Ядерная энергетика

Урок – конференция

Тема: Ядерная физика «за» и «против»

Цели урока:

Образовательная: закрепить понятия, связанные с радиоактивностью, использованием ядерной энергии, оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной энергии в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к изучению физики.

Воспитательная: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой миру и человечеству при использовании ядерной энергии; воспитать чувство ответственности за все, происходящее в мире; воспитать умение работать в группе, выслушивать оппонента, уважать точку зрения своих товарищей.

Развивающая: развивать умения выделять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро излагать свои мысли, а также развивать эмоции и интеллект.

Ход урока

Для подготовки к конференции учащи­еся заранее объединялись в группы по проблемам, которые их наиболее заинте­ресовали. На доске, закрытой шторками, укреплен лист ватмана с надписью: «Ядерная энергия: "за" и "против"», круп­ное изображение знака радиоактивной опасности и стрелки-указатели: Черно­быль, Припять. Учащиеся рассаживают­ся по группам. На столе у учителя таблич­ка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» с цитатами:

«Поскольку усиливаются опасения от­носительно потепления климата на зем­ном шаре, то представители атомной про­мышленности высказывают мнение, что ядерные реакторы - единственное сред­ство удовлетворения потребностей в элек­троэнергии без увеличения выброса в ат­мосферу диоксида углерода».

Д.Кид, МАГАТЭ

«С позиций экологической безопасно­сти страны радиационное загрязнение - одна из самых главных угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но один только Чернобыль полностью оправдыва­ет нашу тревогу».

А.Яблоков, член-корр. РАН

Учитель. Уважаемые коллеги! Сегод­ня наша конференция посвящена одной из животрепещущих проблем нашего вре­мени, - времени величайших откры­тий и величайших трагедий. Одна из них произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. Чернобыль - это боль, которая не стихнет еще долгие годы. Сегодня мы со­брались здесь, чтобы обсудить пробле­мы, связанные с использованием ядер­ной энергии, взвесить все «за» и «про­тив». У нас на конференции присутствуют три группы ученых: «Физики-ядерщики» (они хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий протекания ядер­ных реакций), группа «За» - из желаю­щих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить многие проблемы, и группа «Против», их оппонентов, жела­ющих доказать, что радиационное загрязнение - одна из самых главных экологи­ческих угроз.

Все началось с того, что в феврале 1896 г. было открыто явление радиоактивности (открывает лист календаря с фото Беккереля). Я предлагаю вам вспомнить имя ученого и опыты, проведенные им.

Учащиеся. Это Антуан Анри Беккерель.

Понедельник, 20 января 1896 г. Около 70 членов Парижской академии наук слушают сообщение А. Пуанкаре об открытии Рентгена. По рядам пускаются рентгеновские снимки кисти руки, сделанные уже в Париже. Комментируя открытие Рентгена, Пу­анкаре высказывает гипотезу о том, что рентгеновские лучи ис­пускаются при фосфоресценции независимо от наличия катодных лучей.

Выслушав сообщение Пуанкаре, А. Беккерель (1852—1908) тут же помчался в лабораторию, чтобы проверить его гипотезу. Обернув фотопластинку черной бумагой, он положил на нее ме­таллическую пластинку причудливой формы, покрытую слоем со­ли урана. Дав четырехчасовую выдержку на солнечном свете, Беккерель проявил фотопластинку и увидел на ней точный силу­эт металлической фигурки. Он повторял опыты с большими ва­риациями, получая отпечатки монеты, ключа, отделяя кристал­лики соли урана от фотопластинки стеклом во избежание хими­ческого взаимодействия. Все опыты, казалось бы, подтверждали гипотезу Пуанкаре, о чем Беккерель доложил 24 февраля на заседании академии наук. Одна­ко Беккерель не прекращает опыты, готовя все новые вари­анты.

26 февраля 1896 г. погода над Парижем испортилась и подготовленные фотопластинки с кусочками урановой соли пришлось положить в (темный ящик стола до появления солнца. Оно появилось над Парижем 1 марта, и опыты (можно было продолжать. Взяв пластинки, Беккерель решил их проявить. Проявив пластинки, ученый увидел на них силуэты урановых образцов. Ничего не понимая, Беккерель решил повторить слу­чайный опыт. Он уложил в све­тонепроницаемую коробку две фотопластинки, насыпал на них урановую соль, положив предварительно на одну из них стекло, а на другую — алюминиевую пластинку. Пять часов все это находилось в темной комнате, после чего Беккерель проявил фотопластинки. И что же — силуэты образцов вновь четко видны. Значит, какие-то лучи образуются в солях урана Беккерель установил также, что с течением времени интенсивность излучения одного и того же образца не меняется и что новое излучение способно разряжать наэлектризованные тела.

