«Инновационные методики и технологии в обучении физике» (стр. 4 )

( столь долгая выдержка нужна, чтобы снизить радиоактивность). В один реактор, мощность которого равна 1000 МВт, загружают 180 т топлива. И за 5 лет работы только одного энергоблока  на территории  АЭС скапливается около 300 т радиоактивных отходов. Многие важные технологические процессы, например обезвреживание отходов, находятся в стадии исследования, эксперимента и инженерной разработки. Хранить долго отработанное ядерное топливо очень опасно. Возникает трудноразрешимый вопрос: «Где и как хранить радиоактивные отходы, которые останутся опасными для здоровья людей многие сотни  тысячи лет»? Захоронение радиоактивных отходов академик считал самой сложной задачей ядерной энергетики. Считается, что наиболее подходимыми условиями для захоронения радиоактивных отходов являются континентальные геологические формации. Например, в гранитных и базальтовых толщах земли, расположенных на глубине несколько сот и более метров. По расчётам специалистов расходы на захоронение радиоактивных отходов составляют 75% от стоимости  всех других процессов топливного цикла. А это делает атомную энергию дорогостоящей. Подобные хранилища представляют собой сложные огромные инженерные сооружения.

Некоторые специалисты отдают предпочтение размещению радиоактивных отходов в соляных шахтах.  Соляные шахты долгое время не контактировали с водой. Можно предположить, что этого не произойдёт и в будущем.

Перед хранением радиоактивные отходы прессуют,  скручивают в жгуты, уменьшая их размеры.  Затем их помещают в медный контейнер, который заливается свинцом. Свинец слабо подвержен коррозии. Когда в металле начнут возникать свищи, содержимое капсулы уже будет не опасно.

К сожалению, некоторые страны успели забросить на дно океана довольно много контейнеров с радиоактивными отходами, которые губят обитателей океанских глубин. Такое решение губительно и для самого человечества.

Сообщение о демонтаже АЭС.

Жизнь атомного реактора незначительна.  Срок  эксплуатации  АЭС оценивается в 30-40 лет, после чего её надо разбирать. Но сама АЭС отслужившая отведённый ей срок, - это своего рода «ядерных отход».  Поэтому проблема её демонтажа очень сложна. Это целая наука и целое производство, стоимость разборки по заключениям экспертов будет равна стоимости её строительства. Это один из мало известных широкому кругу людей парадоксов ядерной энергетики. Был единственный в истории демонтаж ядерного реактора. Его произвели в США. Это реактор Элк Ривер. На строительство реактора затратили 6 миллионов долларов, а на его демонтаж ушло 6,9 миллиона. Чтобы свести к минимуму облучение рабочих, его резали под водой, с помощью плазменной горели. Это происходило давно, да и мощность установки на Элк Ривер была в десятки раз меньше, чем у современных реакторов. Поэтому опыт этой работы нельзя считать значительным, чтобы использовать его на сегодняшний день.

Сообщение об использовании различных атомных силовых установок по слайдам 11,12,13,14,15 презентации. Применение радиоактивных  изотопов.

Обсуждение вопросов:

Какова важная особенность радиоактивного излучения?

Вывод: Большая проникающая способность радиоактивных изотопов (слайд 16).

Кто впервые обнаружил радиоактивность урана? Как это свойство можно использовать? Изучение применения радиоактивных изотопов с помощью  слайдов 17, 18 и материалов электронных уроков по теме «Элементы ядерной физики»:

- Урок № 3 стр.4. Изучение видеофрагмента об использовании углеродного метода;

- Урок №3 стр. 6. Изучение материала об использовании изотопов в лечебных целях;

- Урок №3 стр. 7. Изучение материала об использовании изотопов в диагностических целях;

- Урок №3 стр.8. Изучение промышленного применения изотопов.

9. Изучение ядерного взрыва, его видов с помощью слайдов 19, 20, 21, 22, 23. Демонстрация видеофрагмента «Ядерный взрыв».

10. Сообщение учащегося о ядерном оружии третьего поколения.

К ядерному орудию третьего поколения относятся специальные заряды, в которых энергия взрыва перераспределяется в пользу одного из поражающих факторов, а также обеспечивается её фокусировка в определённом направлении. Наиболее  известным образцом такого оружия служит американская нейтронная бомба. На её основе в США развёрнуто строительство ещё одного вида ядерного оружия третьего поколения – «Супер – ЭМИ» - устройство (заряда), обеспечивающего выход мощного электромагнитного излучения.  С помощью «Супер – ЭМИ» его конструкторы рассчитывают получить напряжённость у поверхности Земли (на территории противника) до сотен и даже тысяч киловольт на метр. По их расчётам эффективность такого оружия такова: если взорвать один заряд мощностью 10 Мт на высоте 300-400 км, например, над географическим центром США (штат Небраска), то это приведёт к нарушению работы  радиоэлектронных средств почти на всей территории страны в течение времени, необходимого для срыва ответных действий.

