Конспект Суд над ядерной физикой

«Суд над ядерной физикой»
Внеклассное мероприятие для учащихся 9-11 кл.
Цели и задачи: Познакомить учащихся с историей развития раздела физики – ядерная физика; развитие у учащихся умения работать с информацией, выступление перед аудиторией; воспитание нравственности.
Действующие лица:
Прокурор, адвокат, судья, свидетели обвинения, свидетели защиты.
Секретарь: Встать, суд идет! (Слайд 1)
Судья: Сегодня …. декабря 2012 г. слушается дело № 1012. Обвиняется ядерная физика во многих трагедиях и несчастьях человечества!
Прокурор: Наука совершила преступление, ученые в области ядерной физики повинны в создании зла. Ученые виновны в создании ядерной, атомной бомбы. Во время взрыва атомной бомбы в Херосиме погибло 200 тысяч человек. Свыше 375 тысяч погибло от последствий ядерной бомбардировки. И это не конечная цифра… В ночь с 25 на 26 апреля 1986 года в реакторе РБМК-1000 четвертого блока Чернобыльской АЭС пошла неуправляемая реакция деления – реактор «пошел в разгон»…
Секретарь: Слово защите. (Слайд 2)
Адвокат. Раздел физики, в котором исследуется строение атомных ядер, называется ядерная физика. Атомная энергия - это могущественная сила, которая учеными нашей страны приспосабливается для того, чтобы облегчить человеческий труд. Эта атомная энергия заключается империалистами в оболочку бомбы, предназначенной для невиданных по масштабу разрушений и массовых убийств. Американцы приписывают себе создание первого атомного оружия. Приглашается свидетель- физик.
Физик. (Слайд 3) Существование атомного ядра установил Резерфорд, исследуя рассеяние альфа-частиц, нестабильность атома была открыта в конце 19 века. Спустя 46 лет построили первый ядерный реактор. Открыто явление радиоактивности, получены рентгеновские лучи. Англичанин Резерфорд в 1902 году разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 году он же открыл атомное ядро, и в 1919 году наблюдал искусственное превращение ядер.
А. Эйнштейн, живший до 1933 года в Германии, в 1905 году разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал эти понятия и показал, что определенному количеству массы соответствует определенное количество энергии.
Датчанин Н. Бор в 1913 г. разработал теорию строения атома, которая легла в основу физической модели устойчивого атома.
Дж. Кокфорт и Э. Уолтон (Англия) в 1932 г. эксперементально подтвердили теорию Эйнштейна.
Дж. Чедвик в том же году открыл новую элементарную частицу - нейтрон.
Д.Д. Иваненко в 1932 г. выдвинул гипотезу о том, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов.
Э. Ферми использовал нейтроны для бомбардировки атомного ядра (1934 г.).
В 1937 году Ирен Жолио-Кюри открыла процесс деления урана. У Ирен Кюри и ее ученика-югослава П. Савича результат получился невероятный: продуктом распада урана был лантан - 57-ой элемент, расположенный в середине таблицы Менделеева.
Мейтнер, которая в течении 30 лет работала у Гана, вместе с О. Фришем, работавшим у Бора, обнаружили, что при делении ядра урана части, полученные после деления, в сумме на 1/5 легче ядра урана. Это им позволило по формуле Эйнштейна посчитать энергию, содержащуюся в 1 ядре урана. Она оказалась равной 200 млн. электрон-вольт. В каждом грамме содержится 2.5X10 21 атомов.
Французы Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1898. Они сообщили, что им удалось из урановых отходов выделить некий элемент, обладающий радиоактивностью и близкий по химическим свойствам к барию. Радиоактивность радия примерно в 1 млн. раз больше радиоактивности урана.
Судья. Приглашается Мария Склодовская-Кюри. (Слайд 4)
Мария Склодовская-Кюри: Я родилась в Польше, в семье учителя, работала во Франции. Я совместно с мужем Пьером Кюри открыла новые радиоактивные элементы полоний, радий и исследовала их свойства. Я разработала классический метод обработки и анализа урановых руд, на протяжении ряда лет исследовала свойства радиоактивных излучений, их действие на живые клетки и т.д. После открытия Беккерелем радиоактивности, в 1898 году вместе с другими учеными обнаружила излучение тория. В последствии вместе с мужем систематическое исследование руд, содержащих уран и торий, позволило выделить новые неизвестные ранее химические элементы – полоний, названный в честь моей родины Польши. Нами был открыт радий, который занял клетку под номером 88, которая ранее пустовала. В зал приглашается свидетель защиты Склодовская-Кюри Мария 1867 г.р. – физик и химик. Я первая женщина-профессор Парижского университета, получила дважды Нобелевскую премию по физике и химии.
Обвинение. В начале 40-х гг. 20 в. группой ученых в США были разработаны физические принципы осуществления ядерного взрыва. Первый взрыв произведен на испытательном полигоне в Аламогордо 16 июля 1945 г. в августе 1945 2 атомные бомбы мощностью около 20 кт каждая были сброшены на японские города Хиросима и Нагасаки. Взрывы бомб вызвали огромные жертвы - Хиросима свыше 140 тысяч человек, Нагасаки - около 75 тысяч человек, а также причинили колоссальные разрушения. Применение ядерного оружия тогда не вызывалось военной необходимостью. Правящие круги США преследовали политические цели - продемонстрировать свою силу для устрашения СССР. (Слайд 5)
Вскоре ядерное оружие было создано в СССР группой ученых во главе с академиком Курчатовым. В 1947 Советское правительство заявило, что для СССР больше нет секрета атомной бомбы. Потеряв монополию на ядерное оружие, США усилило начатые еще в 1942 работы по созданию термоядерного оружия. 1 ноября 1952 в США было взорвано термоядерное устройство мощностью 3 Мт. В СССР термоядерная бомба была впервые испытана 12 авг. 1953. (Слайд 6)
На сегодняшний день секретом ядерного оружия обладают кроме России и США также Франция, Германия, Великобритания, Китай, Пакистан, Индия, Италия. (Слайд 7)
Свидетель обвинения – «Херосима». (Слайд 8) Всю весну 1945 года на многие японские города постоянно совершали налеты американские бомбардировщики Б-29. Эти самолеты были практически неуязвимы, они летали на недоступной для японских самолетов высоте. Например, в результате одного из таких рейдов погибло 125 тысяч жителей Токио, во время другого - 100 тысяч, 6 марта 1945 года Токио был окончательно превращен в руины. У американского руководства возникали опасения, что в результате последующих рейдов у них не останется цели для демонстрации их нового оружия. Поэтому, заранее отобранные 4 города - Хиросима, Кокура, Ниигата и Нагосаки - не подвергались бомбежкам.
5 августа в 5 часов 23 минуты 15 секунд была произведена первая в истории атомная бомбардировка. Попадание было почти идеальным: бомба взорвалась в 200 метрах от цели. В это время суток во всех концах города маленькие печки, отапливаемые углем, были зажжены, поскольку многие были заняты приготовлением завтрака. Все эти печки были опрокинуты взрывной волной, что привело к возникновению многочисленных пожаров в местах, сильно удаленных от эпицентра. Предполагалось, что население укроется в убежищах, но этого не произошло по нескольким причинам: во-первых не был дан сигнал тревоги, во-вторых над Хиросимой уже и ранее пролетали группы самолетов, которые не сбрасывали бомбы.
За первоначальной вспышкой взрыва последовали другие бедствия. Прежде всего это было воздействие тепловой волны. Оно длилось лишь секунды, но было настолько мощным, что расплавило даже черепицу и кристаллы кварца в гранитных плитах, превратила в угли телефонные столбы на расстоянии 4 км. от центра взрыва.
На смену тепловой волне пришла ударная. Порыв ветра пронесся со скоростью 800 км/час. За исключением пары стен все остальное в круге диаметром 4 км. было превращено в порошок. Двойное воздействие тепловой и ударной волны за несколько секунд вызвало появление тысяч пожаров.
(Слайд 9) Люди, которые подверглись воздействию огненного шара от “Малыша” на расстоянии до 800 м. были сожжены настолько, что превратились в пыль. Выжившие люди выглядели еще ужасней мертвых: они полностью обгорели, под влиянием тепловой волны, а ударная волна сорвала с них обгоревшую кожу. Капли черного дождя были радиоактивны и поэтому они оставляли непроходящие ожоги. (Слайд 10, 11,12)
Из имевшихся в Хиросиме 76000, 70000 были полностью повреждены: 6820 зданий разрушено и 55000 полностью сгорели. Было уничтожено большинство больниц, из всего медицинского персонала осталось дееспособны 10%. Оставшиеся в живых стали замечать у себя странные формы заболевания. Они заключались в том, что человека тошнило, наступала рвота, потеря аппетита. Позже начиналась лихорадка и приступы сонливости, слабости. К крови отмечалось низкое количество белых шариков. Все это были первыми признаками лучевой болезни. (Слайд 13,14)
После проведения успешной бомбардировки Хиросимы на 12 августа была назначена 2-ая бомбардировка. Но поскольку метеорологи обещали ухудшение погоды, было решено провести бомбардировку 9 августа. Целью был избран город Кокура. Около 8 30 утра американские самолеты достигли этого города, но провести бомбардировку им помешал смог от сталелитейного завода. Этот завод накануне подвергся налету и до сих пор горел. Самолеты развернулись в сторону Нагасаки. В 11 02 бомбы “толстяк” была сброшена на город. Она взорвалась на высоте 567 метров.
Две атомные бомбы, сброшенные на Японию, за секунды уничтожили более 200 тыс человек. Многие люди подвергнулись облучению, что привело к возникновению у нах лучевой болезни, катаракты, рака, бесплодия.
Во время взрыва атомной бомбы в Херосиме погибло 200 тыс. человек. Свыше 375 тыс. погибло от последствий ядерной бомбардировки. Это страшный случай, когда научные открытия не радуют. (Слайд 15)
Медик. При взрыве атомной бомбы выделяется огромная энергия. Основные поражающие факторы: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение, электромагнитный импульс. (Слайд 16)
Излучение радиоактивных веществ оказывают очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение нарушает жизнедеятельность клеток. Живая клетка – это сложный механизм, не способный продолжать нормальную деятельность. Слабые облучения способны нанести клеткам существенные повреждения и вызвать опасные заболевания (лучевая болезнь) При большой интенсивности излучения живые организмы погибают. Опасность излучений усугубляется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах. (Слайд 17,18)
Механизм излучения недостаточно изучен. Но ясно, что оно сводится к ионизации атомов и молекул и это приводит к изменению их химической активности. Наиболее чувствительны к излучению ядра клеток, особенно клеток, которые быстро делятся. Поэтому в первую очередь поражают костный мозг, из-за чего нарушается образование крови. Сильное влияние оказывает облучение на наследственность, поражая гены в хромосомах. Облучение может оказать пользу. Облучают быстроразмножающиеся клетки в злокачественных опухолях.
Адвокат: В 1945 году Эйнштейн посылает письмо Рузвельту. Содержание его передается словами Сцилларда в книге Р.Юнга «Ярче тысячи солнц»: «Мы перестали беспокоиться о том, что немцы могут сделать с нами, мы начали беспокоиться о том , что правительство США сделает с другими странами». Письмо не дошло до Рузвельта. В 1949 году «отец атомной борьбы» Р.Оппенгеймер высказывался против программы создания термоядерной бомбы и отказался принять участие в ней. В 1953 году эта и другие причины послужили основой для привлечения Оппенгеймера к суду по обвинению в шпионаже в пользу Москвы. Энрико Ферми – создатель первого в мире ядерного реактора. Отто Ган и Лизе Мейтнер - крупнейшие физики отказались от продолжения работ по разработке ядерного оружия, совершив тем самым научный подвиг во имя человечества.
Свидетель защиты Игорь Васильевич Курчатов. (Слайд 19) Я Советский физик и организатор науки, трижды Герой Социалистического Труда в 1943г. возглавлял научные работы, связанные с атомной проблемой.
Я лично руководил работами по созданию уран-графитового атомного котла и почти не уходил из лаборатории. Под моим руководством в 1946 г. был создан первый в Европе атомный реактор и первая Советская атомная бомба в 1949г. Создание реакторов, дающих мощное нейтронное излучение, дало возможность развивать исследования по нейтронной физике, нейтронной спектроскопии и другим областям ядерной физики.
Советское правительство уже в 1947 году заявило, что СССР имеет атомное оружие. Создание атомной бомбы было необходимо для защиты нашего государства в условиях возрастающей международной напряженности. Но меня интересовали не только бомбы и прежде всего не бомбы. На атомном полигоне, в разгар работ над бомбой, я мечтал о мирном атоме.
Адвокат. Игорь Васильевич Курчатов - выдающийся советский физик, академик, мягкий и добрый человек. После испытания термоядерной бомбы Курчатов взволнованно сказал: «Это было такое ужасное, чудовищное зрелище! Нельзя допустить, чтобы это оружие начали применять». (Слайд 20,21,22)
Под руководством Курчатова в СССР в 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция. (Слайд 23)
Обвинение. Есть даты и есть даты-символы. Теперь и 26 апреля - это не просто календарная дата, это символ исполненных глубочайшей значимости событий, смысл которых каждое последующее поколение будет открывать для себя заново. (Слайд 24)
В ночь с 25 на 26 апреля 1986 года в реакторе РБМК-1000 четвертого блока Чернобыльской АЭС пошла неуправляемая реакция деления – реактор «пошел в разгон»…
Температура установленных в циркониевых трубах урановых топливных стержней выросла до нескольких тысяч градусов, и охлаждающая их вода мгновенно превратилась в пар. В условиях высокой температуры цирконий вступил в реакцию с водой – выделился водород. Это усугубило аварию. Грянул взрыв.
Авария на Чернобыльской АЭС по своим долговременным последствиям явилась крупнейшей катастрофой современности.
Были и другие аварии связанные с атомной энергетикой.
Масштабы глобальной Чернобыльской катастрофы, поражают воображение. В советском докладе на заседании МАГАТЭ в Вене 1986 года отмечалось, что во внешнюю среду поступило 50 млн кюри радиоактивных радионуклидов. (Слайд 25)
Выброс только по одной своей радиоактивной составляющей - цезию-137 - равняется 300 Хиросимам.
Адвокат. (Слайд 26) Применение ядерной энергии для преобразования ее в электрическую впервые было осуществлено в нашей стране в 1954г. В г.Обнинске была введена в действие первая атомная электростанция мощностью 5000 кВт. Энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превращения воды в пар, который вращал затем связанную с генератором турбину. Атомные электростанции строятся в основном в европейской части страны. Ядерные реакторы не потребляют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт. Атомные электростанции не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду продуктами сгорания.
Обвинительный приговор ядерной физике.
(Слайд 27) Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Так, по расчетам американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может сравнять с землей все жилые дома в радиусе 24 км и уничтожить все живое на расстоянии 140 км от эпицентра.
Также важной проблемой на сегодняшний день является безопасная эксплуатация атомных электростанций. Ведь самая обыкновенное невыполнение техники безопасности может привести к таким же последствиям что и ядерная войны.
Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.
В настоящее время как в науке, так и в производстве все более широко используют радиоактивные изотопы различных химических элементов.
Радиоактивные изотопы широко применяются в медицине, биологии, в промышленности, сельском хозяйстве, в археологии.
С созданием ядерного оружия победа в войне стала невозможной. Ядерная война способна привести человечество к гибели, поэтому народы всего мира настойчиво борются за запрещение ядерного оружия.
Исходя из этих фактов, мы решили оправдать ядерную физику.
Используемая литература:
1) И.Я.Ланина «Не уроком единым», Просвещение 1991г.
2) Самуэль Гласстон, Филип Долан, “Характеристики
ядерного оружия” (The Effects of Nuclear Weapon), 1977.
3) А.И. Иойрыш, “О чем звенит колокол”, 1991.
4) Гражданская оборона, 1982.