Большинство членов Парижской академии после очередного доклада Беккереля на заседании 26 марта поверили в его правоту. И только после много численных опытов с солями различных металлов, не давших ни­какого эффекта, только после опытов с чистым ураном, только после безуспешных попыток уничтожить невидимое излучение Беккерель осенью 1896 г. говорил на заседании академии впервые об урановых лучах, которые затем многие ученые стали называть беккерелевскими. Но ни то, ни другое название в физике не прижи­лось. Открытое Беккерелем явление получило название радио­активности. Но это произошло позднее.

Учитель. Что же такое радиоактив­ность?

Учащиеся. Радиоактивность представ­ляет собой самопроизвольное превраще­ние одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц.

Учитель. Разработал теорию радиоак­тивного распада Фредерик Содди вместе с Эрнестом Резерфордом. Можно сказать, что сбылась мечта алхимиков ( превратить неблагородные металлы в золото): стало воз­можным превращение одного элемента в другой.

(Открывает лист календаря, на ко­тором записаны правила смещения:

Учащиеся формулируют правило.

Учитель перелистывает календарь далее, открывая портреты супругов Кюри. Учащиеся дают краткую справку об открытии радия.)

Учащиеся: Беккерель же продолжал изучать открытые им лучи. Однажды, демонстрируя своему гос­тю излучение урановых образцов, он задал ему вопрос в виде просьбы: «Ведь Вы физик и химик одновременно. Проверьте, нет ли в этих излучающих телах примесей, которые могли бы иг­рать особенную роль». И этот, казалось бы, частный вопрос хо­зяина стал научной программой исследований молодой четы: гостя — это был Пьер Кюри (1859—1906) и его жены Марии Кюри-Склодовской (1867—1934).

Мария Склодовская родились 7 ноября 1867 г. в Варшаве, в семье учителя русской гимназии. Мать ее тоже была преподава­тельницей. Окончив в 16 лет с золотой медалью русскую гимна­зию, Мария из-за нужды не смогла продолжить образование. Чтобы помогать семье, она начала репетиторскую работу в бо­гатых домах. Это было своеобразной школой для молодой гим­назистки.

Но время идет, а положение Марии остается прежним. Она уже начинает терять веру в будущее. «Мои планы самые скром­ные: я мечтаю иметь собственный угол... Чтобы получить независимость, я отдала бы полжизни»,— писала она в 1887 г. Но вот в 1890 г. старшая сестра выходит замуж и приглашает к се­бе в Париж Марию. Сбывается давнишняя мечта: Мария посту­пает в Сорбонну — знаменитый Парижский университет.

Ей приходится много работать, чтобы восполнить пробелы в образовании. Молодая полька проявляет большие способности и исключительное трудолюбие. В 26 лет в 1893 г. она заканчивает физический факультет и признается лучшей в выпуске; а через год получает диплом об окончании и математического факульте­та Сорбонны, оказавшись в выпуске второй.

Еще будучи студенткой, Мария посещает заседания физического общества, где с огромным интересом слушает сообщения ; ученых о новых открытиях. Здесь весной 1894 г. она знакомится с молодым, но уже известным физиком Пьером Кюри, ставшим в 1895 г. профессором парижской Школы промышленной физики и химии. 25 июля 1895 г. состоялась свадьба Пьера Кюри и Марии Склодовской. Так образовался крепкий союз из любящих друг друга людей, союз редкостный по общности жизненных, культурных и научных интересов.

