Интегрированный урок по физике на тему: «Биологическое действие радиации»

Автор: Гарипова Гульниса Мухаматгалиевна

Организация: МБОУ «Арская СОШ № 1 им. В.Ф. Ежкова с УИОП»

Населенный пункт: Республика Татарстан, г. Арск

Ход урока

Учитель: Сейчас вы в начале своего жизненного пути и вам трудно предвидеть, как сложится ваша жизнь в дальнейшем. Но я думаю, что этот урок заставит вас по-новому увидеть многие факты, осознать нравственные аспекты научно-технического прогресса.

В 30-е годы прошлого века в США произошла страшная трагедия, ставшая одновременно и прецедентом в области трудового законодательства.

Предлагаю вам посмотреть фрагмент документального фильма «Радиевые девушки»

(после просмотра фильма «Радиевые девушки» (The Radium Girls))

Мария и Пьер Кюри открыли новый металл с удивительными свойствами — радий. Ему приписывали способности исцелять недуги, а красивое свечение привлекло внимание часовых компаний. Так, компания Radium выпускала часы со светящимися стрелками. Десятки работниц, расписывавших циферблаты вручную, ежедневно имели дело со смертельно опасным веществом. Знал ли работодатель о том, что подвергает их жизнь опасности?

Какие права в данном случае были нарушены?

(В ходе обсуждения нужно прийти к следующим вариантам)

•          права потребителя на безопасность товара;

•          права работника на безопасность при выполнении трудовых обязанностей.

 Учитель: Проблему «радиевых девушек» следует рассматривать не только с юридической точки зрения. Для вынесения справедливого судебного решения необходимы были научные знания о радиации, которых на тот момент было явно недостаточно.

Слайд 1. Беккерель открыл радиоактивность в 1896 году, а чистый радий был получен Марией Кюри в 1910 году. На часовой фабрике радий начали использовать в 1917 году. Сама Кюри умерла от хронической лучевой болезни, недооценив опасность.

•          Что такое радиоактивность?

Слайд 2-3-4. Вспомним, какие бывают виды радиоактивных излучений

 Прочитайте отрывок из книги Кейт Мур «Радиевые девушки. Скандальное дело работниц фабрик, получивших дозу радиации от светящейся краски»

Ответьте на вопросы:

• Какой тип излучения оказался наиболее опасным для «радиевых девушек»?

• Если бумага не пропускает альфа-лучи, то одежда вполне защищала красильщиц. Почему же радий оказал негативное воздействие на их организм?

• Какие способы защиты от радиоактивных излучений использовались в лабораториях?

Основной этап:

Учитель. Попробуем разобраться с вопросом «радиевых девушек» подробнее. Итак, почему же радиация так опасна?

Слайд 5-6. Биологическое воздействие излучения на живой организм – ионизация атомов и молекул в его клетках. Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушается способность клеток к делению и обмен веществ в них. Наиболее чувствительны к радиационному воздействию кроветворные органы (костный мозг, селезенка, лимфатические железы), эпителий слизистых оболочек (в частности, кишечника), щитовидная железа. В результате возникают тяжелые заболевания: лучевая болезнь, злокачественные опухоли, приводящие нередко к смертельному исходу.

Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Быстроразмножающиеся клетки в злокачественных (раковых) опухолях более чувствительны к облучению, чем нормальные. На этом основано лечение рака. Специфическая особенность радиоактивных излучений: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения; в этом их «коварство».

Характеристики излучения.

Слайд 7. Доза поглощенного излучения (D) – отношение энергии излучения, поглощенной облучаемым телом, к его массе. Единица поглощенного излучения - грей (1Гр).

1Гр = 1 Дж/кг.

Разные излучения оказывают разные воздействия. Второй характеристикой облучения является коэффициент качества излучения (k). Коэффициент качества рентгеновского и гамма-излучения принят равным единице.

Значения коэффициента качества (k) для разных видов излучения.

Вид воздействия

Слайд 8. Для живых организмов – эквивалентная доза (Н).

Эквивалентная доза поглощенного излучения – произведение дозы поглощенного излучения на коэффициент качества:

Н =D . k.

Единица эквивалентной дозы – зиверт (1 Зв). 1зиверт равен эквивалентной дозе, при которой доза поглощенного гамма-излучения равна 1 грею.

Слайд 9. Величина эквивалентной дозы определяет относительно безопасные и очень опасные для живого организма дозы облучения.

Допустимая доза облучения

Доза облучения, вызывающая лучевую болезнь 1-6 Гр

Смертельная доза облучения 6-10 Гр.

