Тема: Надзвичайні ситуації техногеного походження. (11 клас)
Мета: Ознайомити учнів із надзвичайними ситуаціями, із радіаційно-небезпечними об’єктами, виховати почуття обов’язку перед природою, розвинути дисциплінованість та відповідальність .
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Вид уроку: лекція.
Наочність: плакати та схеми.
Обладнання: відеопроектор.
Тривалість: 45 хвилин.

План уроку:
1.    Радіація і життєдіяльність.
2.    Радіоактивні відходи (РАВ).
3.    Дослідницькі атомні реактори.
4.    Джерела іонізуючого випромінювання.
5.    Аварійні інцеденти на АЕС.
6.    Одиниці виміру радіації.
7.    Дія радіоактивного випромінювання.
8.    Норми радіаційної безпеки.

Хід уроку
І.  Організаційна частина.
Заходжу в клас. Вітаюся з учнями. Дозволяю їм сісти на свої місця. Запитую чергового – хто відсутній. Перевіряю готовність учнів до уроку. Сьогодні ми з вами будемо вивчати нову тему “ Надзвичайні ситуації техногеного походження”, зосередьтися будь-ласка.

ІІ.  Пояснення нового матеріалу.
Радіація і життєдіяльність. До типових радіаційно небезпечних об'єктів РНО відносяться:
— атомні електростанції (АЕС), підприємства з виготовлення ядерного палива, з переробки ядерного палива і поховання радіоактивних відходів;
— науково-дослідницькі та проектні організації, які працюють з ядерними реакторами; ядерні енергетичні установки на об'єктах транспорту.
На території України діють 5 атомних електростанцій з 16-ма енергетичними ядерними реакторами і 2 дослідних ядерних реактора та більше 8-ми тисяч підприємств і організацій, які використовують у виробництві, науково-дослідній роботі та медичній практиці різноманітні радіоактивні речовини, а також зберігають та переробляють радіоактивні відходи.
Радіаційні аварії — це аварії з викидом (виходом) радіоактивних речовин (радіонуклідів) або іонізуючих випромінювань за межі не передбачені проектом для нормальної експлуатації радіаційне небезпечних об'єктів, в кількостях, що перевищують установлені межі їх безпечної експлуатації.
Атомні електростанції. Найнебезпечнішими із всіх аварій на РНО є аварії на атомних електростанціях з викидом радіонуклідів в атмосферу і гідросферу, що призводить до радіоакгивного забруднення навколишнього середовища. На території України трансграничним джерелом потенційної небезпеки є аварії З викидом радіоактивних продуктів на 'АЕС інших держав.
При прогнозуванні та оцінці радіаційної обстановки передбачається два види можливих аварій, при яких створюється небезпечна радіаційна обстановка на місцевості, що потребує здійснення заходів щодо захисту населення — це гіпотетична аварія та аварія з руйнуванням реактора.
Гіпотетична аварія — аварія, для якої проектом не передбачаються технічні заходи, що забезпечують безпеку АЕС. При викиді радіоактивних речовин в атмосферу виникає небезпечна радіаційна обстановка, що може призвести до опромінення населення.
Вона супроводжується руйнуванням трубопроводів з тепло¬носієм, ушкодженнями реактора і герметичних зон, відмовою систем керування і захисту, що викликає миттєву втрату герметичності конструкцій реактора, оплавлення тепла видільних елементів і викид радіоактивних речовин з потоками пари в .Навколишнє середовище. Разок з тим можливе розкидання радіо.чкіионил уламків конструкцій паливних елементів.
Наслідки аварій і руйнування об'єктів із ядерними компонентами характери¬зуються насамперед масштабами радіоактивного забруднення навколишнього сере дов'іще і опромінення населення. Вони залежать від геофізичних параметрів атмосфери, що визначають швидкість розносу викиду; від розміщення людей, тварин, сільськогосподарських угідь, житлових, громадських і виробничих будівель у зоні аварії; від здійснення захисних заходів та ряду інших чинників.
Основними визначальними чинниками радіоактивного забруднення навко¬лишнього середовища і опромінення населення є ізотопний склад, активність і дин.'.міка викиду радіонуклідів в атмосферу. В практиці експлуатації АЕС мали місце численні випадки викиду радіонуклідів за межі станції. Особливо серйозні радіаційні наслідки пов'язані з аварією на Чорнобильській АЕС. Внаслідок вибуху реактора четвертого енергоблоку станції відбулося часткове руйнування реакторного залу і даху машинного залу. У реакторному залі виникла пожежа. Через пролом у будинку на територію станції була викинута значна кількість твердих матеріалів: уламків робочих каналів, таблеток двоокису урану, шматків графіту й уламків конструкцій. Утворилася гідроаерозольна хмара з потужною радіаційною дією, котра поширилася на значну відстань.
