План-конспект урока по физике по теме: Доза поглощенного излучения. Биологическое действие излучений. Защита от радиоактивных излучений.
План-конспект
урока по физике по теме: Доза поглощенного излучения. Биологическое действие излучений. Защита от радиоактивных излучений.
Цели урока:
Образовательная:
формирование у учащихся понятия «доза поглощенного излучения»;
объяснение необходимости защиты от излучений.
Развивающая:
формирование у учащихся умений и навыков работы с дозиметром.
Воспитательная:
способствовать развитию интереса к предмету;
Методическая:
активизация познавательной деятельности учащихся на уроке
физики.
Тип урока: комбинированный.
Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.
Методическое оснащение и оборудование: ПК, проектор, интерактивная доска, таблица, дозиметр или кинофрагмент «Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц».
Структура и ход урока:
1.Организационный момент.
2. Проверка теоретического материала, дополняется сообщением учащегося на тему «Перспективы получения и использования термоядерной энергии».
3. Объяснение нового материала.
4. Закрепление изученного материала.
5. Подведение итогов урока.
6. Домашнее задание.
1. Организационный момент:
1. контроль посещаемости;
2. проверка готовности учащихся к уроку;
3. сообщение темы и задач урока.
2. Проверка теоретического материала:
Фронтальный опрос учащихся по вопросам:
1. Что понимают под термоядерной реакцией?
2. При реакции деления тяжелых ядер или при реакциях слияния легких ядер выделяется большее количество энергии?
3. Почему реакция слияния легких ядер происходит только при очень высоких температурах?
4. В чем заключается трудность создания термоядерного реактора?
5. Сообщение учащегося на тему «Перспективы получения и использования
термоядерной энергии».
3. Объяснение нового материала. (Перед объяснением нового материала целесообразно вспомнить виды излучений).
1) Поглощенная доза излучения.
Все радиоактивные излучения оказывают сильное воздействие на облучаемые тела и особенно живые организмы, в частности, на человека. Излучение ионизирует атомы и молекулы вещества, вследствие чего они изменяют свои химические свойства. Живая клетка под действием излучения может видоизмениться или разрушиться, т. е. живые организмы поражаются излучением. Продукты разрушения клетки действуют как яды, что усиливает поражение живого организма, вызванное облучением.
Наиболее типичные изменения клетки:
- разрушение хромосом;
- нарушение способности к делению;
- изменение проницаемости клеточных мембран;
- разбухание ядер клеток.
Для оценки действия любых излучений на вещество в физике введена специальная величина — доза излучения. Под дозой поглощенного излучения понимается энергия излучения, поглощенная единицей массы облучаемого тела:
D = E/m,
где D — поглощенная доза; Е — энергия поглощенного излучения; m — масса облученного вещества.
Доза относится как к радиоактивным излучениям, так и к свету, рентгеновскому излучению. Доза характеризует поглощенную веществом энергию, которая идет на нагревание, химическое и физическое превращение вещества, в частности на его ионизацию.
Поглощенная доза зависит от вида излучения, энергии его частиц, от состава облученного вещества. Доза увеличивается с увеличением продолжительности облучения.
Единица дозы в системе СИ — один грэй — 1 Гр — в честь физика Л. Грэя (1905-1965):
1 Гр = 1 Дж/ 1 кг.
2) Биологическое действие излучения.
При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:
- высокая эффективность поглощенной энергии, даже малые ее количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;
- наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений;
- действие от малых доз может суммироваться или накапливаться;
- генетический эффект - воздействие на потомство.
Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение. Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.
Доза в 4-5 Гр рентгеновского излучения, полученная человеком за короткое время при облучении всего тела, считается смертельной. Опасность облучения нейтронами в 3-4 раза выше, т. е. смертельная доза во столько же раз меньше.
Однако доза до 10 Гр при локальных облучениях в лечебных целях, полученная за 3-4 недели, считается допустимой.
Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через легкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как ничем не защищенные внутренние органы подвергаются непрерывному облучению.
Под действием ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям.
Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отеки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы).
Изучение таблицы «Эффекты различных доз радиоактивного излучения».
(Таблица выводится на интерактивную доску).
Поглощенная доза излучения Эффект | 1-2 Гр | 2-6 Гр | 6-10 Гр | 10-50 Гр |
Случаи рвоты | От 5% до 50% | До 100% | 100% | 100% |
Через какое время | 3 ч | 2 ч | 1 ч | 1/3 ч |
Поражение | Кроветворные ткани: костный мозг | Кроветворные ткани: костный мозг | Кроветворные ткани: костный мозг | Дополнительно: ткани желудка |
Критический период | - | 4-6 недель | 4-6 недель | 5-14 дней |
Терапия | Контроль за состоянием крови, антибиотики | Переливание крови, антибиотики | Пересадка костного мозга | Поддерживающие средства |
Прогноз | Отличный | Благоприятный | Двойной | Безнадежный |
При рассмотрении таблицы, следует обратить внимание на факторы, увеличивающие или уменьшающие действие облучения на организм.
3) Дозиметры.
Измерение поглощенной дозы производится специальными приборами — дозиметрами.
Просмотр конофрагмента из фильма «Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц».
Продемонстрировать работу индикатора радиоактивности из лабораторного комплекта по квантовым явлениям. С его помощью показать наличие естественных источников радиоактивности ( вода, человек, почва).
4) Защита от радиоактивных излучений.
В повседневной жизни:
- для контроля радиационной обстановки в домашних условиях полезно иметь обычный бытовой дозиметр;
- необходимо сократить до минимума время пребывания в местах возможного скопления радиоактивных газов, в частности, радона. На открытой местности радон присутствует в такой низкой концентрации, что не вызывает особого беспокойства. Однако внутри закрытых помещений (как правило, офисные площади, магазины, службы быта и даже спортивные залы, зачастую расположенные в подвальных и полуподвальных, непригодных для жилья местах) тяжелый радон способен накапливаться. Наиболее опасны продукты распада радона, накапливающиеся в легких человека и приводящие к возникновению раковых заболеваний;
- тщательно проветривать жилые помещения во избежание скопления различных вредных веществ.
Защита окружающей среды:
- запрещение испытаний ядерного оружия;
- техника безопасности на атомных станциях;
- техника безопасности при работе с радиоактивными препаратами; при работе с рентгеновскими установками;
- проблемы «захоронения» радиоактивных отходов.
4. Закрепление изученного материала.
1. Что понимают под дозой поглощенного излучения?
2. От каких факторов зависит поглощенная доза?
3. Единица измерения дозы в системе СИ?
4. Каково значение регистрации радиоактивных излучений?
5. Какие приборы для этого используются?
6. Что можно сделать для защиты человека и окружающей среды от радиоактивных излучений?
5. Подведение итогов урока.
6. Домашнее задание.
