Ученическая конференция на уроке физики в московской школе Александра Невского

Атомная энергетика - прогресс или путь к катастрофе

"Знания без образования - меч в руках сумасшедшего"
Дмитрий Иванович Менделеев

Атомная физика в соответствии с программой изучается и в 9 и в 11 классах. Достаточно подробно рассматриваются явление радиоактивности, правило смещения при радиоактивных превращениях, цепные реакции, распад урана и реакторы, в которых происходят управляемые реакции. Дан краткий обзор состояния атомной энергетики, подчеркнуты ее достоинства. Но мало сказано о ее недостатках, вернее, о проблемах, связанных с захоронением радиоактивных отходов, загрязнением окружающей среды и совсем не обсуждается вопрос о допустимости ее использования с точки зрения угрозы для существования человечества. Это не упрек авторам, которые писали учебник по физике и не обязаны были обсуждать эти проблемы. Просто учитель физики, по нашему мнению, может и должен затрагивать на уроках такого рода вопросы, чтобы у детей не создавалось впечатления об отрыве науки от жизни и отсутствия гражданской ответственности у ученых и тех, кто пользуется достижениями науки.

Изучение истории физики, биографий ученых помогают ученикам в формировании их собственного мировоззрения, патриотизма и, следовательно, являются неотъемлемой частью духовно-нравственного воспитания. Кроме того, взгляд "назад" позволяет увидеть последовательность логически связанных в одну цепочку конкретных научных открытий, поступков отдельных личностей и действий целых государств, которые приводят к сегодняшним историческим ситуациям в мире. Возможно, кто-то скажет, что выстроенные нами логические цепочки – плод нашей фантазии, а кто-то пожмет плечами и кроме случайности не найдет больше ничего…Мы же видим слияние воли Божией и воли человеческой и в каждой конкретной судьбе, и в судьбах человечества…

Вступление учителя

В 2003 году мы отмечали 50и - летний юбилей создания первой в мире промышленной атомной электростанции – Обнинской АЭС. В 1953 году было положено начало атомной энергетике. За это время мы узнали ее многие положительные и отрицательные стороны, но до сих пор не решен вопрос о том, нужно ли ее активно развивать. Высокая мощность и экологическая безопасность в условиях нормальной эксплуатации, но возможность катастроф, когда ядерный процесс выходит из-под контроля, и нерешенная проблема захоронения радиоактивных отходов. Да, атомная энергетика, как показывает горький опыт, отнюдь не безопасна, но чем мы сможем ее заменить? Тепловая энергетика не является экологически чистой, а альтернативные источники энергии пока экономически невыгодны. Так что же выбрать? Нужна она нам или нет?

На эту тему нам хотелось бы сегодня поговорить. Слово предоставляется … (Выступления учеников по  подготовленными рефератам)

1 выступающий:

Открытие явления радиоактивности. Французский ученый Антуан Беккерель однажды летом 1835 года в Венеции наблюдал исключительную по красоте фосфоресценцию Адриатического моря. Спустя 61 год это явление стало одной из путеводных нитей, позволивших его внуку Анри Беккерелю сделать одно из великих открытий. Анри Беккерель заинтересовался, может ли люминесцентный материал, активированный обычным светом, испускать рентгеновские лучи. Идея эксперимента была предельно проста: фотопластинку, завернутую в черную бумагу, выставляли на свет, положив на нее минерал. Из своей богатой коллекции минералов Беккерель выбрал почему-то редкую соль урана. После облучения соли солнечными лучами на проявленной фотопластинке обнаружились четкие отпечатки кристаллов. Беккерель доложил на заседании Французской Академии о результатах своих опытов, сообщение вызвало интерес, и на следующем заседании он должен был делать новый доклад, но … погода испортилась. Приготовленные для опытов пластинки лежали в столе три дня. Докладывать было нечего… Повинуясь инстинкту ученого, Беккерель на всякий случай проявил пластинки и обнаружил на них почернение в форме отчетливой тени от медного креста, который лежал под кристаллами урановой соли! Это означало, что кристаллы самопроизвольно испускали какие-то неизвестные лучи. Беккерель за свое открытие получил в 1903 году Нобелевскую премию.