Тривалий час викидів, проникнення частини аерозоліз в н.'жні шари тропосфери зумовили утворення великих зон радіоактивного забруднення, що вийшли зд межі Укр.іїни. Радіоактивне забруднення мало вид локальних плям. Сформувались зчачні за площею зони, де були перевищені допустимі рівні з<чбруднеі ін.н небезпечними радіонуклідами — плутоніем-239, стронцісм-90 і цезієм-13 7. Вся це призвело до радіоактивного забруднення води і харчових продуктів, особливо молочних, яке у баггто разів перевищувало не лише фонові, але і нормативні показники на значній часіині території України, країг ближнього і далекого зарубіжжя.
Гому рбзробку заходів щодо захисту населення в районах розкіщсіічя АЕС необхідно здійснювати з врахуванням найважчого варіанту ро;;витку аварії. В атмосферу може бути викинуто до 100% шляхетних газів, йоду, цезію і телуру, 10-30% стронцію і до 3% таких радіонуклідів, як рутеній і лантан. Загальна активність викиду при аварії може досягти 10% загальної активності реактора на момент його зупинки або руйнування.
Радіоактивні відходи (РАВ). На території України розташовано понад 8000 різних установ та організацій, діяльність яких-призводить до утворення радіоактивних відходів.
Основними джерелами радіоактивних відходів і місцями їх концентрування є:
—- АЕС (накопичено 70 000 м3 РАВ);
— уранооидобувна і переробна промисловість (накопичено 65,5 млн. тонн РАВ);
—    медичні, наукові, промислові та інші підприємства і організації.
радіоактивних відходів та джерел іонізуючого випромінювання (ДІВ) від усіх цих підприємств та організацій, незалежно від їх відомчої підпорядкованості, здійснює Українське державне об'єднання "Радон" (накопичено 5000 м3 РАВ);
— зона відчуження Чорнобильської АЕС (понад 1,1 млрд. м3 РАВ);
— підприємства з поховання радіоактивних відходів. Поховання джерел іонізуючого (гама- та нейтронного) випромінювання має проводитися тільки у спеціалізованих сховищах шляхом безконтейнерного розвантаження джерел, проте в Україні ДІВ ховають здебільшого у захисних контейнерах. Зараз сховища для твердих РАВ заповнені майже повністю або на 80—90% на більшості спецпідприємств, крім Харківського та Львівського спецкомбінатів.
Дослідницькі атомні реактори. На території України знаходяться 2 дослідницьких реактори, які розташовані у м. Києві та у м. Севастополі. Небезпека від можливої аварії на реакторах загрожує радіоактивним викидом у першу чергу населенню міст, у яких вони розташовані. За архівними даними, на Київському реакторі були аварії у 1968, 1969 і 1970 роках. Тільки у 1968 році в навколишнє середовище було викинуто 40 кюрі радіоактивного йоду, що перевищило допустиму норму у 400 разів. 04.02.70 р. на реакторі в результаті аварії було опромінено 17 чоловік. Крім того, реактори знаходяться в зоні польотів повітряного транспорту.
Підприємства з видобутку та переробки уранових руд знаходяться у Дніпропетровській, Кіровоградській та Миколаївській областях і належать до виробничого об'єднання "Східний гірничо-збагачувальний комбінат" (ВО СГЗК).
Переробка уранових руд з метою отримання закису-окису урану виконується на гідромеїалургійному заводі ВО СГЗК, що знаходиться у промзоні міста Жовті Води Дніпропетровської області. Характерним для уранодобування та уранопереробки є те, що майже всі їх відходи є джерелами радіоактивного забруднення навколишнього середовища.
Джерела іонізуючого випромінювання в промисловості, медицині, дослідженнях та сільському господарстві. Україна належить до держав з дуже розвинутим використанням джерел іонізуючого випромінювання (ДІВ) у всіх галузях господарчої та наукової діяльності. Нині в державі існує близько 8000 підприємств та організацій (тільки по місту Києву — близько 400), які використовують більше 100 тисяч ДІВ.
