|
|
Скачати 246.8 Kb.
|
|
ТЕМА. Атомні електростанції. Ядерний реактор. Урок-ділова гра. Чорнобиль—чорний біль Душевний і тілесний. Лиш чую звідусіль: “ Чи ми колись воскреснем?” Лиш чую звідусіль : “ Чорнобиль—чорний біль, Його не забілити. Він мов на рану сіль , Мов щем несамовитий.” МЕТА. На основі аналізу причин аварії на Чорнобильській АЕС ввести поняття про ядерний реактор на теплових нейтронах ( про принцип дії і будову); ознайомити учнів зі станом енергетики України; розкрити роль людського фактора на виробництві. Розвивати пізнавальні навички. Виховувати культуру мовлення , уміння робити висновки. ТИП УРОКУ. Урок засвоєння нових знань. ОБЛАДНАННЯ. Оформлена дошка, комп’ютер з моделлю ядерного реактора, кінофільм «Чорнобильська трагедія», дидактичний матеріал, картосхеми, чисті листочки. МЕТОДИЧНІ ПОРАДИ. Урок проводиться у формі відкритого засідання з питань розслідування причин аварії на Чорнобильській АЕС. Учитель виконує роль кореспондента. Клас поділений на дві групи. Додому учні отримали завдання самостійно опрацювати §94 ( 1 група) і знайти матеріали по Чорнобильській трагедії (2 група). Хід уроку. Учитель. Сьогоднішній урок ми будемо проводити, як розслідування причин аварії на ЧАЕС допоможе нам з’ясувати будову канального ядерного реактора великої потужності на теплових нейтронах, принцип його роботи та стан енергетики в Україні. Свої висновки ми побудували виключно на основі показів приладів, які відображали роботу всіх систем четвертого енергоблоку ЧАЕС та на аналізу дій персоналу ядерників, що обслуговували цей енергоблок. Отож, розпочнемо. Ми будемо працювати з реактором типу РВПК- Реактор Великої Потужності Канальний Для початку ви самостійно попрацюєте з комп’ютерами і познайомитеся з зовнішнім виглядом і будовою ядерного реактора. ( Робота з комп’ютером)
Додаток 1. Учитель. Чине могли б ви розповісти про будову ядерних реакторів докладніше? Які там відбуваються процеси? Учень 1. (1 група). Реактором називається установка , в якій здійснюється керована ланцюгова реакція ділення ядер урану. В Україні в основному працюють реактори на теплових нейтронах: реактор РВПК-1000 , який і був установлений на четвертому блоці ЧАЕС. Та Водо-Водяний Електричний Реактор (ВВЕР). Перспективними є реактори на швидких нейтронах. Реактор має активну зону, у якій розміщується ядерне пальне , пристрій для регулювання ходу ланцюгової реакції, теплоносій. Навколо активної зони розміщується біозахист, призначений для захисту персоналу від радіації. А також відбивач нейтронів. У реакторах типу РВПК сповільнювачем є графіт, а теплоносієм – звичайна вода. Теплоносій в активній зоні рухається по окремих каналах .що прокладені в середині циліндра заввишки 7м та діаметром до 12 м, виготовленого з графітових блоків загальною масою 1850т. У РВПК-1000 тепловиділяючими елементами є “пігулки” з діоксиду урану, які по 200 штук містяться в 36 твелах , яку становлять касету. Загальна маса урану в реакторі –192т. В інших –211 стержнів –поглиначів. Вода подається в канали знизу циркуляційними насосами під тиском 70 атмосфер. У каналах вода закипає і суміш із 14% пар і 86% води через верхню частину каналу потрапляє у 4 горизонтальні барабани сепаратори, де вода під дією сили тяжіння стікає вниз, а пара за температури 280 С через паропроводи подається у дві турбіни, після проходження яких охолоджується і конденсується у воду з температурою 165 С. Електрична потужність реактора 1000МВт, а теплова 3200МВт. ККД—31%. Учитель. Проведемо невеличку розминку. Зараз ви на окремих листочках швидко будете відповідати на запитання, ставлячи «+» , чи «- ». 1. Резерфорд запропонував ядерну модель атома. ( +) 2. Ядерна реакція – це процес перетворення атомних ядер, спричинений їх взаємодією елементарними частинками або одне з одним. (+) 3.Альфа-випромінювання –це потік електронів.(-) 4. Ізотопи – це атоми , які мають однакову кількість нейтронів, але різну кількість протонів. (-) 5. Хімічні властивості ізотопів відрізняються.(-) 6. Вчені можуть керувати термоядерними реакціями. (-) 7. Природну радіоактивність солей урану вперше відкрив Бекерель.(+) 8. Бета-частинки відхиляються магнітними та електричними полями.(+) 9. Найбільшу руйнівну силу для живої клітини мають альфа-промені.(-) 10. Установка , в якій відбувається керована ланцюгова реакція, називається подрібнювачем.(-) 11.На швидкість радіоактивного розпаду впливають температура і тиск.(-) 12. Ядерний реактор -- це установка, в якій здійснюється керована ланцюгова реакція.