Панагушина Елена Аркадьевна

Урок экологии в 10–11 классах на тему «Радиационный фон планеты»

Материал опубликован 8 February 2018 в группе

Видеоуроки и видеоматериалы

422

4625

Методическое пособие разработки уроков 10-11класс

Тип урока- комбинированный

Методы: личностно-ориентированного подхода, частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный

Цель: формирование у человека системы практико-ориентированных знаний и умений и на их основе развития природосообразного поведения в окружающем мире.

Задачи:

Образовательные: освоение содержания экологического образования, смысл которого заключается в понимании естественных законов природы и их соотнесение с «искусственными законами» развития социума.

Развивающие: развитие ключевых компетентностей учащихся на примере содержания экологического образования;развитие исследовательских умений учащихся по оценке состояния различных компонентов окружающей среды.

Воспитательные:.формирование экологически грамотного поведения человека в окружающей среде, перевод знаний человека об окружающей среде в стиль его жизни (уклад жизни, образ жизни).

УУД

Регулятивные: организовывать своё рабочее место под руководством учителя; определять план выполнения заданий на уроке, оценивать результат своей деятельности.

Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товарищей по классу; слушать и понимать речь других; работать в малой группе.

Познавательные: осмысление учащимися ценностей феномена жизни, ценности каждой формы существования жизни; ценности существования человека, его здоровья, социо-космической значимости ;

Планируемые результаты

Предметные

влияние человека на отдельные компоненты природы и влияние природы на все стороны человеческой деятельности;

подготовку школьников к практической деятельности в области биологии, экологии и медицины;

- установление гармоничных отношений с природой, со всем живым, как главной ценностью на Земле.

Личностные:

- формирование ключевых компетентностей на содержании экологического образования;

-создание таких педагогических условий, которые обеспечат право каждого школьника на индивидуальное развитие, которое соответствует его психологическому статусу, склонностям, потребностям, интересам, возможностям.

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география - будут способствовать более высокому уровню владения навыками по данному курсу и реализации задач предпрофильной подготовки школьников.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение

Развития таких ключевых понятий как «качество человека» (ценности, мировоззрение, сознание, мышление), «качество жизни» (уровень жизни, стиль жизни, уклад жизни), «качество окружающей среды» (состояние атмосферы, гидросферы, литосферы (педосферы), животного и растительного мира, вида Homo sapiens sapiens, культуры, образования).

Информация

1. Радиационный фон Земли, его составляющие

Под радиационным фоном принято понимать ионизирующее излучение природных источников космического и земного происхождения, а также искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека. РФ состоит из следующих компонентов:

Естественный радиационный фон (ЕРФ) – это ионизирующее излучение от природных источников внеземного (космического) и земного происхождения, действующее на человека на поверхности Земли.

Техногенно измененный радиационный фон (ТИРФ) – это ионизирующее излучение источников и радионуклидов, созданных или рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

2. Естественный радиационный фон, характеристика природных источников ионизирующего излучения земного и неземного происхождения

Источником ионизирующих излучений ЕРФ внеземного происхождения является первичное космическое излучение, которое в окрестности Земли состоит из галактического космического излучения (генерированного в еще точно неизвестных, но удаленных от Земли объектах) и солнечных космических лучей. Средняя энергия космических частиц около 108 - 109 эВ. Первичное космическое излучение состоит в основном из протонов (90%) и альфа-частиц, встречаются ядра лития, бериллия, бора и другие. Поток электронов составляет около 1,5% потока всех космических частиц, позитронов в 5 раз меньше, в небольшом количестве обнаружены также гамма-кванты.

Магнитное поле Земли заметно влияет на первичное излучение, препятствуя вхождению в атмосферу низкоэнергетических частиц. В магнитном поле Земли существуют "ловушки", т.е. области пространства, характеризующиеся тем, что заряженные частицы не могут ни влетать в них извне, ни вылетать из них. Магнитные ловушки - это естественный резервуар для накопления заряженных частиц (в основном протонов и электронов).

Такие зоны называют радиационными поясами Земли.

Первичное космическое излучение взаимодействует (а, точнее, поглощается) с атмосферой, в результате чего формируются вторичное космическое излучение (которое состоит из пионов, протонов, нейтронов, мюонов, электронов и фотонов) и космогенные радионуклиды, воздействующие на человека.

Интенсивность вторичного космического излучения зависит от толщины атмосферы. Космическое излучение на уровне моря примерно в 100 раз менее интенсивно, чем на границе атмосферы и состоит в основном из мюонов, а Северный и Южный полюса получают больше ионизирующих излучений, чем экваториальные области (за счет магнитного поля Земли).

Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Повышенным содержанием радионуклидов характеризуются породы вулканического происхождения - гранит, базальт; гораздо меньше радиоактивных элементов в осадочных породах - известняке, песчанике .

Наиболее высокие уровни земной радиации наблюдаются в Бразилии (на пляжах морского курорта Гуарапари - до 175 мЗв/год), на юго-западе Индии (богатые торием монацитовые пески). Известны и другие места с высоким уровнем радиации, например, во Франции, в Нигерии, на Мадагаскаре. Повышенным содержанием радионуклидов уранового ряда отличается территория Скандинавских стран и Англии.

По подсчетам НКДАР ООН средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет 0,35 мЗв, в том числе за счет радионуклидов уранового ряда 0,09 мЗв и 0,14 мЗв за счет радионуклидов ториевого ряда. Продукты распада урана и тория по пищевым цепочкам, а также с воздухом и водой поступают в организм человека, обуславливая внутреннее облучение: за счет семейства урана эффективная доза составляет 0,95 мЗв/год, за счет семейства тория - 0,19 мЗв/год. При пероральном поступлении радиоактивных элементов важно учитывать их растворимость и, соответственно, коэффициент всасывания.