Аварійні інциденти на атомних електростанціях. За даними МАГАТЕ на кінець 1987 року в 26 країнах нараховувалося 417 діючих АЕС. З 1971 по 1984 роки на АЕС зареєстрована 151 аварія, а в 1986 р. найбільша в світі — на ЧАЕС. Існує серйозна проблема із захороненням радіоактивних відходів з АЕС. Крім цього, над нашими головами літає сотня супутників з ядерними енергоносіями на борту, на яких час від часу стаються аварії.
Розрізняють:
— природну радіоактивність, яка є результатом розпаду важких елементів, що існують у природі (урану, торію тощо) та кількох елементів середньої ваги, особливо калію, а також рубідію (бета-випромінювач). Разом з продуктами розпаду і радіонуклідами, утвореними при взаємодії космічного проміння з атмосферою, вони становлять природну радіоактивність;
— штучну радіоактивність, яка є результатом свідомої діяльності людини. Це
апробування ядерної зброї (атмосферні, наземні і підземні вибухи), ядерні реактори, прискорювачі тощо. Штучна радіоактивнісіь широко використовується в техніці, науці, медицині та інших галузях. Внаслідок цього, звичайно, поступово збільшується і радіаційний фон Землі.
Одиниці виміру радіації. Одиниці активності — кюрі (Кі), беккерпль (Бк). Кюрі — це активність препарату, в якому відбувається 37 мільярдів розпадів за секунду. Вона відповідає випромінюванню 1 грама радію за секунду. В Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю радіоактивності прийнято беккерель (Бк), що оідпоііідає одному розпаду за секунду для будь-якого радіонукліду .
Дія радіоактивного випромінювання. Щодо біологічних об'єктів (зокрема людини) вона вимірюється кількістю певної енергії, що призводигь до руйнування біологічних структур. При проходженні через різні об'єкти випромінювання в результаті зіткнення з атомами (і атомними електронами) цей об'єкт втрачає частину (або всю) своєї енергії, що поглинається масою опромінюваного середовища.
Дози випромінювання. Одиниця поглинутої дози випромінювання зветься грей Гр; (1 Гр = Дж/кг), — це така кількість поглинутої дози, коли одним кілограмом опромінюваного зразка поглинається енергія в 1 джоуль- існує ще спеціальна одиниця вимірювання поглинутої дози — рад (1 рад =100 ерг/г = 1*10-2 Гр). Потужність поглинутої дози визначається величиною рад/с.
Іноді для рентгенівського 1 гама-випромінювання використовують так звану експозиційну дозу, одиницею якої є рентген (Р). Можна вважати, що 1 Р = 1 рад = 0,01 Гр. Відповідно потужність дози визначаєіься аелґ'іиною Р/год = 1000 мР/ год = 106 мкР/год.
Для оцінки впливу випромінювання на біологічні об'єкти використовують поняття еквівалентної дози, яка визначається в одиницях бер (біологічний еквівалент рада):
1 бер = 100 ерг/г/0 +1 10-2 Дж/кг/0 + 0,01 Гр/0 = 0,01 Зв (при 0=-1).
Тут введемо так званий коефіцієнт якості О. Він вррховує, що при однаковій поглиненій дозі альфа - випромінювання значно небезпечніше, ніж бета - чи гамма-випромінювання. Отже, дозу треба помножити на коефіцієнт, що відбиває здаїність випромінювання даного виду пешкоджуяати тканини організму. Альфа -випромінювання вважається при цьому в двадцять разів небезпечнішим, ніж інші види випромінювання. Перераховану таким способом дозу називакуіь еквівалентною дозою, її вимірюють у системи СІ одиницями, які називають зівертами (Зв). Потужність еквівалентної дози - Н - відношення прирощення еквівалентної дози аН за інтервал часу. Одиниця дози — 1 бер за 1 секунду (бер/с).
Слід також враховувати, що різні частини тіла людини (органи, тканини) мають різну чутливість до опромінювання. Тому дози опромінювання органів і тканин також слід враховувати з різними коефіцієнтами. Коефіцієнти радіаційного ризику для різних тканин (органів) людини внаслідок рівномірного опромінення всього тіла вс'ановлені Міжнародною комісією з радіаційного захисту для вирахування ефективної дози, мають такі значення:
0,03 – кісткова тканина;
0,03 – щитовидна залоза;
0,12 – черпоний кістковий мозок;
0,12 – легені;
0,15 — молочні залози;
0,24 — яйники або сім'яники;
0,30 — інші органи:
1,00 —організм в цілому.
Тому, якщо помножити еквівалентні дози на відповідні коефіцієнти і підсумувати їх по всіх органах, матимемо ефективну еквівалентну дозу. Вона показує сумарний ефект опромінювання для організму і також вимірюється в зівертах.
