ресурсов, в том числе нефти, ключевых для мировой экономики, их резкого подорожания
в ближайшей перспективе. С учетом этого атомная энергетика пришлась как нельзя более
ко времени. Потенциальные запасы ядерного топлива (238U, 235U, 232Th) на длительную
перспективу решали жизненно важную проблему топливообеспечения при различных
сценариях развития атомной энергетики.
Условия развития атомной энергетики были крайне благоприятны, причем экономические
показатели АЭС также вселяли оптимизм, АЭС уже могли успешно конкурировать с ТЭС.
Атомная энергетика позволяла уменьшить потребление органического топлива и резко
сократить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от ТЭС.
Развитие атомной энергетики базировалось на сформировавшемся энергетическом
секторе военно-промышленного комплекса – достаточно хорошо освоенных
промышленных реакторах и реакторах для подводных лодок с использованием уже
созданного для этих целей ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаниях и
значительном опыте.
Проблема энергетической безопасности, обострившаяся в 70-е годы ХХ в. в связи с
энергетическим кризисом, вызванным резким повышением цен на нефть, зависимостью ее
поставок от политической обстановки, заставила многие страны пересмотреть свои
энергетические программы.
В процессе быстрого развития атомной энергетики из двух основных типов
энергетических ядерных реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах – наибольшее
распространение в мире получили реакторы на тепловых нейтронах.
Разработанные разными странами типы и конструкции реакторов с разными
замедлителями и теплоносителями стали основой национальной энергетики. Так, в США
основными стали водо-водяные реакторы под давлением и кипящие реакторы, в Канаде –
тяжеловодные реакторы на природном уране, в бывшем ССР – водо-водяные реакторы
под давлением (ВВЭР) и урано-графитовые кипящие реакторы (РБМК).
Росла единичная мощность реакторов. Так, реактор РБМК-1000 электрической
мощностью 1000 МВт был установлен на Ленинградской АЭС в 1973 г. Мощность
крупных АЭС, например Запорожской АЭС (Украина), достигла 6000 МВт.
Учитывая, что блоки АЭС работают практически с постоянной мощностью, покрывая
базовую часть суточного графика нагрузок объединенных энергосистем, параллельно с
АЭС в мире строились высокоманевренные ГАЭС для покрытия переменной части
графика и закрытия ночного провала в графике нагрузок.
Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности.
На основании опыта эксплуатации объектов атомной энергетики, возрастающего научно-
технического понимания процессов и возможных последствий возникла необходимость
пересмотра технических требований, что вызывало увеличение капвложений и
эксплуатационных затрат.
Серьезный удар развитию атомной энергетики был нанесен тяжелой аварией на АЭС «Три
Майл Айленд» в США в 1979 г., а также на ряде других объектов, что привело к
радикальному пересмотру требований безопасности, ужесточению действующих
нормативов и пересмотру программ развития АЭС во всем мире. В США, которые
являлись лидером в атомной энергетике, с 1979 г. прекратились заказы на строительство
АЭС, также сократилось их строительство в других странах.
Хиросима и Нагасаки.
Всю весну 1945 года на многие японские постоянно совершали налеты американские
бомбардировщики Б-29. Эти самолеты были практически неуязвимы, они летали на
недоступной для японских самолетов высоте. Например, в результате одного из таких
рейдов погибло 125 тысяч жителей Токио, во время другого - 100 тысяч, 6 марта 1945 года
Токио был окончательно превращен в руины. У американского руководства возникали
опасения, что в результате последующих рейдов у них не останется цели для
демонстрации их нового оружия. Поэтому, заранее отобранные 4 города - Хиросима,
Кокура, Ниигата и Нагасаки - не подвергались бомбежкам. 5 августа в 5 часов 23 минуты
15 секунд была произведена первая в истории атомная бомбардировка. Попадание было
почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. В это время суток во всех
концах города маленькие печки, отапливаемые углем, были зажжены, поскольку многие
были заняты приготовлением завтрака. Все эти печки были опрокинуты взрывной волной,
что привело к возникновению многочисленных пожаров в местах, сильно удаленных от
эпицентра. Предполагалось, что население укроется в убежищах, но этого не произошло
по нескольким причинам: во-первых не был дан сигнал тревоги, во-вторых над
Хиросимой уже и ранее пролетали группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы.