Историки впоследствии установят, что почернение пластинки под действием солей урана наблюдалось и ранее, но объяснения этому явлению дано не было.  А для человечества открылась эра креста, называющегося сейчас атомной угрозой!

2 выступающий:

От открытия радиоактивности в 1896 году до первого взрыва атомной бомбы в 1945 году пролетело всего 49 лет… Наука за это время прошла огромный путь. Было установлено строение атома и атомного ядра, открыты протон, нейтрон, изотопы, ядерные силы, правилa смещения, закон радиоактивного распада и, наконец, цепная реакция распада урана, позволяющая создать атомную бомбу… (Плакаты на доске, иллюстрирующие указанные открытия).

Типичными примерами реакций распада урана при облучении его нейтронами являются следующие реакции:(Плакаты на доске, иллюстрирующие указанные открытия).

Кто из ученых, стоящих у истоков атомной физики, мечтал о создании атомной бомбы? Никто! Все они мечтали о том, что новый вид энергии поможет человечеству решить все энергетические проблемы. Но бомба была сделана до того, как заработала первая атомная станция. Когда возникла угроза применения ядерного оружия, все ученые, чье имя имело какой-то вес в глазах правительства страны, посылали письма с протестами в их адрес. Чья же злая воля распорядилась судьбами тысяч людей, ставшими жертвами атомной энергии?…

3 выступающий:

11 февраля 1943 года, когда немецкие танки еще догорали в приволжских степях, Государственный Комитет Обороны принял постановление по созданию в СССР ядерного оружия. Для этого в Москве была создана лаборатория №2 (ЛИПАН) во главе с Игорем Васильевичем Курчатовым – будущий Курчатовский институт. Он расположился на краю бывшего Ходынского поля. А немного позже возник ядерный научный центр "Арзамас-16", приютившийся в разоренном монастыре Серафима Саровского, где до этого была колония для малолетних преступников.

4 выступающий:

Биография Курчатова. Игорь Васильевич Курчатов родился в 1903 году на Урале. Отец его был землемером, мать учительницей, дочерью священника. Игорь был настоящим самородком, гимназию он закончил с золотой медалью. Учась на физико-математическом факультете Крымского университета, досрочно сдал экзамены и защитил диплом. Уже в 1925 году в возрасте 22 лет он попал в высшие ученые круги – в Ленинградский физико-технический институт. Затем последовала серия успешных работ и открытий. В 1932 году Курчатов занялся атомной физикой.

Не только блестящие способности к наукам, но и необыкновенное личное обаяние, целеустремленность и полная самоотдача отличали Игоря Васильевича. Его организаторские способности были просто фантастическими. При этом он ненавидел корысть и зависть. Его проницательность и чуткость позволяли ему безошибочно отличать талант от краснобайства, бескорыстие от хитрости. Простота была его глубокой внутренней сущностью, юмор и веселость проявлялись у него в любой обстановке. Он был своим и среди академиков, и среди рабочих, генералов и солдат.

Сочетание простой человеческой непосредственности с величием талантливого, целеустремленного ученого и бескорыстного патриота своей Отчизны вызывали безграничное доверие и горячую симпатию к нему. Это и позволило Курчатову решить столь грандиозную задачу – заложить основы атомной энергетики, создать атомную и водородную бомбу и построить первую в мире АЭС. Работал он в сложнейшей обстановке тотального контроля и глубочайшей секретности. Любое неосторожное слово могло привести к аресту. Весь груз ответственности лежал фактически на его плечах. Понимали Курчатов и его коллеги меру своей ответственности? Разумеется, понимали. Знали они разрушительную силу нового оружия? Конечно, да. Но создавали его не ради уничтожения людей, а ради безопасности своей Родины. Не было бы у нас ядерного оружия, не известно – не стали бы и наши города жертвой  бомбардировок. Сохранились воспоминания людей близко знавших Курчатова о том, что ночь перед испытанием атомной бомбы он провел в коленопреклоненной молитве перед иконой Казанской Божией Матери…