В 1897 г. Мария решает заняться докторской диссертацией. Когда речь зашла о теме, Пьер вспомнил разговор с Беккерелем и посоветовал жене ближе познакомиться с его открытием... Итак, тема выбрана, нужны материалы и место для работы. По просьбе Пьера директор института выделяет на первом этаже «небольшое помещение, служившее раньше машинным отделением и складом. Трудно было представить себе место, менее при­родное для научной работы: сырость, теснота, холод, никакого оборудования и никаких удобств. Но Марию это мало смущает. Она упорно ищет ответ на вопрос: что является подлинным источником уранового излучения? С этой целью она решает исследовать большое количество образцов минералов и солей и выяснить, только ли уран обладает свойством излучать. Работая с образцами тория, она обнаруживает, что он, подобно урану, дает такие же лучи и примерно такой же интенсивности. Зна­чит, данное явление оказывается свойством не только урана, и ему надо дать особое название. Мария Кюри предложила назвать это явление радиоактивностью, а уран и торий — ра­диоактивными элементами. Работа продолжается с новыми минералами.

12 апреля 1898 г. на заседании Парижской академии наук , было сделано сообщение о результатах этих опытов. Приводим отрывок из этого сообщения: «Два минерала, содержащих уран— урановая смоляная руда (окись урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) — гораздо активнее самого урана. Факт этот весьмa примечателен и заставляет думать, что эти минералы, очевидно, содержат какой-то новый элемент, обладающий гораздо большей активностью, чем уран». Когда новое вещество будет выделено и преподнесено ученым, тогда можно будет говорить об открытии. Пьер, как физик, верит результатам Марии, верит в ее интуицию. Он чувствует важность работы и, оставив временно исследование кристаллов, начинает работать вместе с супругой. И эта беспримерная в истории совместная научная работа про­должалась восемь лет, до трагической гибели Пьера. Они терпе­ливо выделяют обычными химическими анализами все тела, вхо­дящие в состав урановой смолки, и в результате опытов убеж­даются, что существуют каких-то два новых элемента, кото­рыми и объясняется необычная активность окиси урана. В июле 1898 г. они уже могут заявить об открытии одного из них и предлагают назвать его «полонием» — по имени родной страны Марии.

26 декабря 1898 г. на заседании академии наук было зачита­но новое сообщение супругов Кюри: «...В силу различных, толь­ко что изложенных обстоятельств мы склонны к убеждению, что новое радиоактивное вещество содержит новый элемент, кото­рый мы предлагаем назвать «радием». Мы получили хлористые соли этого вещества, они в 900 раз активнее чистого урана». В своем сообщении об открытии радия Кюри ссылались на хими­ка Дэмарсе, который, исследуя данный ими образец вещества методом спектрального анализа, нашел в его спектре новую ли­нию, не принадлежащую ни одному из известных элементов. Ар­гумент был серьезным и вполне убедительным, особенно для фи­зиков. Химики же заявили: «Вы говорите о новых элементах. Покажите их нам, и мы тогда скажем, что вы правы». Мария приняла вызов и уговорила мужа пройти весь путь от начала до конца, хотя, где этот конец, она не знала. А наступил он только через четыре года титанической работы, в которой с самого на­чала все было проблемой: не было сырья, не было помещения, не хватало средств.

Мария понимала, что для выделения ничтожного количества нового элемента потребуется переработать огромное количество урановой руды, так как, по их предположению, в ней содержится всего 1 % радия. В действительности же оказалось, что содержа­ние радия не достигает в ней даже одной стотысячной доли про­цента! Это означало, что для получения одного и того же коли­чества радия надо было переработать в сто тысяч раз больше руды, чем они предполагали. Кроме того, урановая смолка — очень ценный минерал, идущий на изготовление дорогого богем­ского стекла. Этот минерал добывали на очистительных заводах в Богемии. Как быть? И Кюри принимают решение: для своей ра­боты использовать не урановую смолку, а те отходы руды, кото­рые выбрасывают как негодные после ее извлечения. Они обра­тились к австрийскому профессору Зюссу (рудники находились в Австрии), чтобы тот походатайствовал за них перед Венской академией наук.

Но где найти помещение? Пьер вновь обращается к дирек­тору своего института. К сожалению, ничего нет, кроме сарая на дворе, без пола, с протекающей крышей, без отопления; сарая, в котором раньше медицинский факультет препарировал трупы. И пока они чистили и приводили в порядок бывшую покойниц­кую, из Вены пришло письмо с сообщением, что австрийское пра­вительство дарит французским ученым тонну отходов урановой руды. Если этого количества окажется мало, то дирекция рудни­ков имеет указание отпустить на льготных условиях необходи­мое количество. Вскоре пришел и долгожданный подарок. Мария счастлива, что можно начать работу. Она не обращает вни­мание на жуткие условия работы. «Мне приходилось обрабаты­вать в день до двадцати килограммов первичного материала, и в результате весь сарай был заставлен большими химическими сосудами с осадками и растворами; изнурительный труд перено­сить мешки, сосуды, переливать растворы из одного сосуда в другой, по нескольку часов подряд мешать кипящую жидкость в чугунном тазу»,— писала М. Кюри.