За первоначальной вспышкой взрыва последовали другие бедствия. Прежде всего это
было воздействие тепловой волны. Оно длилось лишь секунды, но было настолько
мощным, что расплавило даже черепицу и кристаллы кварца в гранитных плитах,
превратила в угли телефонные столбы на расстоянии 4 км. от центра взрыва.
На смену тепловой волне пришла ударная. Порыв ветра пронесся со скоростью 800
км./час. За исключением пары стен все остальное. В круге диаметром 4 км. было
превращено в порошок. Двойное воздействие тепловой и ударной волны за несколько
секунд вызвало появление тысяч пожаров.
Вслед за волнами через несколько минут на город пошел странный дождь, крупные, как
шарики, капли которого были окрашены в черный цвет. Это странное явление связано с
тем, что огненный шар превратил в пар влагу, содержащуюся в атмосфере., который затем
сконцентрировался в поднявшемся в небо облаке. Когда это облако, содержащее водяные
пары и мелкие частицы пыли, поднимаясь вверх, достигло более холодных слоев
атмосферы, произошла повторная конденсация влаги, которая потом выпала в виде дождя.
Люди, которые подверглись воздействию огненного шара от “Малыша” на расстоянии до
800 м. были сожжены настолько, что превратились в пыль. Выжившие люди выглядели
еще ужасней мертвых: они полностью обгорели, под влиянием тепловой волны, а ударная
волна сорвала с них обгоревшую кожу. Капли черного дождя были радиоактивны и
поэтому они оставляли не проходящие ожоги.
Из имевшихся в Хиросиме 76000, 70000 были полностью повреждены: 6820 зданий
разрушено и 55000 полностью сгорели. Было уничтожено большинство больниц, из всего
медицинского персонала осталось дееспособны 10%. Оставшиеся в живых стали замечать
у себя странные формы заболевания. Они заключались в том, что человека тошнило,
наступала рвота, потеря аппетита. Позже начиналась лихорадка и приступы сонливости,
слабости. К крови отмечалось низкое количество белых шариков. Все это были первыми
признаками лучевой болезни.
После проведения успешной бомбардировки Хиросимы на 12 августа была назначена 2-ая
бомбардировка. Но поскольку метеорологи обещали ухудшение погоды, было решено
провести бомбардировку 9 августа. Целью был избран город Кокура. Около 8
30
утра
американские самолеты достигли этого города, но провести бомбардировку им помешал
смог от сталелитейного завода. Этот завод накануне подвергся налету и до сих пор горел.
Самолеты развернулись в сторону Нагасаки. В 11
02
бомбы “толстяк” была сброшена на
город. Она взорвалась на высоте 567 метров.
Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, за секунды уничтожили более 200 тыс
человек. Многие люди подверглись облучению, что привело к возникновению у них
лучевой болезни, катаракты, рака, бесплодия.
Атомные электростанции – третий “кит” в системе современной мировой энергетики.
Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП.
В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске История
овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает более 70
лет, когда в 1939г. была открыта реакция деления урана. С этого момента начинается
история атомной энергетики.
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.
Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150
инцидентов и аварий различной степени сложности. Некоторые из них:
В 1957г – в Уиндскейле (Англия)
В1959г – в Санта-Сюзанне (США)
В1961г – В Айдахо-Фолсе (США)
В1979г – в Три-Майл-Айленд (США)
1986 год –Чернобыльская катастрофа
Главное преимущество — практическая независимость от источников топлива из-за
небольшого объёма используемого топлива, например 54 тепловыделяющих сборки
общей массой 41 тонна на один энергоблок с реактором ВВЭР-1000 в 1—1,5 года (для
сравнения, одна только Троицкая ГРЭС мощностью 2000 МВт сжигает за сутки два
железнодорожных состава угля). Расходы на перевозку ядерного топлива, в отличие от
традиционного, ничтожны. В России это особенно важно в европейской части, так как
доставка угля из Сибири слишком дорога.