Оскільки періоди піврозпаду різних радіонуклідів мають широкий діапазон і деякі радіонукліди розпадаються дуже повільно (десятки, сотні, а то й тисячі років), то введене ще одне визначення - очікувана (повна) колективна ефективна еквівалентна доза. Так називають колективну ефективну дозу, яку одержує багато поколінь людей від радіоактивного джерела за весь час його існування.
Зовнішнє і внутрішнє опромінювання розрізняють стосовно різних джерел. Зовнішнє — це опромінювання, яке одержує біологічний об'єкт від зовнішніх джерел випромінювання. Внутрішнє — це результат опромінювання продуктами розпаду радіонуклідів, що потрапляють в організм людини чи тварини з їжею, з повітрям при диханні, з димом тощо.
Слід відзначити, що відразу після Чорнобильської аварії важко було визначити, яке опромінення було небезпечнішим. Проте в подальшому внутрішнє опромінення власне і визначає надходження радіонуклідів до організму, де вони, залежно від елемента, можуть осідати.
Залежно від розподілу в тканинах організму вирізняють такі радіонукліди:
остеотропні, що накопичуються в кістках (сгронцій, кальцій, барій, радій, ітрій, цирконій, плутоній); ті, що затримуються в печінці (до 60%) і скелеті (до 25%) -мерій, лантан, прометій; ті що розподіляються рівномірно (тритій, вуглець, залізо, полоній, інертні благородні гази); ті, що залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій); селезінці та лімфатичних вузлах (ніобій, рутеній); щитовидній залозі (йод).
Радіоізотопи йоду в щитовидній залозі концентруються в 100-200 разів більше, ніж у інших тканинах і органах. Руйнування залози починається при дозі опромінення, що рівна 100 Гр.
Норми радіаційної безпеки. Систему дозових меж і принципи їх застосування наведено у нормах радіаційної безпеки України (НРБУ-97) затверджених наказом МОЗ України від 14.07.97 р. №208,-де передбачено три категорії людей, які можуть бути опромінені: А -персонал (люди, які постійно працюють в умовах опромінення);
Б ~ обмежена частина населення, яка безпосередньо не працює з опроміненням, але за умовами роботи або, проживання може потрапити під дію опромінювання;
В — населення області, краю, країни.
Межа річного надходження (МРН) — допустимий рівень надходження радіонуклідів в організм для осіб категорій Б, це таке надходження радіонуклідів в організм впродовж року, яке за 70 наступних років створить у критичному органі максимальну еквівалентну кількість на рівні межі дози.
Межа дози (МД) — основна дозова межа для категорії Б. МД — таке найбільше середнє значення індивідуальної еквівалентної дози за календарний рік, при якому рівномірне опромінення впродовж наступних 70 років не може призвести до небпагополучних змін у стані члороп'я. що можуть бути виявлені гуилгпкми метопами
Граничне допустима доза (ГДД) — поняття аналогічне МД, але для категорії А.
Критичний орган — тканина, орган або частина тіла, опромінення якої в умовах нерівномірного опромінення організму може заподіяти найбільшої шкоди здоров'ю даної особи. Залежно від цього виділяють три групи критичних органів, а саме:
І — все тіло, гонади та червоний кістковий мозок;
II — м'язи, щитовидна залоза, жирові тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталики ока та інші органи, крім тих, що належать до першої і третьої груп;
ІІІ — шкіряний покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, гомілки, стопи. Одиниця дози — бер.
Поглинена доза Д — основна дозиметрична величина, що дорівнює відношенню середньої енергії, переданої іонізуючим випромінюванням речовини, до маси речовини. Одиниця дози Д рад (або Гр).
Основні дозові межі опромінення. Для кожної категорії, що опромінюється, встановлюються дозові межі і припустимі рівні, що відповідають основним дозовим межам (табл.1). Додаткові обмеження існують для жінок репродуктивного віку.
Дозу зовнішнього опромінення і попадання радіонуклідів в організм під час атомних аварій передбачити неможливо. Опромінення персоналу під час аварій вище дозових меж може бути лише тоді, коли немає, можливості вжити заходів, ' що виключають їх перевищення, і може бути виправдане лише врятуванням людей, необхідністю запобігти дальшому розвитку аварій та опроміненню більшої кількості людей.
Обмеження опромінення населення (категорія В) зумовлюється регламентацією - та контролем радіоактивності довкілля. Опромінення категорії В не повинно бути вищим, ніж опромінення категорії Б.