На практике широко используется внесистемная единица излучения – рентген (Р).

1Р = 0,01Гр.

Слайд 10. Эквивалентную дозу можно получить из следующих источников:

космического излучения;

радиоактивных веществ;

медицинского рентгена.

Когда-то один мудрец, умирая, созвал своих детей и на смертном одре сказал им: «Я беден и ничего не могу оставить вам в наследство, кроме доброго совета: будьте умными, если сумеете, будьте добрыми, если хотите, но знайте, что здоровье ваше в ваших руках».

Эта старая притча показывает, какое большое значение люди придают здоровью во все времена и эпохи.

Но не всегда наше здоровье зависит от нас.

Почти 78 лет назад США устроили единственную в истории ядерную войну. 6 и 9 августа 1945 года американцы сбросили на японские города Хиросиму и Нагасаки две атомные бомбы — «Малыша» и «Толстяка». Взрывы уничтожили большую часть этих городов, а точное число погибших неизвестно: в среднем считается, что их не менее 450 тысяч. Еще большее количество людей оказалось покалечено и осталось без крова. Многие десятилетия миллионы американцев уверены: именно «Малыш» и «Толстяк» смогли остановить войну и таким образом спасли жизни как американцев, так и японцев. Однако выжившие не согласны с тем, что миру были необходимы такие жертвы.

(Выступление ученицы)

Ровно 37 лет назад 26 апреля 1986 года произошла страшная авария на Чернобыльской атомной электростанции. Трагедии, которая заставляет нас задуматься о том, что человеческий фактор может сыграть решающую роль в развитии цивилизации. Взрыв четвёртого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчётов в конструкции реакторов остаётся реальностью, поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска.

Слайд 11.(Выступление ученика)

Учитель: На территории нашей республики будет построена атомная электростанция близ города Нижнекамска в Красной Поляне, которая будет пущена в эксплуатацию в 2036 году. Расстояние от Нижнекамска до Арска 276 км.

А теперь поработаем в группах

1 группа, назовем ее условно физики

2группа биологи

3группа социологи

4 группа лирики

Время на работу 3 минуты

(Каждая группа решает предложенную задачу и представляет результат решения (устно, при необходимости делая заметки на доске).

Задание группы №1 (физики)

Исследование уровня радиации в овощах и фруктах (допустимая норма 30 мР/ч)

Включите дозиметр, наведите на объект исследование и ждите звукового сигнала, далее запишите значение в таблицу

№	Название овоща или фрукта	Уровень радиации мР/ч
1	Помидор
2	Огурец
3	Яблоко
4	Киви
5	Банан
6	Морковь

 

Задание группы №2 (биологи)

Радиация и человек. Мифы и реальность

Ход работы: выясните мифом или реальностью является предложенные утверждения; заполните таблицу - запишите соответствующие номера утверждений.

Миф	Реальность

 

1. Все радиоактивные предметы светятся (МИФ. Это правда лишь отчасти: примеси радия, взаимодействуя с краской, вызывают зеленое свечение. Но, к примеру, соли урана не светятся.)
2. Радиация «создана» человеком (МИФ. Радиация имеет естественное происхождение. Например, солнечное излучение тоже порождает радиационный фон. В южных странах, где очень яркое и горячее солнце, радиационный естественный фон достаточно высок. Он, конечно, не губителен для человека, но он выше, чем в северных странах.)
3. «Мы живем в радиоактивной среде» (ПРАВДА. 85% дозы облучения, ежегодно получаемого нами, относится к так называемой природной радиации. Часть его приходит к нам из космоса. Но самая большая доза поджидает нас в наших домах, ведь материалы, из которых они сделаны – песок, бетон и щебень, – содержат природные радионуклиды.)
4. Радиация в малых дозах полезна (МИФ. Речь идет о радоновых ваннах — воздействии на пациента, погружённого в радоновую минеральную воду или воздух, обогащённые радоном-222. Не доказано, что польза радоновых ванн превосходит пользу от эффекта плацебо)
5. Йод спасает от радиации (МИФ. Йод нужен нашему организму для синтеза гормонов щитовидной железы. При аварии на АЭС или при ядерном взрыве в атмосферу может попасть большое количество радиоактивного йода-131. Принимая нерадиоактивный йод, мы вытесняем «вредный» йод из щитовидной железы, защищая ее. Но следует понимать, что при других видах радиации (например, когда речь идет о рентгене) йод бесполезен. А в больших дозах токсичен.)
6. Радиационное облучение обязательно приведет к мутациям (ПРАВДА. Действительно процесс радиоактивного излучения может привести к самым разнообразным повреждениям в ДНК-спиралях. Чтобы восстановить целостную систему генов, в процессе репарации поврежденные участки заполняются с помощью случайных нуклеотидов. Это является одним из вариантов возникновения нового вида мутации.)
7. Радиацией «нас облучают» через телевизоры, микроволновки и вышки связи 5G (МИФ. Электромагнитное излучение в этих диапазонах не является ионизирующим. Окончательных данных о повреждающем действии таких видов излучений на клетки не обнаружено.)
8. Наиболее чувствительны к разрушающему воздействию радиации клетки костного мозга и половые клетки, наименее — мышц и костей. (ПРАВДА)
9. Радиацией лечат рак (ПРАВДА. Ученые получают радиоактивные изотопы, которые затем становятся радиофармпрепаратами для диагностики и лечения рака и других болезней.)

Задание группы №3 (социологи)

Познакомьтесь с фрагментами Закона РФ № 2300-1 «О защите прав потребителей», статья 7 «Право потребителя на безопасность товара (работы, услуги)»

Выработайте алгоритм действия покупателя при обнаружении опасности товара и об обязательных действиях производителя.

Оцените, насколько были бы правомерны действия компании Radium в современных условиях, и дайте им моральную оценку.

• Попросить производителя информацию об обязательном подтверждении соответствия требованиям, указанным в пункте 1 статьи 7 Закона РФ № 2300-1 «О защите прав потребителей».
• В случае спора о причинах возникновения опасности товара продавец обязан провести экспертизу товара за свой счет. Потребитель вправе присутствовать при проведении экспертизы товара и в случае несогласия с ее результатами оспорить заключение такой экспертизы в судебном порядке.
• Если экспертиза будет на стороне потребителя, то он может смело обращаться в суд с иском моральной компенсацию.

Задание группы №4 (лирики)

Напишите синквейн на тему нашего урока.

Синквейн— это творческая работа, которая имеет короткую форму стихотворения, состоящего из пяти нерифмованных строк.

1 строка – одно существительное, выражающее главную тему cинквейна.

2 строка – два прилагательных, выражающих главную мысль.

3 строка – три глагола, описывающие действия в рамках темы.

4 строка – фраза, несущая определенный смысл.

5 строка – заключение в форме существительного (ассоциация с первым словом).

Пример:

Жизнь.

Счастливая. Открытая.

Вдохновляет. Мучает. И учит.

Принимать себя,- а значит, и других.

Прощение.

Слайд 12. Задача.

В 1978 году исследователи эксгумировали тело одной из «радиевых девушек». Ученые обнаружили, что уровень радия в ее костях составлял19 500 мкКи — чуть ли не максимальный показатель, с которым только сталкивались ученые. Во сколько раз этот уровень превышал уровень, считавшийся безопасным?

Один беккерель (Бк) – это активность образца, в котором происходит ровно 1 распад в секунду. Соответственно, 1 Ки = 37000000000 Бк.

средняя радиоактивность чистого атмосферного воздуха составляет около 10 беккерелей на кубометр. То есть, в каждом кубометре воздухе ежесекундно происходит 10 распадов

Обобщение:

Учитель. Если бы работницы фабрики были своевременно информированы об опасности радия, возможно, история бы сложилась по-другому. (Слайд 13)

Рефлексия

(В конце урока демонстрируются финальные титры фильма «Радиевые девушки» (1:39:10 — 1:39:40) о том, что радиевую краску использовали на циферблатах до 1970-х годов)

История «радиевых девушек» — урок всем нам.

Страшный урок — но лучше учиться на чужих ошибках, чем совершать свои. XX век ушел в  историю.  Но нам всем нельзя забывать уроки истории, потому что не выученные, неусвоенные уроки всегда могут  обернуться трагедией в будущем. Давно окончилась Вторая мировая война. Мы знаем о ней по фильмам и рассказам.  Но до сих пор в различных уголках нашей планеты по-прежнему  гремят  взрывы,  льется  кровь,  происходят вооруженные столкновения. И тем более опасно это тем, что многие страны мира обладают самым  разрушительным,  самым  смертоносным  оружием. Оружием, которое использовалось в истории мировой цивилизации только дважды.  Но и  этих  двух  раз  хватило  для  того,  чтобы  понять,  какую смертельную угрозу всему человечеству оно несет.