Естественные источники ионизирующего излучения земного происхождения представлены радионуклидами двух групп:

А. Радионуклиды, входящие в радиоактивные ряды;

Б. Радионуклиды, не входящие в радиоактивные ряды.

Радон-222 (Rn-222) вносит основной вклад в естественную радиоактивность атмосферного воздуха и уровни облучения человека за счет естественных источников радиации. Радон претерпевает альфа-распад с образованием Ро-218, T1/2 Rn-222 - 3,8 суток. В организм радон и короткоживущие продукты его распада поступают в основном через органы дыхания, но могут поступать через желудочно-кишечный тракт (при питье радоновой воды) и через кожу (при приеме радоновых ванн). Выведение радона из организма независимо от способа его поступления осуществляется главным образом через легкие.

Радон - это бесцветный, невидимый, не имеющий вкуса и запаха инертный газ, примерно в 7,5 раза тяжелее воздуха. Он образуется в процессе радиоактивного распада радионуклидов урановых и ториевого рядов. Существует три естественных (природных) изотопа радона:

радон-222 (Т1/2 - 3,8 дня, ряд распада U -238);

радон-220 или торон (Т1/2 - 55 секунд, ряд распада Th-232);

радон-219 или актинон (Т1/2 - 4 секунды, ряд распада U-235).

Все изотопы радона являются альфа-излучателями, дальнейший распад их дочерних продуктов сопровождается испусканием как альфа, так и бета-частиц. Большая часть радона и торона физически связана с материалом, в котором находятся их предшественники. Однако некоторая часть может диффундировать от места образования в другую среду. Из-за относительно большого периода полураспада Rn-222 может диффундировать на большие расстояния (в пределах нескольких метров). Миграция актинона ограничивается несколькими миллиметрами и обычно он не достигает поверхности материала. Небольшая часть торона может выделяться и мигрировать в пределах нескольких сантиметров. Поэтому, за исключением богатых торием мест, концентрации Rn-219 и 220 пренебрежимо малы, по сравнению с Rn-222.

Основными источниками радона являются грунт, строительные материалы, грунтовые воды, природный газ, уголь, рудники, отвалы, образующиеся при добыче фосфорных удобрений, растения, геотермальные электростанции, предприятия ядерного топливного цикла.

Главным источником поступления радона в атмосферу являются почва и грунтовые породы. В целом, в воздухе концентрация радона и его дочерних продуктов распада зависит от места, времени года и суток, высоты над уровнем моря и метеорологических условий. С геологической точки зрения около 40 % территории Республики Беларусь являются потенциально радоноопасными. Это связано с неглубоким залеганием гранитных пород и с широким распространением активных зон тектонических нарушений.

Концентрация радона в воздухе помещений зависит в основном от четырех факторов:

активной и пассивной диффузии радона из грунта через фундамент и поверхности подвальных помещений зданий;

эксгаляции радона из строительных материалов и изделий, из которых построено здание;

эксгаляции радона из воды и газа;

влияния климата, образа жизни, степени вентиляции помещения.

Мерами, направленными на снижение концентрации радона в воздухе помещений, могут быть тщательная изоляция жилых помещений от почвы и грунта, обычная покраска (уменьшает эксгаляцию радона из строительных материалов на 32-87%) и оклеивание стен обоями, улучшение вентиляции жилых помещений и активная вентиляция погребов, использование материалов, отвечающих требованиям радиационной безопасности. Радон и продукты его распада вносят значительный вклад в облучение человека. Основную часть дозы человек получает в закрытых помещениях. Считается, что концентрация радона в закрытых помещениях в зонах с умеренным климатом в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Концентрация дочерних продуктов распада превышает концентрацию радона более чем в 200 раз. Ингаляционный путь поступления в организм изотопов радона и их дочерних продуктов распада считается наиболее опасным.

Наиболее важными факторами, влияющими на формирование дозы на дыхательный тракт за счет радона и продуктов его распада являются:

концентрация радона в помещениях;

фактор равновесия продуктов распада;

характеристика аэрозолей, их задержание и очистка в дыхательных путях;

величина дыхания;

время амортизации жилища.

В настоящее время считается, что концентрация радона в 20 Бк/м3 увеличивает дозу облучения на 1 мЗв. Из этой величины становится очевидной проблема радона. Более того, установлено, что доза на дыхательный тракт сильно зависит от возраста. В возрасте около 6 лет она имеет максимум и примерно в 2,5 раза больше дозы, формирующейся в возрасте 30 лет. Ротовое дыхание у ребенка ведет к большему поступлению радона, чем дыхание через нос, что делает необходимым санацию верхних дыхательных путей у детей. Показано, что ингаляция радона сопровождается неравномерным распределением дозы облучения в органах и тканях человека. Имеются эпидемиологические данные о связи радона с заболеваемостью раком легких и лейкозом

Основную дозу облучения население Земли получает от естественных источников радиации, общий же радиационный фонпланеты складывается из естественного и искусственного фона

Вопросы и задания

1.Что означает понятие «радиофобия»?

2.Не зная содержания следующих параграфов, предположите, какие источники радиации составляют естественный и какие - искусственный фон нашей планеты?

На планете непрерывно повышается радиационный фон, как быть к этому готовым?