енергетика. Розвиток ядерної енергетики в Україні. Екологічні проблеми ядерної енергетики. Фізика 9 клас.

Тема.  Атомна енергетика. Розвиток ядерної енергетики в Україні. Екологічні проблеми ядерної енергетики.

Мета: ознайомити учнів із історією розвитку  атомної енергетики та її  фізичними основами, з перспективами розвитку  атомної енергетики в Україні;  розглянути екологічні проблеми ядерної енергетики; розвивати науковий світогляд учнів; виховувати бережливе ставлення до довкілля.

Тип уроку: комбінований урок.

План викладання  нового матеріалу.

1.Фізичні основи ядерної енергетики.

2.Ланцюгова ядерна реакція.

3.Ядерний реактор і перетворення енергії в ньому.

4.Розвиток  ядерної енергетики  України та екологічні проблеми ядерної енергетики.

Обладнання: плакати  «Будова ядерного реактора», «Ланцюгова ядерна реакція», мультимедійний проектор (урок супроводжується презентацією).Презентація (Додаток 6)

Хід уроку

І. Активізація пізнавальної діяльності учнів.

Запитання до учнів:

1. Що називають ізотопами ?

2. Які види електростанцій вам відомі?

3. Яку ядерну реакцію називають керованою?

ІІ. Вивчення нового матеріалу.

1.Фізичні основи ядерної енергетики

Ядерну реакцію поділу  атомних ядер  уперше  спостерігали  в 1938 р.   німецькі вчені О.Ган  і Ф. Штрасман . Вони встановили :

• ядра атомів Урану під час бомбардування  нейтронами діляться на дві приблизно однакові частини, переважно ядра зі  співвідношенням мас 2 : 3 ;
• під час ділення одного ядра урану – 235 виділяється 200 МеВ енергії ;
• продукти ділення радіоактивні.

2.Ланцюгова ядерна реакція

Ланцюговою ядерною реакцією називається реакція, в якій частинки, які її спричиняють  (нейтрони)  утворюються як продукти цієї ж реакції.

3.Ядерний реактор і перетворення енергії в ньому

Ядерний реактор  - пристрій, у якому  внаслідок перебігу ланцюгової реакції поділу ядер  виділяється теплова енергія.

1942 року  в США  під керівництвом  Е.Фермі  було збудовано перший ядерний реактор , в якому  ланцюгова реакція атомів Урану  стала керованою.

Основні елементи ядерного реактора:

• ядерне пальне ;
• сповільнювач нейтронів ;
• теплоносій для відведення енергії ;
• пристрій керування швидкістю реакції.

Перетворення енергії в ядерному реакторі

Внутрішня енергія поділу Урану—кінетична енергія нейтронів та уламків—внутрішня енергія  води  - внутрішня енергія пари—кінетична енергія пари –кінетична енергія ротора турбіну—електрична енергія.

4.Розвиток  ядерної енергетики  України та екологічні проблеми ядерної енергетики. (Супровід презентацією)

Ядерна енергетика ( атомна енергетика)  -  галузь енергетики , що використовує  ядерну енергію  для електрифікації й теплофікації;  галузь науки і техніки, що розробляє методи  й засоби  перетворення ядерної  енергії в електричну й теплову. В Україні  відсоток електроенергії, що виробляють АЕС -  40 – 47 %

АЕС України :

• Рівненська АЕС ( 4 блоки) ;
• Хмельницька АЕС (2 блоки) ;
• Південноукраїнська АЕС ( 3 блоки) ;
• Запорізька АЕС (5 блоків) .

Значні переваги ядерної енергетики в Україні :

• вища енергоємність ядерного палива ( у 2 млн. разів більша, ніж нафти, у

3 млн. разів більша, ніж вугілля) ;

• високі економічні показники ;
• використовується в 5 разів більше , ніж цього  потребують усі живі істоти ;
• запаси ядерного палива в 20 разів більші, ніж палива інших видів.

Екологічні проблеми ядерної енергетики:

• проблема радіаційних відходів: технологія  поховання відходів складна та не дешева;
• вилучення земель під будівництво АЕС , необхідність створення водоймищ – охолоджувачів;
• руйнування екосистем та їх елементів (грунтів,  водоносних систем тощо);
• радіаційне забруднення атмосфери, вод, грунтів у процесі видобування й транспортування сировини;
• проблеми теплового забруднення;

- вилучення значних об’ємів води з різних джерел, злив підігрітих вод.

Альтернативи атомній енергетиці: вітрова, сонячна та мала  гідроенергетика разом із ефективнішим використанням енергії дозволяють запобігти змінам клімату, забезпечити енергетичну  незалежність і створити нові робочі місця.

Економічна  недоцільність: атомна енергетика може  працювати лише за умов  державної  фінансової підтримки. Тарифи на вироблену  на АЕС  електроенергію не покривають низку необхідних витрат, зокрема на видобуток урану, на закриття станцій, на захоронення відходів.

Що саме ви  можете зробити, аби покращити стан енергетики України?

• Почніть економити енергію.
• Замініть лампи на енергоощадні.
• Вимикайте техніку з мережі після завершення роботи, не переводьте її в режим очікування ( дистанційного управління).
• Утеплюйте приміщення, щоб не  використовувати електрообігрівачі.
• Купуйте техніку найвищого класу  енергозбереження (А, А+).
• Виявляйте свою активну життєву позицію.

ІІІ. Розв’язування задач.

1.Яку кількість кам’яного вугілля  необхідно спалити, щоб  одержати  стільки ж  енергії, скільки її  виділяється під час  поділу 1 г  Урану – 235 ? При діленні одного ядра виділяється 200 МеВ енергії.

2.На яку висоту можна підняти кам’яну брилу масою 1000 т за рахунок енергії, що виділяється  під час радіоактивного розпаду 1 г Урану – 235? При діленні  одного ядра виділяється 200 МеВ енергії.

3.Визначте електричну потужність атомної станції, яка використовує за добу 200 г Урана – 235. Коефіцієнт корисної дії АЕС  становить 25 %.

ІV.  Підсумок уроку. 

(Узагальнення матеріалу уроку вчителем).

V.  Домашнє завдання.

1.Опрацювати  §27 підручника.

2. Розв’язати : № 27 (2,3).