Другой вид ядерного оружия третьего поколения – рентгеновские лазеры с ядерной накачкой. Они считаются противоракетным оружием ХХI века и создавались как средство против ракет на участке их разгона до разделения боеголовок. В простейшем виде, лазерное оружие можно представить в виде боеголовки, на поверхности которой укреплены до 50 лазерных стержней. В простейшем виде, лазерное оружие можно представить в виде боеголовки, на поверхности которой укреплены до 50 лазерных стержней, каждый из которых может быть автономно наведён любую точку пространства. Внутри боеголовки находится мощный ядерный заряд, который служит источником энергии для накачки лазеров, и система прицеливания с быстродействующим компьютером. Уничтожает ракету противника чрезвычайно интенсивное рентгеновское излучение, сфокусированное в достаточно узкий пучок.

Существует ещё одна разновидность ядерного оружия – так называемая ядерная шрапнель. В основе проекта этого оружия находится использование энергии ядерного взрыва для разгона до высоких скоростей (десятки километров в секунду) мелких плотных частиц. При высоких скоростях такие маленькие частицы (массой менее 1 гр.) обладают большой кинетической энергией и, следовательно, пробивной способностью. Их предлагают использовать в космосе для борьбы с летящими боеголовками и ложными целями противника. При попадании «шрапнели в объект обстрела она может пробить или повредить его оболочку, и даже в том случае, если оболочка при попадании в плотные слои атмосферы будет невредима, в результате больших механических и тепловых нагрузок она разрушится. Американские специалисты изменили в последние годы состав материалов, из которых изготавливаются оболочки ядерных зарядов, Эти материалы подбирались так, чтобы обеспечить создание в результате ядерного взрыва осадков, выпадающих потом на землю, со сравнительно короткоживущими изотопами, обладающими высокой радиоактивностью. Основная идея применения ядерного оружия с такими материалами заключается в том, что радиоактивное заражение местности, промышленных предприятий, различных военных объектов должно привести к поражению живой силы противника, без разрушения сооружений и материальных ценностей, которые достаточно быстро станут радиоактивно безопасными. Большую известность среди видов оружия третьего поколения получил проект «кобальтовой бомбы», который состоит в том, что вокруг заряда создаётся оболочка из природного кобальта, Во время взрыва  в результате её облучения нейтронами, образуется обладающей сильной радиоактивностью изотоп кобольта-60 с периодом полураспада 5,7 лет. Выпадая вместе с другими продуктами взрыва, он создаёт интенсивное заражение местности, поражающее всё живое. Рассмотренные виды ядерного оружия не исчерпывают весь его арсенал, и что каждый его вид имеет ещё разнообразные модификации, например, путём изменения конструкции заряда создают боеголовку, у которой основная часть энергии взрыва идёт на образование ударной волны или гамма излучений. Это свидетельствует о том, что предела совершенствования ядерного оружия не существует, возможно, появление всё новых образцов.

11. Изучение материала о биологическом действии радиоактивного излучения.

Демонстрация слайдов 24, 25. Сообщение о биологическом действии радиоактивных изотопов.

Воздействие радиации на живое очень индивидуально. Одна и та же доза радиации, поступившая в организм с различными изотопами, по-разному действует на живое: может поразить мембрану, ядро или цитоплазму. К тому же по-разному воздействует она и на различные органы. Наиболее опасно поражение ядра - в нём находится генетический материал клетки. Радиоактивные вещества выпадают на самые разные ландшафты и почвы. На сёла, леса, болота, сельскохозяйственные угодья. Например, в воздух в Чернобыле было выброшено около 450 типов радионуклидов. Из них львиная доля приходилась на короткоживущий изотоп йод-131. Он давал буквально 80-90 процентов радиоактивности в первые дни аварии. Постепенно с прекращением выбросов радиоактивность падала. Вымирали короткоживущие изотопы. На смену выступали долгоживущие изотопы. Например, рутений, радий и другие. В настоящее время содержание этих изотопов заметно уменьшилось. На первом месте оказались цезий 137 и стронций 90. Кроме того обнаружены трансурановые элементы: плутоний, америций и некоторые другие. Следует назвать оксиды и карбиды некоторых редких металлов Они плохо смываются водой с поверхности растений и почвы. Растения поглотить их не могут, и эти частицы становятся вечными странниками. Их подхватывает ветер и переносит с места на место. Всё это создало специфические ранее не встречавшиеся типы загрязнений. Таким образом, чернобыльская авария не была похожа ни на одну из подобных аварий в мире не только по масштабу, но и по качеству загрязнений территории. Всё это создаёт большие трудности для анализа последствий катастрофы.

После Чернобыльской трагедии в Киеве появилось большое количество дохлых крыс и мышей. Отдельные повреждения организма проявляющееся через  месяцы, годы или десятилетие после облучения, - результат в основном нарушения эндокринного баланса. Но, как ни странно, в результате этих поражений развиваются некоторые «обычные» заболевания типа воспаления лёгких, инфарктов (при поражённых сосудах), нервные заболевания. Кстати это наиболее вероятные последствия такого рода аварии. Во время аварии были выбросы радиоактивного йода, который накапливался в щитовидной железе, вызвав изменение в её работе. Это влияло на гипофиз, который регулирует иммунные ответы организма. У животных ослаблялся иммунитет, и они погибали не от радиации, а от вспыхнувшей среди них эпидемии.