(+) Учитель. Розглянемо тепер причини Чорнобильської трагедії. Учень 2. ( 2 група) Будівництво Чорнобильської АЕС розпочалось у березні 1970 року. Було заплановано збудувати 6 блоків урано-графітового типу з електричною потужністю 1000МВт кожний . Перші чотири були введені в дію протягом 1977-1983 років. Ще два блоки планувались… Але згадаймо про те . що сталося 26 квітня 1986 року. На третій секунді після натискання кнопки “Стоп”, за допомогою якої автоматично заглушується реактор, відбувся різкий зріст його потужності (фізично це був розгін реактора на швидких нейтронах), а на дев’ятій – почали руйнуватися паливні канали і піднялася 1000-тонна залізобетонна плита, що закривала реактор, потягнувши за собою 211 стержнів—поглиначів нейтронів. Система керування і захисту була зруйнована. Стався вибух. Учень 3. (2 група) Так, але вибухів фактично було два. Перший – о 1год 23хв 44с. коли внаслідок зросту потужності ланцюгової реакції розжарилися твели (тепловиділяючі елементи), частинки ядерного палива зруйнували цирконієві оболонки, розлетілися та застрягли в графіті. Теплоносій—вода перетворилася в пару, тиск якої заблокував подальший доступ води знизу для відбору тепла. Реактор перестав бути керованою системою. Коли пара під великим тиском зруйнувала частину паропроводів, потік води та пари викликав хімічні реакції з розігрітим графітом та цирконієм, унаслідок чого утворилися горючі гази, тиск яких був достатнім для підняття кришки реактора. О 1год 23хв 46с повітря ввірвалося в активну зону і, після утворення суміші кисню з воднем та оксидом Карбону, відбувся новий вибух, що зруйнував перекриття реакторного залу, викинувши біля чверті графіту та частину ядерного палива назовні. Учитель. Як класифікувати ті вибухи, що відбулися на ЧАЕС ? Учень 4. (2 група) Перший вибух розпочався як тепловий: система охолодження не впоралася із відведенням тепла. Але слід пам’ятати, що вода ще й добрий сповільнювач нейтронів, тобто зросла кількість нейтронів для ланцюгового процесу поділу ядер Урану. Реактор почав працювати в критичному режимі . Це означає, що процеси в ньому за своєю фізичною суттю мало чим відрізнялися від процесів в атомній бомбі. Але в атомній бомбі радіоактивні осколки народжуються під час вибуху, а в ЧАЕС розсіялись радіонукліди, накопичені за багато місяців роботи реактора. І хоча енергія механічного руйнування не склала і стотисячної долі хіросімських руйнувань, щодо забруднення довго живучими радіонуклідами чорнобильська аварія еквівалентна вибуху 300 бомб, аналогічно тій , що була скинута на Хіросіму. Чорнобильський вибух продовжувався як ядерний , хоч ударної хвилі та світлового випромінювання майже не було. А другий – найпотужніший та руйнівний вибух – хімічний. У результаті вибуху на Чорнобильській АЕС непридатними до використання стали 42 тис. Кв. км території України; щонайменше 400 тис. Мешканців були вимушені залишити свої домівки, більш як 10 млн. людей зараз проживають на радіаційно забруднених територіях. Учитель. Розгляньте картосхему радіоактивного забруднення території України. Ці вибухи… З якої причини вони відбулися? Відомо, що на станції мав проводитися експеримент. Чи це якимось чином пов’язано з причинами аварії? ( Робота з картосхемами ) Додаток 2. Учень 5. (2 група) Так. Але були й інші причини. Є поняття проектно-аварійних ситуацій, коли прогнозується як їхнє виникнення, так і шляхи захисту від них. В атомній енергетиці їх дві: розрив трубопроводу, коли у реакторне поступає вода, та відключення реактора від споживачів електроенергії. Ось друга ситуація і “ прокручувалася “. 25 квітня 1986 року передбачалось відключити четвертий блок для планового ремонту. Було вирішено, використавши це, випробувати один з турбогенераторів у режимі вибігу ( обертання ротора турбіни за інерцією після припинення подачі пари, за рахунок чого генератор деякий час продовжує виробляти електроенергію ) та перевірити роботу спеціального регулятора магнітного поля генератора. Експеримент вважали суто електротехнічним, а тому режим роботи атомного реактора не брався до уваги. Під час проведення експерименту були такі порушення режиму роботи експлуатації: ( розглядають помилки на комп’ютерних моделях) Додаток 3