Огромным преимуществом АЭС является её относительная экологическая чистота. На
ТЭС суммарные годовые выбросы вредных веществ, в которые входят сернистый газ,
оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль, на 1000 МВт
установленной мощности составляют от примерно 13 000 тонн в год на газовых и до 165
000 тонн на пылеугольных ТЭС. Подобные выбросы на АЭС полностью отсутствуют.
ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет 8 миллионов тонн кислорода в год для окисления
топлива, АЭС же не потребляют кислорода вообще
[8]
. Кроме того, больший удельный
(на единицу произведенной электроэнергии) выброс радиоактивных веществ даёт
угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества, при
сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом
удельная активность выбросов ТЭС в несколько раз выше, чем для АЭС
[9][10]
.
Единственный фактор, в котором АЭС уступают в экологическом плане традиционным
КЭС — тепловое загрязнение, вызванное большими расходами технической воды для
охлаждения конденсаторов турбин, которое у АЭС несколько выше из-за более низкого
КПД (не более 35 %), однако этот фактор важен для водных экосистем, а современные
АЭС в основном имеют собственные искусственно созданные водохранилища-
охладители или вовсе охлаждаются градирнями. Также некоторые АЭС отводят часть
тепла на нужды отопления и горячего водоснабжения городов, что снижает
непродуктивные тепловые потери, существуют действующие и перспективные проекты
по использованию «лишнего» тепла в энергобиологических комплексах (рыбоводство,
выращивание устриц, обогрев теплиц и пр.). Кроме того, в перспективе возможно
осуществление проектов комбинирования АЭС с ГТУ, в том числе в качестве
«надстроек» на существующих АЭС, которые могут позволить добиться аналогичного с
тепловыми станциями КПД
Для большинства стран, в том числе и России, производство электроэнергии на АЭС не
дороже, чем на пылеугольных и тем более газомазутных ТЭС. Особенно заметно
преимущество АЭС в стоимости производимой электроэнергии во время так называемых
энергетических кризисов, начавшихся с начала 70-х годов. Падение цен на нефть
автоматически снижает конкурентоспособность АЭС.
Затраты на строительство АЭС по оценкам, составленным на основе реализованных в
2000-х годах проектов, ориентировочно равны 2300 $ за кВт электрической мощности, эта
цифра может снижаться при массовости строительства (для ТЭС на угле 1200 $, на газе —
950 $) Прогнозы на стоимость проектов, осуществляемых в настоящее время,
Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их
решения Ядерная энергетика, широко используемая 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. К 2000 году накопилось 300тонн только от списанных
атомных подводных лодок. Они представляют «чрезвычайную радиационную опасность
для обширных районов России и сопредельных стран».
Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их
захоронения, в основу которого положены подземные ядерные взрывы. Предлагается
производить их на острове Новая Земля, на глубине 600 метров 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 твэлы АЭС, реакторы лодок, отходы ядерных предприятий, загрязненные
конструкции. Пространство между опасным «мусором» планируется заполнить
материалом способным резко снизить излучение. Остальное сделает ядерный взрыв.
После него на глубине 600-700 метров 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 ста тонн радиоактивных отходов.
Такой вариант был предложен в связи с тем, 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 тонн радиоактивного «мусора» осталось не выгруженным из реакторов
списанных атомных подводных лодок.
Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф.
Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в
результате работы ядерных реакторов. Среди них:
Криптон-85. сейчас количество криптона-85 в атмосфере в миллионы раз выше,
чем до начала атомной эры. Этот газ в атмосфере ведет себя как тепличный газ.
Тритий или радиоактивный водород. Загрязнение грунтовых вод происходит
практически вокруг всех АЭС.
Углерод-14.