Количество радия медленно, но верно растет. И вот когда заканчивался 48-й месяц их добровольного каторжного труда, в ампуле накопилась одна десятая доля грамма чистого радия. Этого было уже достаточно, чтобы определить его атомную мас­су. Она оказалась равной 225. Так новый элемент — радий,— миллион раз активнее урана, обрел права гражданства, а Пьер и Мария Кюри обрели свободу после четырех лет рабско­го труда.

25 июня 1903 г. в маленькой аудитории Сорбонны Мария Кю­ри защищает докторскую диссертацию.

В ноябре 1903 г. Королевское общество присудило Пьеру и Марии Кюри одну из высших научных наград Англии — медаль Дэви. Но счастливый год еще не кончился. 13 ноября супруги Кюри одновременно с Беккерелем получают телеграмму из Стокгольма о присуждении им троим Нобелевской премии по фи­зике за выдающиеся открытия в области радиоактивности. Из-за плохого состояния здоровья Марии Кюри не смогли выехать в Стокгольм для получения этой высокой награды. Их Нобелев­ский диплом король Швеции вручил французскому министру. Денежное вознаграждение в 70 тысяч франков — половина Нобелевской премии, причитавшаяся супругам Кюри,— было очень кстати для поправки их неважного материального положения. Они, конечно, могли получить во много больше, если бы взяли патент на свое открытие: ведь один грамм радия в это время стоил на мировом рынке 750 тысяч франков. Но ученые не по­ступились своими принципами и отказались от каких бы то ни было авторских прав. Они не хотели сдерживать развитие новой области промышленности и техники патентными ограни­чениями.

Супруги Кюри в зените славы. Но совершенно неожиданно их настигает страшное несчастье: в 1906 г. при переходе улицы погибает под колесами грузовой повозки Пьер Кюри. Это огромная потеря для Марии, ее дочерей Ирен и Евы, это огромная потеря для науки. Но Мария с присущим ей упорством и нас­тойчивостью продолжает нача­тое дело. Ее заботы, кроме на­учных, связаны теперь еще со строительством Института ра­дия в Париже. К 1914 г. инсти­тут построен, но устанавливать оборудование и приступать к работе некому: сотрудники мо­билизованы в армию, а Мария занимается созданием рентге­новских установок для военных госпиталей. Вместе с Ирен она работает на этих установках. И только после окончания войны Мария смогла начать работу в Институте радия. Здесь ро­дились многие ее открытия. Вскоре институт стал между­народной школой по физике и химии, а сама Мария в равной мере становится и физиком, и химиком. Ведь еще в 1911 г. ей была присуждена вторая Нобелевская премия, теперь уже по химии. Это единственный до сих пор случай, когда один человек стал Нобелевским лауреатом дважды.

Мария Кюри имела счастье наблюдать поразительные успехи ядерной физики, создаваемой учеными во главе с Э. Резерфордом и Н. Бором, она была свидетельницей открытия искусствен­ной радиоактивности. Еще при ее жизни в 1932 г. Д. Чэдвик (1891 —1974) открыл нейтрон. Мария Кюри внимательно следила и за опытами Э. Ферми.

Осенью 1933 г. ее здоровье стало резко ухудшаться. С мая 1934 г. она уже не встает с постели. 4 июля 1934 г. выдающейся ученой не стало: она скончалась от тяжелого заболевания крови (острая злокачественная анемия) из-за длительного обращения с радиоактивными веществами. Но дело, начатое супругами Кю­ри, подхватили их ученики, среди которых была дочь Ирен и зять Фредерик Жолио, ставшие в 1935 г. лауреатами Нобелевской премии за открытие искусственной радиоактивности.

Сегодня как первая, так и вторая чета Кюри нам дороги не только за их выдающиеся научные открытия, они дороги нам как великие гуманисты, как страстные борцы за мир. Их вдохно­венный патриотизм, высочайшее человеколюбие и безгранич­ная преданность науке служат живым примером новым поко­лениям.

Учитель. А теперь пришла пора рас­смотреть аргументы «за» и «против» ядер­ной энергии.

