1. Актуализация знаний

"Недалеко то время, когда человек получит в свои руки атомную энергию... такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет", - так думали на заре атомной эры. "Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение?" - такой вопрос возник десятилетия спустя.

 Более пятидесяти лет назад на Семипалатинском полигоне прошли испытания первого советского ядерного устройства.
    Вспышку ядерного взрыва увидели за многие десятки километров. В г. Семипалатинске зашатались дома, вылетели стекла. Радиоактивное облако диаметром в несколько километров поднялось на высоту более 10 км, под воздействием воздушных потоков вытянулось по горизонтали и начало перемещаться, оставляя на земле смертоносный след. После выпадения радиоактивной пыли уровни радиации в населенных пунктах, расположенных на расстоянии до 100 км от центра взрыва, составляли около 200 рентген в час.
    Испытания ядерного оружия под Семипалатинском продолжались многие годы, облучая население всего региона, калеча детей первого и последующих поколений. А в это время десятки тысяч людей съезжались в Казахстан со всей страны поднимать целину и промышленность. Там они и подверглись радиационному воздействию.

Схему Семипалатинского полигона можно посмотреть по этому адресу: http://www.rian.ru/img/75616430_free.html

2. Цель нашей работы - узнать о причинах и последствиях катастроф, связанных с выбросами радиоактивных элементов в результате аварий на АЭС и атомных взрывах.

Задачи, которые нужно решить:

• познакомиться с понятиями "доза излучения", "радиочувствительность", "доза облучения", "рентген", "бэр" и т.д.

• выяснить: на что и почему в живых организмах влияют частицы высоких энергий.

3. Изучение нового материала:

Перед тем, как приступить к изучению нового материала, необходимо повторить ранее изученный материал по теме "Цепная реакция деления ядер

Управляемые цепные реакции деления ядер осуществляются в ядерных реакторах.

Ядерный реактор - устройство, в котором выделяется тепловая энергия в результате управляемой цепной реакции деления ядер.

Наряду c ядерным реактором, работающим на медленных нейтронах, большой практический интерес представляют реакторы, работающие без замедлителя на быстрых нейтронах. В таких реакторах ядерным горючим является обогащенная смесь, содержащая не менее 15 % изотопа урана-238. Преимущество реакторов на быстрых нейтронах состоит в том, что при их работе ядра урана-238, поглощая нейтроны, посредством двух последовательных β^–-распадов превращаются в ядра плутония, которые затем можно использовать в качестве ядерного топлива:
 

Коэффициент воспроизводства таких реакторов достигает 1,5, т. е. на 1 кг урана-235 получается до 1,5 кг плутония. В обычных реакторах также образуется плутоний, но в гораздо меньших количествах.

Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова.

 Термоядерные реакции. Второй путь освобождения ядерной энергии связан с реакциями синтеза. При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии.

Реакции слияния легких ядер носят название термоядерных реакций, так как они могут протекать только при очень высоких температурах. Чтобы два ядра вступили в реакцию синтеза, они должны сблизится на расстояние действия ядерных сил порядка 2·10^–15 м, преодолев электрическое отталкивание их положительных зарядов. Для этого средняя кинетическая энергия теплового движения молекул должна превосходить потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Расчет необходимой для этого температуры T приводит к величине порядка 10⁸–10⁹ К. Это чрезвычайно высокая температура. При такой температуре вещество находится в полностью ионизированном состоянии, которое называется плазмой.

Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях, в расчете на один нуклон в несколько раз превышает удельную энергию, выделяющуюся в цепных реакциях деления ядер. Так, например, в реакции слияния ядер дейтерия и трития
 

Осуществление управляемых термоядерных реакций даст человечеству новый экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии. Однако получение сверхвысоких температур и удержание плазмы, нагретой до миллиарда градусов, представляет собой труднейшую научно-техническую задачу на пути осуществления управляемого термоядерного синтеза.

На данном этапе развития науки и техники удалось осуществить только неуправляемую реакцию синтеза в водородной бомбе. Высокая температура, необходимая для ядерного синтеза, достигается здесь с помощью взрыва обычной урановой или плутониевой бомбы.

Термоядерные реакции играют чрезвычайно важную роль в эволюции Вселенной. Энергия излучения Солнца и звезд имеет термоядерное происхождение.

Изучение воздействия радиоактивного излучения на живые организмы становится актуальной задачей современной цивилизации. Использование положительных полезных аспектов этого воздействия и возможное своевременное прогнозирование предотвращения.

Внимательно ознакомьтесь с информацией на следующих сайтах:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Доза_излучения

http://www.ssga.ru/AllMetodMaterial/metod_mat_for_ioot/metodichki/bgd/iony.html

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc1p/39946

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3%D0%B5%D0%BD

http://www.5ballov.ru/referats/preview/77239/1 (Понятие о дозе излучения и единицах ее измерения)

http://school.ort.spb.ru/library/physics/itech/conf/nuclear/shwetz/illness.htm

Заполните таблицу

Характеристики основных радиоактивных элементов.

Название элемента	Характеристика элемента и меры предосторожности	Период полураспада

5. Естественный радиационный фон.

В любом месте на поверхности земли, под землей, в водоемах, в атмосфере и в космическом пространстве существует ионизирующее излучение, или естественный радиационный фон. Среднее значение эквивалентной дозы поглощенного излучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет 2 мЗв в год.

Наиболее значительный вклад в естественный радиационный фон вносит радиоактивный радон и продукты его распада, попадающие в организм человека при дыхании. Образуясь в почве, инертный газ радон выходит в атмосферу. Его концентрация особо велика в закрытых непроветриваемых помещениях.

Гамма-излучение естественных радиоактивных изотопов земной коры (урана, тория, калия) составляет около 8 % естественного фона. Такой же процент составляет космическое излучение. Кроме внешнего излучения, каждый организм подвергается внутреннему облучению, составляющему 11% естественного радиационного фона. Оно обусловлено естественной радиоактивностью химических элементов, попадающих в организм вместе с пищей, водой и воздухом (углерод, калий, уран, радий, радон).

Дополнительный вклад (около 18 %) в естественной радиационный фон вносят искусственные источники радиации, используемые в развитых странах (ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, рентгеновские установки).

Наличие естественного радиационного фона - необходимое условие эволюции жизни на Земле. Обязательным условием эволюции является изменчивость как следствие мутации генов. Одним из фактором, вызывающих мутации, является естественный фон ионизирующей радиации. В отсутствие естественного радиационного фона, вероятно, не было бы и жизни на Земле.

Значительные эквивалентные дозы поглощенного излучения могут вызвать в живом организме острое поражение, проявляющееся в нарушении функции деления клетки, образовании новых клеток. 

http://www.ssga.ru/AllMetodMaterial/metod_mat_for_ioot/metodichki/bgd/biolog.html

Вернуться на главную страницу

© Киселева Наталия Юрьевна, 2007

E-mail: kise-nata1@bk.ru