Плутоний. На Земле было не более 50 кг этого сверх токсичного элемента до
начала его производства человеком в 1941 году.
На 424 гражданских ядерных энергетических реакторах, работающих во всем мире,
ежегодно образуется большое количество низко-, средне- и высокорадиоактивных
отходов. К этой проблеме отходов прямо примыкает проблема вывода выработавших
свой ресурс реакторов.
Коэффициент чувствительности ткани при эквивалентной дозе облучения:
До аварии естественный радиационный фон в регионе ЧАЭС составлял 0,1 – 0,15 мкВ/ч
(10 – 15 мкбэр/ч). Уровень радиации в городе Припяти до эвакуации не превышал 3 -4 бэр.
Радиационный выброс, произошедший в результате аварии, состоял из 20% йода 131, 13%
цезия-137, 10% цезия-134, 4% стронция-90 и другие. Радиационное воздействие на людей
определялось в основном радиационным облаком, гамма-излучением загрязненной
осадками поверхности земли и растительности, а также радионуклидами, попавшими в
органы дыхания и пищеварительную систему. Более высокими были дозы облучения
щитовидной железы у детей. По предварительным данным, степень поражения
щитовидной железы у ребятишек, пребывавших на загрязненной радиацией Украине уже
полтора миллиона. Радиация может поразить не только сердце, печень и кровь человека,
но и его мозг. «Чернобыльское слабоумие» проявилось не только у ликвидаторов,
работавших на станции, но и у людей, никогда не бывших в радиационной зоне
отчуждения. Эта болезнь поразила и взрослых, и детей, рожденных даже годы спустя
после катастрофы.
В ходе обследования ликвидаторов в 1987 психиатры даже не предполагали,
насколько серьезно радиация опасна для нейронов мозга. Ликвидаторы же вели себя
«нестандартно»: жаловались на нарушение памяти и автоматизма письма, их сотрясали
судороги, озноб, мучил страх смерти и сверлящие головные боли. Традиционным методам
лечения они не поддавались. Чернобыль ударил и по малышам, родившимся годы спустя
после аварии. Он догнал детей, появившихся в семьях ликвидаторов. Кроме психических
отклонений, полной невозможности нормально учиться и неумения пользоваться своим
интеллектом, радиация «одарила» малышей повышенной раздражительностью, их мучают
головные боли. Такие дети почему-то ненавидят своих родителей, особенно отцов. Они
часто отключаются на несколько секунд, а потом как ни в чем не бывало продолжают
свои игры. Механизмы проявления этих признаков эпилептизации мозга ученым
неизвестны.
В зону обязательного отчуждения наиболее пострадавшей от чернобыльской аварии
входит и Полесский экологический радиационный заповедник.
Хотя он простирается в соседнем государстве – Белоруссии, с Ясевой горы возле
деревни Масаны непосредственно рассматриваются Чернобыльский саркофаг,
действующая АЭС и безжизненные пустые многоэтажки г. Припяти невооруженным
глазом. Сегодня на Чернобыльской АЭС радиационный уровень составляет порядка
20мкР/ч, находится в пределах нормы. А возле деревни Массаны, всего в десяти
километрах от Чернобыльской АЭС, стрелка прибора зашкаливает за 1000 мкР/ч. Однако
это не самое «грязное» место в заповеднике. Считается, что при радиационном уровне
свыше 15 Ки на квадратный километр жизнь человека невозможна. Территория
заповедника заражена от 15 до 1200 Ки/км
2
. причем эта совсем не та радиация, которая
поразила жителей гг. Хиросимы и Нагасаки. В богатых пойменных лугах, лесных
массивах, заброшенных деревнях зловеще притаились долгоживущие радионуклиды –
стронций, цезий, плутоний. Жизнь сюда не вернется ни через 100, ни через 500, а на
отдельных участках заповедника – ни через 1000 лет.После Хиросимы Чернобыль стал
первой крупной мировой ядерной катастрофой. И если непосредственное отрицательное
влияние на человека больших доз радиации, то каковы же отдаленные последствия? В
первую очередь, это мутации в хромосомах, которые являются наиболее чувствительной к
радиации частью клетки. Мутации, в свою очередь, приводят к различным
стохастическим нарушениям живого организма. К последним в основном относятся рак и
наследственные нарушения. Раковые опухоли могут появиться у облученных людей не
сразу после аварии, а через долгие годы развиваясь иногда очень медленно, с длинным
скрытым бессимптомным периодом.