5 выступающий:

Работы по созданию атомной бомбы велись и до войны, но советское правительство недооценивало их важность, поэтому в начале военных действий они прекратились, а большинство ученых ушло на фронт. Тем не менее, находясь в действующей армии, они продолжали следить за ходом событий и проводить расчеты.  Теоретическое обоснование возможности протекания цепной ядерной реакции на уране на медленных и быстрых нейтронах было выполнено еще в 1939 году, но не опубликовано из-за войны. Один из ученых, тогда лейтенант Г. Н. Флеров написал письмо Сталину, в котором высказывал обоснованную тревогу о том, что в Германии, которая захватила в 1939 году богатейшие урановые рудники в Чехословакии, ведутся работы по созданию атомной бомбы. Сталин признал необходимым продолжить работу. Был собран коллектив блестящих ученых, способных в невиданно короткие сроки решить столь грандиозную задачу (почти все в возрасте 30 – 40 лет). Большую роль сыграла и разведка, добытые ею сведения позволили сократить время, необходимое для разработки проекта.

Для получения необходимого количества урана были срочно развернуты геолого-разведывательные работы. В апреле 1945 года 25 сотрудников лаборатории в форме войск МВД вылетели в Германию. Им удалось вывести богатую документацию и значительное количества урана. Стало ясно, что немецкие физики, под руководством Вернера Гейзенберга далеко продвинулись в создании бомбы. Что было бы, если бы они успели осуществить задуманное до конца войны, представить себе не трудно!

6 выступающий:

И все-таки полного понимания важности работы у советского правительства не было до взрыва бомбы на полигоне штата Нью-Мексико.

"В этот момент как будто из недр Земли появился свет, свет не этого мира, а многих солнц, соединенных воедино", - писал очевидец этого взрыва. "Громадное зеленое сверхсолнце в доли секунды поднялось на высоту более 2х тысяч метров и поднималось  все выше пока не достигло облаков. Этот момент показался нам вечностью. Время остановилось... Вслед за огненным шаром с земли поднялось огромное облако – гигантский ядовитый гриб, а потом тишину разорвал громовой раскат – та же картина повторилась в звуке. Земля задрожала под ногами, как будто началось землетрясение. Огромная стальная башня, на которой находилась бомба, исчезла – она просто испарилась". (Показ по телевизору фрагмента, снятого на пленку, атомного взрыва).

Но еще более страшные картины предстали перед глазами тех, кто был в Хиросиме! 6 августа 1945 года по приказу президента США, самой демократичной страны в мире, Трумена на ничего не подозревавшую Хиросиму, а затем 9 августа и на Нагасаки были сброшены атомные бомбы. Чудовищное злодеяние имело одну цель – устрашить весь мир! Ведь Германия была уже побеждена.

"Ослепительно зеленоватая вспышка, взрыв, сознание людей подавлено, волна горячего ветра, и в следующий момент все загорается. Миг – и с людей падает вспыхнувшая одежда, вздуваются руки, лицо, все тело, лопаются багровые волдыри, и лохмотья кожи сползают на землю. С поднятыми руками они двигаются толпой, оглашая криками боли воздух... На земле грудной ребенок, мать мертва, и ни у кого нет сил помочь, поднять. Оглушенные и обожженные люди сбились бессмысленной, ревущей толпой.  На их искалеченные тела хлынули черные потоки дождя, ветер принес удушающий смрад", - так описывали это страшное событие очевидцы взрыва.  Один из летчиков, сбросивших бомбу, сошел с ума…


7 выступающий.

 Только после этого последнего, грозного предупреждения Курчатову были предоставлены практически неограниченные возможности, вся страна "заработала на проект". Курчатов и все сотрудники теперь уже института работали, забывая все, на пределе человеческих сил.  И в 1949 году наши ученые завершили работу – бомба  была сделана и испытана. Западные политики не могли в это поверить! В то время в США был сосредоточен гигантский научный и промышленный потенциал, сложность создания атомного оружия была понята всем.