Прав ли был Прометей, давший людям огонь?

Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин,

Из прекрасного лебедя вырос дракон,

Из запретной бутылки выпущен джинн.

(Начинается дискуссия, учащиеся при­водят наиболее значимые, с их точки зрения, аргументы.)

Группа «За». В наш информационный век невозможно прожить без источника энергии. Одним из источников является АЭС, где тепловая ядерная энергия преобразовывается в электрическую, а основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор. (Демонстрация ядерного реактора) Ядерный реактор - это устройство, предназначенное для превращения энергии атомного ядра в электрическую энергию. В ядре реактора находится радиоактивное вещество (обычно, уран или плутоний). Энергия, выделяемая за счет α-распада этих атомов, нагревает воду. Получающийся водяной пар устремляется в паровую турбину; за счет ее вращения в электрогенераторе вырабатывается электрический ток. Теплая вода после соответствующей очистки выливается в расположенный рядом водоем; оттуда же в реактор поступает холодная вода. Специальный герметичный кожух защищает окружающую среду от смертоносного излучения.

Группа «За». Мы утверждаем, что у АЭС есть пре­имущества:

ядерные реакторы потребляют не кислород, а органическое топливо;

не загрязняют окружающую среду зо­лой;

при нормальном режиме эксплуата­ции биосфера надежно защищена от ра­диоактивного воздействия.

Группа «Против» А все-таки существует много проблем и последствий эксплуатации ядерного реактора.

Рост атомной энергетики неизбежно ведет к нагреву, а затем перегреву атмосферы и катастрофическим изменениям климата.

Даже при идеальной работе АЭС загрязнение среды, пусть незначительное, неизбежно.

Проблема захоронения возрастающего количества шлаков радиации не имеет надежного решения.

Не существует надежного и безвредного способа добычи и переработки ядерного горючего и гарантированных безопасных способов его транспортирования.

Накопление в атмосфере радиоактивных изотопов представляет угрозу для обитателей планеты.

Закрытая сфера радиационной медицины не выполняет своих гражданских и профессиональных функций, скрывает региональные и глобальные последствия.

Группа «Против». ...Устрашающие по­следствия ядерного взрыва.

...Губительное действие радиоактивно­сти на человека и окружающую среду. (Уча­щиеся вспоминают о последствиях взры­ва в Хиросиме, Нагасаки.

«Будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих Солнц, све­денных воедино. Это был такой восход, какого не видел мир. Громадное зеленое сверхсолнце поднялось за доли секунды на высоту более двух с половиной тысяч метров. Оно поднималось все выше и выше, пока не достигло облаков, освещая Землю и небо ослепительно ярким све­том. Этот громадный огненный шар, диа­метром почти полтора километра, подни­мался, меняя цвет от пурпурного до оран­жевого, увеличиваясь, пришла в действие природная сила, освобожденная от пут, которыми была связана миллиарды лет».

У.Лоуренс

Учитель (переворачивает еще один лист календаря, на фото - ядерный «гриб»). Маленькая группа ошеломлен­ных наблюдателей смотрела на невидан­ное действо, развертывающееся в десяти километрах от них. Один стоял с протяну­той рукой ладонью кверху. На ладони ле­жали мелкие обрывки бумаги. Подхвачен­ные ударной волной, бумажки слетели с руки человека и упали на расстоянии око­ло метра от него. Человек произвел вы­числения совершенной при этом работы. Прошу и вас, уважаемые коллеги, сделать это. (Один из учащихся записывает усло­вие задачи на доске.)

Учащийся. Эта работа соответствует энергии взрыва.

Учитель «Во многия мудрости многия печали. И кто умно­жает познания, тот умножает скорбь», -так говорили древние. А согласны ли вы с этим изречением?

Учащиеся. ...Человечество изобрело ядерное оружие, это привело к трагедии в японских городах Хиросиме и Нагасаки в августе 1945 г.

...Испытания на Семипалатинском полигоне привели к резкому ухудшению экологической обстановки. Выявлен высо­кий процент заболеваний раком' на Алтае, рождение «желтых» детей.

...Создание ядерного оружия в СССР было вынужденной необходимостью пос­ле взрыва бомбы в Японии. В одной из бесед с И.В.Курчатовым Сталин заметил: «Если бы мы опоздали на один - полтора года с атомной бомбой, то, наверное, "по­пробовали" бы ее на себе».