Первым видом ракового заболевания, распространение которого началось через
пять лет после Чернобыльской аварии, был рак щитовидной железы. Причина – большое
количество в воздухе, в еде, в молоке коров радиоактивного йода, который попадал в
организм человека и накапливался именно в щитовидной железе. Количество случаев
этого вида рака на пострадавших территориях с начала девяностых годов возросло в сотни
раз; известно уже около четырехсот случаев у облученных детей Белоруссии, двести
пятьдесят – в Росси и около двухсот на Украине. Следующим видом рака, латентный
период которого закончился через десять лет после аварии, стал лейкоз, возникновение
которого связано с нарушением функций самого чувствительного к радиации органа –
костного мозга
Через 15-20-30-40 лет после Чернобыльской аварии, по аналогии с Хиросимой, медики
ждут роста и других видов раковых заболеваний: рака молочных желез и легкого, желудка
и кишечника. Не менее страшные последствия имеет облучение половых органов. С одной
стороны, даже не очень большие дозы – 0,1Зв вызывает временную стерильность
яичников у женщин.
Основная часть пострадавших получила дозы облучения меньше 0,1Зв, и тем не
менее их дети имеют повышенный риск заболеваний из-за хромосомных мутаций в
половых клетках. В Белоруссии за последние десять лет более чем на половину выросло
количество пороков развития детей (в Гомельской области – на 81%).
Многие важные результаты получены в исследования, которые вошли в доклады
Научного комитета ООН по действию атомной радиации. Например, определяя
непосредственное влияние тех или иных доз радиации, ученые получили, что облучение
мужчин дозой порядка 1,0 Зв вызывает появление до тридцати наследственных аномалий
на каждые десять тысяч их потомков. Для женщин это число меньше – около двенадцати –
из-за большой устойчивости их половых клеток к действию радиации. Конкретно для
жителей Припяти (средняя доза 0,13Зв) это означает 7-46 дополнительных
наследственных аномалий на десять тысяч их детей, для строителей саркофага (средняя
доза 0,35 Зв)-17-121 случай, для сотрудников Чернобыльской АЭС (средняя доза 0,47 Зв)-
24-166 случаев наследственных аномалий из-за радиации.
Были также определены размеры генетического риска, которые используют
общую дозу облучения всех пострадавших в Чернобыльской аварии – 600 тысяч
человек/Зв. По этим расчетам, ожидаемый генетический риск а первом поколении
составит 1200-8300 случаев для всех пострадавших стран (в том числе 480-3300 случаев
для государств, входивших в состав бывшего Советского Союза).
Результаты прогнозов, естественно, приближенны и весьма условны. Однако надо
помнить, что эти расчеты учитывали только отдельные серьезные наследственные
нарушения, которые составляют лишь 2,5% от всей выявленной в настоящее время
наследственной патологии человека. Но эти цифры означают, что в первом поколении –
двадцать лет спустя после Чернобыльской аварии – каждые три дня в Белоруссии, России
и на Украине рождается больной ребенок, потому, что его отец или мать были облучены.
Если дети облученных родителей, больные или здоровые, будут жить на загрязненных
территориях и в течении своей жизни получат дополнительный к естественному уровень
облучения, то у их детей будет еще больший риск наследственных заболеваний.
Авария реактора Чернобыльской АЭС ярко высветила значимость проблемы не
только в практическом, но и в методологическом отношении.