Взрыв водородной бомбы, который произошел в 1953 году, просто ошеломил весь мир. Представить себе, что наша отчизна, разоренная войной, сможет опередить все страны, не мог никто. Загадочная русская душа стала еще непонятней.

8 выступающий.

Мечты о мирном атоме не оставляли Курчатова и его коллег, когда они работали над созданием атомной, а затем и водородной бомбы.

Впоследствии история  установит, что многие отечественные конструкции были лучше, чем зарубежные, и работы после первого взрыва атомной бомбы стали вестись по программе, предложенной Курчатовым с сотрудниками, но в те страшные годы, когда неудача грозила ученым смертным приговором, они пошли по проторенной дороге. Наши первые промышленные реакторы проработали около 40 лет, а американцы начали ликвидацию своих реакторов уже в 60е годы.

Доверие советского правительства к ученым после невиданного успеха возросло, и Курчатов немедленно создает программу всестороннего развития фундаментальных наук.

В 1949 году вышло постановление правительства о проектировании атомной электростанции. Возглавил эту работу Л.И. Блохинцев директор физико-энергетического института в Обнинске, но реально ЛИПАН продолжал участвовать в ее создании. Пуск электростанции осуществляли Курчатов и будущий академик, директор Курчатовского института и президент Академии наук СССР А. П. Александров, приехавшие туда на две недели летом 1954 года.

9 выступающий.

Важнейшим новым разделом деятельности института стала работа по созданию атомного флота. Возникло ЦКБ (центральное конструкторское бюро) Айсберг. Работы велись по нескольким направлениям, главными из которых было создание атомной подводной флотилии и ледокольной. Вначале была построена атомная подводная лодка, а затем в 1957 году спущен на воду ледокол Ленин, мощностью 44000 лошадиных сил. С его появлением время навигации увеличилось до 7 месяцев в году. С помощью современных ледоколов мощностью 75000 л.с. навигация продолжается круглый год. Недостатком ледоколов является их большая осадка, они не могут заходить в устья рек, но они не загрязняют порты и океан. Опасность аварий, разумеется, не исключена и для них. Вспомним трагедию с подводной лодкой Курск.  Тем не менее, в те годы наш атомный флот не уступал США.

10  выступающий.

Трудно перечислить все открытия, как в области науки, так и техники, которые были сделаны при создании атомного проекта. Приведем только несколько примеров. От ЛИПАНА отделилось несколько дочерних институтов, в которых  разрабатывались вновь возникшие научные направления, в том числе Сибирский филиал и институты в подмосковных городах Троицк, Дубна.  Была создана методика регистрации барометрических сигналов, и стало возможно определять и координаты места, в котором произошел взрыв, и его мощность, а по анализу пыли судить о составе взрывчатого вещества. Соответствующая техника была передана в распоряжение МО (министерства обороны). Были построены циклотроны, разработаны различные материалы, обладающие заданным набором физических и механических свойств. Лазерная тематика нашла свое место. Т.е. конверсия, мучительно переживаемая рядом предприятий в конце 80х годов, была естественным процессом для института. Курчатов боролся с предложениями ограничиться чисто техническими задачами, так как отлично понимал невозможность решения практических задач без фундаментальных исследований, ведь именно занятия наукой позволили создать коллектив ученых высочайшей квалификации, способных решать задачи огромной сложности. Пришедшие после войны выпускники университетов и технических вузов, окунувшись в эту среду, получили стимул для творчества. Кроме физики и техники стала развиваться радиобиология и молекулярная биология.

11 выступающий.

Освободившись от ряда неотложных военных задач, Курчатов все свои силы сосредоточил на мирном использовании атомной энергии, борьбе за мир и восстановлении международных научных контактов. 25 апреля 1956 года он прочел доклад  на второй международной конференции по мирному использованию энергии атома в Женеве.  Он рассказал о возможности термоядерных реакций в газовом разряде и призвал к международному сотрудничеству и запрету на использование ядерного оружия. В результате все работы по управляемому термоядерному синтезу были рассекречены.

12 выступающий.

Энергетика. Энергетика – это та область производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами, причем энерговооруженность лавинообразно увеличивается даже в расчете на душу населения. (Отстают в ее развитии, так называемые слаборазвитые страны).

Многие политики и экономисты считают, что мировой порядок первой половины ХХ1 века будет определяться именно решением для человечества энергетической проблемы.

Основными источниками энергии являются органическое топливо, вода, атомная энергия. Энергетика, построенная на углеводородах, экономически себя исчерпала. Если не произойдет резкого ускорения развития ядерной энергетики, то через десять лет нехватка энергии станет катастрофической.

Человечество стоит перед выбором: либо будет достигнут выход к принципиально новому уровню энергопотребления – либо мир, вследствие уменьшения энергопотребления, кардинально снизит степень материального благосостояния. И вероятным результатом второго варианта явятся бесконечные войны за энергоресурсы.

В этой ситуации для России возникает уникальный шанс выступить инициатором и первопроходцем решения энергетической проблемы и стать первой энергетической державой мира. Сложившаяся в мировом энергетическом соревновании ситуация является для России благоприятной. США и многие другие страны полагают, что еще полвека главным видом топлива останется углеводородное. Поэтому они захватили ресурсы Ближнего и Среднего Востока от Каспия до Персидского залива и нагнетают обстановку вокруг Ирана.

Китай, КНР и другие страны Азии, стремительно развиваясь, делают ставку, в основном, на развитие ядерной энергетики.

Альтернативы у России нет. Наша страна должна стать лидером в области ядерной энергетики. Полагаться на развитие альтернативных видов энергии – ветер, солнце, биомасса. геотермальное – недальновидно. Слова академика Капицы, сказанные еще в 1975 году на 250летнем юбилее Академии Наук, о необходимости использования ядерной энергетики справедливы и сегодня.

Россия должна к 2025 году стать первой энергетической державой мира и создать материальный базис для достижения наивысшего мирового качества жизни и наилучших условий свободного развития личности каждого гражданина России. В противном случае Россия на третьем тысячелетии новой эры погрузится в первобытный век.

При достижении наивысшего мирового качества жизни в России к 2030 году рабочий день при пятидневной неделе будет составлять 5 часов, каждый молодой человек должен иметь высшее образование и трехгодичную стажировку с 22 до 25 лет.

Следует подчеркнуть уникальную экологичность атомной энергетики, несравнимую ни с какой другой формой энергетики.

13 выступающий.

При нормальной работе АЭС загрязнение окружающей среды  за счет выброса радиоактивных веществ незначительны. Но даже при нормальной работе используется всего 0,5 –1,5% топлива. Остальная незначительная часть перерабатывается, большая часть требует захоронения. Так, например, реактор мощностью 1000 МВт за год работы выделяет 60 тонн отходов. Посчитано, что на их утилизацию уходит от 1/6 до 1/3 стоимости АЭС, кроме того, вероятность утечки радиации из мест захоронения все равно существует. Неизбежный результат работы АЭС – тепловое загрязнение. При этом коэффициент полезного действия значительно снижается и составляет 30%  вместо 35% на тепловых станциях.

В целом можно назвать следующие воздействия АЭС на среду:

1. разрушение экосистем.
2. изъятие земель под их строительство без последующего восстановления.

3. Использование большого количества воды. При этом если вода сбрасывается в естественные водоемы, то в них возникает потеря кислорода, цветение, гибель многих обитателей.

4. Не исключено радиоактивное загрязнение окрестностей.


Страница 1 - 1 из 2
Начало | Пред. | 1 2 | След. | КонецВсе

© Все права защищены http://www.portal-slovo.ru

 
 
 
Rambler's Top100

Веб-студия Православные.Ру