...Создание ядерного оружия (и в США, и в СССР) являлось результатом невидан­ного взлета человеческой мысли, поэто­му необходимо было создавать новые на­правления в науке, такие как нейтронная физика, физика сверхвысоких плотностей энергий, физика быстропротекающих про­цессов, промышленная радиохимия и мно­гие другие.

 

Группа «За» ...Известно, что в ряде случаев без ядерных взрывных технологий не обой­тись. До 1988 г. проводились «мирные» ядерные взрывы.

Их было 115: 39 из них выполне­ны с целью глубинного сейсмозон­дирования земной коры для поиска полезных ископаемых, 25 - для ин­тенсификации нефтяных и газовых месторождений, 22 - для создания подземных емкостей для хранения газа и конденсата, 5 - для гашения аварийных газовых фонтанов, 4 - для со­здания искусственных каналов и водохра­нилищ, 2 - для дробления руды в карьер­ных месторождениях, 2 - для создания подземных емкостей; 1 - для предотвра­щения горных ударов и газовых выбросов в подземных угольных выработках, 13 -для исследования процессов самозахоронения радиоактивных веществ.

Группа «Против» ...И все-таки мы считаем, что радиоак­тивные продукты при использовании ядер­ных взрывных технологий могут попасть в среду обитания человека, тогда послед­ствия будут необратимы. А сколько скорби принесла трагедия Чернобыля?

(Учитель листает календарь. На фото - уродливый ребенок, мать кото­рого во время беременности находилась в зоне Чернобыльской АЭС.)

...Взрыв 4-го энергоблока Чернобыль­ской АЭС произошел 26 апреля 1986 г. в 01 ч 23 мин 40 с и вызвал прежде всего ме­ханическое разрушение множества топ­ливных кассет и взрывной выброс значи­тельного количества диспергированного ядерного топлива, содержащего более 100 различных радионуклидов и трансурано­вых элементов.

Учитель.

В мимолетном прогале

Только раз увидать удалось,

Как выходит из мглы

На песок отдаленного берега

Без единой шерстинки,

Словно начисто выбритый, лось.

Из березовой рощи,

Из пустого приречного сада ли,

Осторожно прощелкал

И тут же умолк соловей,

И на влажную землю

Тяжелые яблоки падали,

И без крика вороны слетали

С тяжелых ветвей.

В. И. Кочетков

Почему лось был «без единой шерстин­ки?»

Группа «Против». Это одно из пора­жающих действий радиоактивных излуче­ний на живые организмы. По оси переме­щения взрывного облака уже через не­сколько дней после взрыва стала появ­ляться 5-километровая полоса умирающе­го леса. На площади 38 км2 погибли все растения, все мелкие млекопитающие. С осадками в виде сухих отложений вдоль «чернобыльского следа» произошло зара­жение водоемов и почвы. Главную опас­ность представляли сухие частицы ядер­ного топлива на поверхности земли, т.к. они могли легко подниматься ветром и попа­дать в легкие. Даже в 1990 г. у диких мле­копитающих (лосей, кабанов и др.), обитающих в зоне отчуждения, экологи обнару­живали в легких от 9000 до 26 000 таких частиц на 1 кг ткани легкого.

В конце 1989 г. в печати появились со­общения об изменениях в живых организ­мах на генетическом уровне, которые про­изошли в результате облучения во время и после чернобыльской аварии. Йодной профилактике в зоне заражения были подвергнуты 1 млн 694 тыс. детей. По офи­циальным данным, на весну 1992 г. число погибших вследствие чернобыльской ава­рии составило 80 тыс. человек, а число за­болевших до сих пор неизвестно.

Катастрофа в Чернобыле обнажила ди­лемму, перед которой оказалось челове­чество в условиях глобального экологичес­кого кризиса: либо оно сделает все воз­можное для сохранения биосферы, либо безвременно исчезнет.

Группа «Против». Арктический регион России подвергается опасности радиоактивного загрязнения и степень этой опасности постоянно возрастает. Во многом это связано с наличием в регионе большого количества военных объектов, но испытаниям ядерного оружия и атомных военно-морских баз. В настоящее время отдельные территории Арктического региона России относятся к числу экологически неблагоприятных. Особое внимание при этом следует обратить на радиационную обстановку, которая на Кольском полуострове и в других областях Арктики грозит стать катастрофической. Можно выделить следующие источники потенциальной опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды:

энергетические ядерные установки КАЭС;

атомный ледокольный флот;

Северный флот (оснащенный подводными и надводными кораблями с ядерными энергетическими установками и несущий ядерное оружие);

судоремонтные и судостроительные заводы как гражданского, так и военного профиля;

испытания ядерного оружия на Новой Земле;

подземные ядерные взрывы в "мирных" целях;

предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией радиоактивны отходов и списанных подводных лодок;

пункты захоронения радиоактивных отходов;

затонувшие атомные корабли;

последствия выпадения радиоактивных осадков после аварии.

Мурманская область по количеству ядерных реакторов на душу населения превосходит все другие области и страны. Здесь широко распространены объекты, применяющие различные ядерные технологии. Из гражданских объектов - это, прежде всего, Кольская атомная электростанция, имеющая четыре энергоблока с водо-водяными реакторами под давлением типа ВВЭР-440 единичной электрической мощности 440 МВт (причем, два из них близки к выработке ресурса), а также планируется строительство Кольской ЛЭС-2 мощностью 640х2 МВт. На 58 предприятиях и учреждениях области используются различные радиоизотопные приборы технологического контроля. В Мурманске на РГ11 "Атомфлот" базируются 9 судов (8 ледоколов и 1 лихтеровоз) с 13 водо-водяными реакторами под давлением.

Добычу и переработку естественно-радиоактивного сырья (лопарит, беделлит, перовскит) ведут Ловозерекий и Ковдорский горно-обогатительный комбинаты на Кольском полуострове. Содержание радиоактивных веществ в руде, полупродуктах и готовой продукции - вблизи нижней границы интервала активностей, требующих специальной организации работ и радиационного контроля.

Отработанное ядерное топливо с Кольской АЭС хранится на станции, а затем отправляется на переработку в ПО "Маяк", "Нерпа". Низкоактивные отходы с гражданских предприятий хранятся в 30 километрах от Мурманска.

В результате эксплуатации военного и гражданского атомных флотов, базирующихся в Мурманской и Архангельской областях, ежегодно образуется до тысячи кубических метров твердых и 5 тысяч кубических метров жидких радиоактивных отходов. Доля высокоактивных отходов составляет не более 5-7%, а отходы с содержанием трансурановых элементов практически отсутствуют. Примерно 85% от всего объема отходов образуются на судоремонтных предприятиях. Указанный уровень ядерных отходов удерживается последние двадцать лет. В настоящее время принято решение Правительства РФ о создании для нужд Мурманской области и других районов регионального могильника твердых радиоактивных отходов (ТРО), который позволит утилизировать (т.е. навсегда выводить из сферы обращения) как уже накопленные отходы, так и те, которые будут образовываться при выводе из эксплуатации 1 очереди Кольской АЭС и судовых ЯЭУ. Рассматривается вариант строительства регионального могильника на Кольском полуострове в районе "Дальних Зеленцов" или на Новой Земле.

Другим источником ухудшения радиологической обстановки в Арктическом регионе России, который следует особо отметить, являются надводные и подводные ядерные испытания на шельфе Баренцева и Карского морей. При этом основное беспокойство приносит ядерный полигон на Новой Земле, где уже проведено 132 ядерных взрыва, из них 86 - в атмосфере и 8 - в Баренцевом и Карском морях.

Считается, что при наземных ядерных взрывах мощностью в 1 Мт образуется радиоактивный след протяженностью в несколько сот километров. При этом оседает до 80% образовавшейся радиоактивной пыли. В моменты ядерных взрывов или катастроф на АЭС уровни радиации за счет концентрата радионуклидов, особенно короткоживущих, значительно превышают так называемые среднемесячные и среднегодовые уровни. Часть загрязнения выпадает неподалеку от места испытания. Часть долгоживущих изотопов задерживается в нижнем слое атмосферы (тропосфере) и перемещается струями ветра на большие расстояния, постепенно выпадая на море и на суше.

Подавляющая часть радиоактивных осадков выпала в Северном полушарии, где проводилось большинство испытаний. Те люди, которые находились недалеко от испытательных полигонов, получили в результате значительные дозы облучения. Оленеводы и рыбаки в открытом море на Крайнем Севере получили дозу облучения от цезия-137, в 100-1000 раз превышающую среднюю индивидуальную дозу для остальной части населения.