Чем сегодня опасен Чернобыль? Из 2044 км
2
зоны отчуждения большая часть –
1856км
2
– загрязнена радиоактивным цезием, стронцием, плутонием. Полный распад
плутония наступит через 23000 лет. Территория вокруг ЧАЭС загрязнена и
трансурановыми элементами, период полураспада которых около 300 лет.
Построенный над четвертым энергоблоком «на скорую руку» саркофаг требует
постоянного наблюдения и дополнительных мер защиты. (весной 1995 года, например, он
«запылил» - стал трескаться, появилась угроза его разрушения. Очень опасны
чернобыльские могильники. У многих из них нет защитных барьеров; траншеи просто
засыпаны метровым слоем грунта. К тому же нет точных сведений, где, что и 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.
10 мая 1945 года в “Пентагоне” собрался комитет по выбору целей для нанесения
первых ядерных ударов. Для победного завершения Второй мировой войны
необходимо было разгромить Японию – союзника гитлеровской Германии. Начало
боевых действий назначено на 10 августа 1945 года. США хотели
продемонстрировать всему миру, каким мощным оружием они обладают (для
устрашения).
Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США,
Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно
вести работы. США в сентябре 1940 года закупили большое количество требуемой
руды по подставным документам у Бельгии, что и позволило им вести работы над
созданием ядерного оружия полным ходом.
Над созданием атомного оружия трудились физики Германии, Англии, США,
Японии, понимая, что без достаточного количества урановой руды невозможно
вести работы. США в сентябре 1940 года закупили большое количество требуемой
руды по подставным документам у Бельгии, что и позволило им вести работы над
созданием ядерного оружия полным ходом.
Утром 6 августа 1945 г. над Хиросимой было ясное, безоблачное небо. Как и
прежде, приближение с востока двух американских самолета (один из них
назывался Энола Гей) на высоте 10-13 км не вызвало тревоги (т.к. каждый день они
показывались в небе Хиросимы). Один из самолетов спикировал и что-то сбросил,
а затем оба самолета повернули и улетели. Сброшенный предмет на парашюте
медленно спускался и вдруг на высоте 600 м над землей взорвался. Это была бомба
"Малыш".
В районе г. Семипалатинска был построен испытательный полигон. Ровно в 7.00
утра 29 августа 1949 года на этом полигоне было подорвано первое советское
ядерное устройство под кодовым названием "РДС-1". План "Тройан", согласно
которому на 70 городов СССР должны были быть сброшены атомные бомбы, был
сорван из-за угрозы ответного удара. Событие, происшедшее на Семипалатинском
полигоне, известило мир о создании в СССР ядерного оружия, что положило конец
американскому монополизму на владение новым для человечества оружием.
Посмотрите с чувством люди
Что с планетой нашей будет
Об асфальт, сжигая шины
Газом кашляют машины
Сколько гари, сколько дыма
Просто невообразимо
Печи, фабрики, заводы
Катера и теплоходы
Выдыхают серный газ
Подсчитайте, сколько в час?
Экология в упадке
Слой озонный слишком шаткий
Ну, когда же мы поймём?
Это дом, мы в нём живём
Землю мы считаем раем
Сами же и отравляем
Мусора завалы, груды
Впрочем, урны есть повсюду
На лицо, накинув тень
В урну бросить мусор лень
«Лучше использованный товар
Бросить здесь, на тротуар
В парках, скверах, и аллеях
Кучи мусора белеют
И признаться, стыдно даже
Словно свалка наши пляжи
В космос сорок лет летаем
И его мы засоряем
Ну, когда придёт сознанье
В уважении мироздания?
Двадцать первый ныне век
Будь умнее ЧЕЛОВЕК!
Вопросы по теме: «Атомная энергетика и ее экологические
проблемы»
9. История развития атомной энергетики
10. С чего все начиналось?
11. Последствия аварий на атомных электростанциях.
12. Виды радиационных излучений.
13. Коэффициент чувствительности ткани при эквивалентной дозе
облучения.
14. Чем сегодня опасен Чернобыль?
15. Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их
решения.
16. Выводы: стоит или нет развивать атомную энергетику?
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: