Эта страница для учителей. Мы предлагаем вам свой опыт проведения урока с использованием нашего электронного ресурса. Ждем Ваших отзывов и предложений:

ВАШЕ ИМЯ:
ВАШ Е-mail:

План урока

Тема: «Биологическое действие радиоактивных изотопов». 11 класс (3 курс лицея). Урок 1 час 20 минут. Место проведения — компьютерный класс с локальной сетью или Интернет. Необходим учебник "Физика-11"и электронный ресурс "Осторожно, НУКЛОНЫ!"

1 часть — лекционная (учитель + учебник)

I Получение радиоактивных изотопов

Большинство химических элементов, встречающихся в природе, стабильны, но больше половины элементов системы Менделеева имеют радиоактивные изотопы. Их можно получать искусственно. Они могут обладать интересными и полезными свойствами. Рассмотрим особенности, получение, применение радиоактивных изотопов:
1. С помощью ядерных реакций можно получить радиоактивные изотопы всех элементов, в том числе не существующие в природе.

Технеций 43Tc
Прометий 61Pm
Астат 85At
Франций 87Fr
Трансурановые 93-109

2. Применение радиоактивных изотопов

1) Метод меченых атомов для исследования биологических процессов в организме основан на том, что химические свойства всех изотопов одинаковы, а обнаружить радиоактивный (меченый) атом очень легко. Метод применяется в биологии, физиологии, медицине.
2) Радиоактивные изотопы — источники излучений. Например дает -излучение. Он и другие изотопы применяются в медицине для постановки диагноза и лечения злокачественных опухолей.
3) Радиоактивные изотопы применяются в сельском хозяйстве для селекции:

Удобрения помечают радиоактивными изотопами и выясняют, какое наиболее хорошо усваивается.
Облучают семена. Повышается урожайность, появляются новые мутанты с ценными свойствами.

4) Радиоактивные изотопы в археологии:
Космические лучи из космоса приносят нейтроны, которые вступают в ядерную реакцию, при этом образуется радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада Т=5700 лет.

Углерод вступает в химическую реакцию с кислородом:

углекислый газ с радиоактивным изотопом поглощается растениями, и изотоп накапливается. После гибели растения прекращается пополнение . В клетчатке только что спиленного дерева каждый грамм вещества излучает в среднем 17,5 -частиц в течение 1 минуты. По остаточной активности можно определить, когда дерево было спилено.

5) U, Th, члены их семейств и К играют большую роль геологических процессах. Благодаря ядерным превращениям Земля разогрета (на глубине 1000 км температура Т=3000 К) и излучает в пространство тепло W=1,2*10 в 21 степени Дж. Извержение вулканов, парообразование и землетрясения связаны с наличием разогретых слоев.
6) Естественные радиоактивные изотопы встречаются всюду:

В воде;
Воздухе;
Почве;
Растениях;
Животных;
Продуктах питания;
Тканях человеческого организма.

В тканях организмов встречаются в основном и .

II Биологическое действие радиоактивных изотопов

Радиоактивное излучение губительно для живых организмов, хотя при облучении нет болевых ощущений. Чтобы описать количественно степень воздействия излучения на организм, вводят физические величины:

Поглощенная доза излучения — характеризует воздействие излучения на организм. Поглощенной дозой излучения называется отношение поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе облучаемого вещества.
D=E/m 1 Грэй=1 Дж/кг — единица измерения поглощенной дозы.
Фон не должен превышать D=2*10 в –3 степени Гр
Для работающих с излучением D=0,05 Гр/год
Смертельная доза D=3 - 10 Гр
При смертельной дозе молекулы ионизируются, перерождаются, возникают раковые опухоли. При дозе 6 Гр ионизируются 10 в 15 степени молекул воды
Экспозиционная доза характеризует действие излучения на воздух. Экспозиционная доза равна отношению электрического заряда ионов одного знака, возникающих в сухом воздухе при его облучении фотонами, к массе воздуха. X=Q/m 1 Кл/кг
1 Рентген — внесистемная единица измерения экспозиционной дозы.
1Р=2,58*10 в -4 степени Кл/кг
Если облучать мягкие ткани человеческого организма рентгеновским или гамма-излучением экспозиционной дозе 1Р соответствует поглощенная доза 8,8 мГр.
1Р приблизительно равен 8,8 мГр приблизительно 0,1Гр
Что же происходит при облучении смертельной дозой 6 Гр? При этом в организме выделяется энергия 420 Дж, равная энергии чайной ложки горячей воды. Но в организме ионизируется 10 в 15 степени молекул, сразу же начинаются биохимические изменения в клетке. Некоторые клетки изменяются сию минуту, некоторые – через десятилетия. Главное — нарушается функция деления клеток и образования новых клеток.

2 часть — практическая (ученик + сайт и учебник)

1. Учащимся предлагается Контрольный тест, содержащий вопросы, ответы на которые он может найти из лекции (1 часть), из учебника и из сайта.
2. Домашнее задание: отправить в Гостевую книгу сайта свои размышления по поводу следующих проблем:

Помог ли вам наш сайт осознать тот уровень опасности, который несет в себе управляемая и неуправляемая ядерная реакция?
Насколько актуальными вы считаете вопросы контрольного теста/ теста самоконтроля?
Повысила ли информация о применении ядерных взрывов в народном хозяйстве ваш уровень знаний по этому вопросу?
Считаете ли вы возможным выбрасывать в космос радиоактивные отходы с атомных электростанций?
Какие подручные средства защиты могли бы вы использовать при сиюминутном радиационном поражении?