Радионуклиды, выпадающие из атмосферы, постепенно накапливаются в почвенно-растительном покрове. В ходе накопления нуклидов происходит их радиоактивный распад, миграция в глубь почвы и частичный смыв поверхностными водами в реки, озера и моря. Важные исследования специфической цепочки "лишайник - олень - человек" в районах Крайнего Севера России провела группа ленинградских ученых. Они изучали содержание и динамику свинца-210, полония-210, цезия-137 и стронция-90 в лишайниках, оленине, организме людей, В 1965-1966 годах в Мурманской и Архангельской областях. Республики Коми, на Таймыре и Чукотке содержание цезия-137 в организме оленеводов было в 5 раз выше, чем в 1986 году, а по сравнению с жителями юга России - в 10-100 раз. Удельная активность стронция-90 в костной ткани оленеводов во много (до 60) раз превышает аналогичные значения у людей, не связанных с оленеводством. Доза внутреннего облучения за счет цезия-137 у коренного населения составляет основную долю искусственного облучения. Очень высокая смертность коренного населения во многом связана с раковыми опухолями кишечника и легких. Достаточно мощным является загрязнение радионуклидами морей при различного рода захоронениях РАО. Многие морские организмы способны накапливать в себе радиоактивные вещества, даже если они находятся в очень низкой концентрации. Следует заметить, что некоторые радионуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы внутреннего облучения.

Группа «За». Нужно еще сказать об использовании явления радиоактивности в медицине:

- методы диагностики и терапии показали свою высокую эффективность. При облучении раковых клеток γ-лучами они прекращают свое деление. И если рако­вое заболевание находится на начальной стадии, то лечение является успешным;

- малые количества радиоактивных изотопов используются с целью диагнос­тики. Например, при рентгеноскопии же­лудка используется радиоактивный барий;

- успешно применяются радиоактив­ные изотопы при исследовании йодного
обмена щитовидной железы.

Учитель. Наши дебаты можно было бы продолжать и дальше. Вы, уважаемые коллеги, привели много убедительных ар­гументов «за» и «против» ядерной энер­гии. Теперь пришла пора сделать выво­ды: что же ядерная энергия приносит лю­дям - зло или благо?

Учащиеся. ...Что касается медицины, то методы, показавшие высокую эффек­тивность, должны развиваться.

...Будущее ядерной энергетики про­блематично. Наверное, надо искать более безопасные способы производства элек­троэнергии.

...Ядерное оружие, скорее всего, будет существовать как фактор устрашения, но его влияние на ход событий в мире должно ослабевать.

...Наверное, будут и новые открытия в области использования ядерной энергии.

...Но самое главное, что ученые и по­литики должны осознавать ответствен­ность, которую они несут перед обществом.

...Надо разумно использовать все на­учные открытия: не во вред человеку и ок­ружающей среде, а на их благо.

Учитель. Благодарю всех за участие в обсуждении проблем использования ядерной энергии. Я рада, что вы сделали правильные выводы, взвесив все «за» и «против». И пусть напоминанием и пре­достережением будет песня «Пока не по­здно» на слова Н.Добронравова (звучит магнитофонная запись):

Пока планета еще жива,

Пока о солнце мечтают весны,

На жизнь предъявим свои права,

Пока не поздно, пока не поздно!

Земля как сердце у нас в груди,

Здесь наше небо и наши гнезда...

Еще не поздно ее спасти,

Еще не поздно, еще не поздно.

Припев.

Рядом, рядом - радость и беда,

Надо, надо твердый дать ответ:

Солнечному миру - да, да, да!

Ядерному взрыву -нет, нет, нет!

Все злее атом и все страшней,

Все ближе ужас разрывов грозных,

Еще немного ночей и дней

-И будет поздно, и будет поздно...

Планета крикнет: «Укрой меня

От этой тучи, от смертоносной!

Укрой от грозной волны огня,

Пока не поздно, пока не поздно!..»

Припев.

Неужто завтра замрут моря,

Умолкнут птицы, застынут сосны?

Уже не сможет взойти заря,

И спросит небо: «Неужто поздно?»

Так поклянемся, что мы спасем

И это небо в надеждах звездных,

Спасем планету - наш добрый дом,

Пока не поздно, пока не поздно!

Припев.

Здесь будет файл: /data/edu/files/v1458884655.ppt (Ядерная энергетика)