Крім того, мали місце і конструктивні вади. Що це за система аварійного захисту, яку можна в довільний момент відключити ? Система аварійного захисту повинна спрацювати через 2-3 с, а насправді стержні-поглиначі занурювалися на семиметрову глибину більше 20с. Стержні –поглиначі повинні заходити в реактор знизу, а вони кріпилися разом із механізмом їхнього керування до “ кришки “ реактора, яку може зрушити з місця пара навіть за незначного збільшення її тиску. Крім того, стержні-поглиначі були коротшими за 7 метрів, внаслідок того нижні шари палива неможливо було “ заглушити”. А звідси висновок—конструкція реактора не була досконалою і це призвело до жахливої трагедії , наслідок якої зачепить не одне покоління людства. Учень 6. (2 група) Невдовзі після Чорнобильської аварії в 27реакторах типу РВПК-1000 відбулися певні зміни: час введення системи аварійного захисту спочатку був скорочений до 12с, а з 1989 року впроваджено швидкий аварійний захист (ШАЗ) , що забезпечує введення в активну зону стержнів –поглиначів нейтронів за 2-2,5 с. Удосконалена діагностика стану реактора, покращені інші характеристики реактора та системи відведення тепла. Учитель. Тепер переглянемо фрагмент фільму про причини трагедії на Чорнобильській АЕС. (26—36.17) Учитель. Щo можна сказати про стан атомної енергетики в Україні? Учень7. (1 група) Сьогодні більше 40% електроенергії в Україні виробляють атомні електростанції. Решту – теплові та гідроелектростанції. З кожним роком частина електроенергії, виробленої атомними електростанціями, зростає. Оскільки запаси органічного палива в Україні обмежені, то є необхідність використовувати ядерне пальне . Але аварія на ЧАЕС довела, що атомний реактор потребує бездоганної виробничої дисципліни, у зв’язку з чим зростає роль так званого людського фактора – зростає роль відповідальності робітника за доручену справу. Генератори Чорнобильської АЕС припинили свою роботу 15 грудня 2000 року, над четвертим блоком зроблене суцільне укриття – “ саркофаг”. Учитель. Радіоактивне відлуння Чорнобиля нагадуватиме про себе ще не одну сотню років. Ми закінчили наше розслідування причин аварії на ЧАЕС . А тепер цікава інформація до нашої теми “ Чи знаєте ви, що…”
Учитель. Домашнє завдання у вас буде таким. Я роздам кожному матеріали по різним типам ядерних реакторів і таблички, які ви повинні будете вдома заповнити на основі тих матеріалів, що вам роздали і §94-95. 1 група отримує матеріали -РВПК, а 2 група отримує матеріали – ВВЕР. Оцінки ви отримаєте після виконання тестів на комп’ютері. Література:
4. Коваль В.С., Шабаптас І.П. Поради щодо використання педагогічних програмних засобів на уроках фізики // Компютер у школі та сімї. – 2004 – №2. – С. 20-21. 5. Д.Д.Біда Інтерактивні уроки фізики. Харків. 2005 6. Л.Б.Яремчук Чорнобильський урок. Тернопіль. 2003 7. Г.Давиденко Атом і атомне ядро. Фізика. №4 2007 |
| Матеріали методистів ОІПОПП Новосельський М. А. Роль інформаційно-комунікаційних технологій у викладанні фізики. Черкаси – 2007 |
Н. В. Скалій Роль інформаційно-комунікаційних технологій у навчально-виховному процесі школярів Х компетентностей учнів, визначених як орієнтири для виявлення результативності освіти України. Серед ключових компетентностей визначаються:... |
| : 004. 9 Дунаєвська Н. В. Використання інформаційно-комунікаційних... Постановка проблеми. Характерним для майбутнього суспільства є широке використання інформаційних і комунікаційних технологій (ІКТ),... |
ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОБОВ'ЯЗКИ ВЧИТЕЛЯ(ВИКЛАДАЧА) ІНФОРМАТИКИ Й ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ Вчитель (викладач) і завідувач кабінету відповідають за організацію і проведення занять і робіт відповідно до вимог охорони праці... |
| «Використання інформаційно-комунікаційних технологій в освіті» Використання новітніх інформаційно-комунікаційних технологій в освіті |
«Використання інформаційно-комунікаційних технологій в освіті» Використання новітніх інформаційно-комунікаційних технологій в освіті |
| Андрющенко Микола Петрович Організація техніко-конструкторської діяльності... ... |
Урок-конференція з використанням мультимедійних технологій 10 клас «Глобальні проблеми людства» Застосування інформаційно-комунікаційних та мультимедійних технологій на уроках географії |
| Формування інформаційно-комунікаційної компетентності учнів та вчителів-предметників... Формуючи процес навчання вчителів-предметників інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) через інформаційно-комунікаційну компетентність... |
І НФОРМАЦ І ЙНИЙБЮЛЕТЕН Ь Он-лайн ресурси та видання з використання інформаційно-комунікаційних технологій в освіті |