Таблиця 1. Дозові межі опромінення
Дозозімежі сумарного внутрішнього і зовнішнього опромінення, бер за календарний рік
Група критичних органів

1
2
3

Категорія А       ГДД
5
15
30

Б МД
0.5
1.5
3


При підрахунку наслідків аварії надзвичайно важливо визначити величину колективної дози опромінення, яку зібрала в себе популяція — всі ті, на кого безпосередньо чи посередньо вплинуло опромінення. У випадку Чорнобильської катастрофи така доза сягає мільйонів людинобер.
Поняття ризику. Щоб викликати гостре пошкодження організму, дози опромінення повинні перевищувати певний рівень. Якщо одноразово отримана доза опромінення людини досягає 400 бер, то в 50 % випадків це призводить (без меди"ної допомоги) до летального результату.
Опромінення, що перевищує 100 бер, призводить до променевої хвороби (в 50 бер). Навіть при відносно великих дозах опромінення не всі люди приречені на хворобу: механізми, що діють в організмі людини ліквідують пошкодження, викликані радіацією. Будь-яка людина, що потрапила під дію опромінення, зовсім не обов'язково повинна захворіти раком або стати носієм спадкових хвороб. Проте імовірність або ризик таких наслідків у неї більший, ніж у людини, яка не була опромінена; і ризик тим більший, чим більшою була доза опромінення.


ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.
1.    Які ви  знаєте аварії техногеного походження?
2.    Що таке радіація?
3.    Які ви знаєте джерела радіоактивних відходів?
4.    Назвіть види радіоактивності?
5.    Що таке:
а) межа дози;
б) гранично-допустима доза;
в) поглинена доза.
6. Як ви розумієте “поняття ризику”?

IV.     Підсумок уроку.
Бачу ви непогано засвоїли новий матеріал. Можливо виникли якісь запитання до мене? (якщо є запитання, то відповідаю на них).
Урок закінчено.
До побачення.