«Я познаю мир. Мой первый шаг в науку» Атомная энергия в медицине и разных отраслях производства - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
«Я познаю мир. Мой первый шаг в науку» Атомная энергия в медицине и разных отраслях - страница №1/1

Научно-образовательный профориентационный проект

«Я познаю мир. Мой первый шаг в науку»

Атомная энергия в медицине

и разных отраслях производства.

Выполняла

обучающаяся 8 б класса

МОУ УСОШ № 1 им. А. С. Попова

Баркова Кристина Александровна Контактный телефон:89157367282 Руководитель проекта

учитель географии

МОУ УСОШ № 1 им. А.С. Попова

Андрианова Татьяна Васильевна

Тел:89157363440

Удомля


2012

Содержание

1.Ведение……………………………………………………….3

Цель и задачи проекта…,,……………………………………..3

2.Из истории………………........................................................3

3.Анализ результатов социологического опроса ……… ……4

4.Использование атомной энергии в разных

отраслях производства ………………………………………..5

а) в медицине……………………………………………………5

б) в промышленности…………………………………………..8

в) в сельском хозяйстве…..…….………………………………9

г) в военной сфере…...………………………………………….9

6. Заключение.…………………………………………………..10

7. Список используемой литературы…………………………11

Введение

Удомельский край поистине уникальный, здесь воедино сплелись старинные традиции и яркая современность сегодняшних дней. Край шумящих лесов и необыкновенной красоты озёр, край седой старины, знавший множество выдающихся людей, прославивших Россию, со строительством атомного гиганта превратился в молодой, современный город атомной энергетики.

Я с детства слышу такие слова, как «атомная электростанция», «атомная энергия», «атомное ядро», «атомный реактор». В нашем городе построена АЭС. Я знаю, что на атомных электрических станциях ядерная энергия используется для получения тепла, используемого для выработки отопления и электроэнергии.

Мне стало интересно узнать, где и как ещё можно использовать атомную энергию? Поэтому я решила работать по данной теме.



Цель проекта

Узнать, как используется атомная энергия в медицине и разных отраслях производства.



Задачи

  1. Изучить литературу по данной теме.

  2. Познакомиться с историей развития атомной энергии.

  3. Показать роль атомной энергии в разных сферах.

  4. Провести социологический опрос жителей города Удомля.

Из истории

Уже в конце 20 века проблема поиска альтернативных источников энергии стала весьма актуальной. Несмотря на то, что наша планета поистине богата природными ископаемыми, такими как нефть, уголь, древесина и т.д., все эти богатства, к сожалению, исчерпаемы. К тому же, потребности человечества растут с каждым днем, и приходится искать всё более новые и совершенные источники энергии. На протяжении долгого времени человечество находило те или иные варианты решения вопроса альтернативных источников энергии, но настоящим прорывом в истории энергетики стало появление ядерной энергии. Ядерная теория прошла долгий путь развития, прежде чем люди научились применять её в своих целях. Всё началось ещё в 1896 году, когда А.Беккерель зарегистрировал невидимые лучи, которые испускала урановая руда, и которые обладали большой проникающей способностью. В дальнейшем это явление получило название радиоактивности. История развития ядерной энергии содержит в себе несколько десятков выдающихся фамилий, в том числе и советских физиков. Завершающим этапом развития можно назвать 1939 год - когда Ю.Б.Харитон и Я.Б.Зельдович теоретически показали возможность осуществления цепной реакции деления ядер урана – 235. Далее развитие ядерной энергетики шло семимильными шагами. По самым приблизительным подсчетам энергию, которая выделяется при расщеплении 1 килограмма урана, можно сравнить с энергией, которая получается при сжигании 2 500 000 кг каменного угля.

Но из-за начавшейся войны, все исследования были перенаправлены в военную область. Первым примером ядерной энергии, который человек смог продемонстрировать всему миру, стала атомная бомба... Потом водородная.… Лишь спустя годы научное сообщество обратило свое внимание на более мирные области, где применение ядерной энергии могло бы стать действительно полезным. Так начался расцвет самой молодой области энергетики. Стали появляться атомные электростанции (АЭС), причем первая АЭС была построена в городе Обнинске Калужской области. На сегодняшний день насчитывается несколько сотен атомных электростанций по всему миру.



Анализ результатов социологического опроса

Несмотря на прогресс, достигнутый в атомной науке, до сих пор достижения этих технологий для большинства народа незнакомы. Когда же заходит разговор об атомной энергии, то в умах людей рисуется либо ядерный гриб от взрыва атомной бомбы, либо атомный реактор для производства электричества, и лишь небольшое количество людей может понять ту роль, которую играет атомная наука в обеспечении каждодневных человеческих потребностей.

К этому мнению я пришла, проведя социологический опрос среди жителей города Удомля. 40 человек ответили на вопрос, в каких отраслях производства используется атомная энергия.

Результаты опроса таковы:



  • в энергетике - 36 человек,

  • для создания ядерного оружия - 32 человека,

  • в медицине – 15 человек,

  • в сельском хозяйстве – 5 человек,

  • в промышленности – 10 человек,

  • затрудняюсь ответить – 4 человека.

Использование атомной энергии в разных отраслях производства

Область применения ядерных реакций очень обширна. Ядерные реакции проникли практически во все сферы деятельности человека. Рассмотрим их по отдельности.

Медицина


Существуют так называемые биогенные элементы – основные элементы, входящие в состав человеческого организма. Современная наука позволяет создать радиоактивные изотопы биогенных элементов. Если вводить их в организм в очень больших количествах, можно с их помощью следить за процессами обмена веществ, за деятельностью тканей и органов человеческого организма. Соответственно, с помощью изотопов можно обнаруживать отклонения от нормального функционирования. Например, накопление изотопа, введённого с глюкозой, в каком – либо органе или ткани, свидетельствует об интенсивном метаболизме – то есть, о наличии быстро делящихся клеток. Так удаётся обнаружить опасное онкологическое заболевание на ранней стадии и начать лечение с гораздо более высокими шансами на успех.

Особо интересен метод, как позитронно - эмиссионная томография (ПЭТ). Позитронно – эмиссионный томограф регистрирует гамма – излучение, возникающее при аннигиляции позитрона и электрона. Этот прибор весьма дорогой – но с его чувствительностью и точностью в детектировании нарушений деятельности органов не сравнится даже компьютерная томография, совсем ещё недавно казавшаяся чудом техники.

Специально подобранные радиоактивные изотопы могут использоваться и для лечения онкологических заболеваний. Первый из них стал радий (Ra). После его открытия в 1898 году среди прочих его свойств обнаружилась способность разрушать раковые клетки – за счёт воздействия на них испускаемого радием ионизирующего излучения. При выборе изотопов для лучевой терапии важно подобрать радионуклиды, создающие лечебную дозу излучения в поражённой области при минимальном воздействии на здоровые ткани. Для этого радиофармпрепараты переводят в удобные формы – растворы, суспензии, гранулы, иглы, проволоку, аппликационные повязки и пр. При лечении с использованием радиоизотопов отсутствуют осложнения (в отличие от химиотерапии и хирургического вмешательства).

Сегодня ядерная терапия стала эффективным средством лечения и дала новую надежду на выздоравливание многим пациентам. При лечении радием кожный рак излечивается в 98% случаев, рак губы в 87%, рак полости рта в 47 – 50%, рак желудка в 35 – 40%, грудной железы до 40% и т.д. При условии современного распознавания и лечения рак почти полностью излечим.

Используемые изотопы (примеры)



Изотоп

Кислород-15



Фосфор-32


Кобальт-60

Иттрий-90





Технеций-99m



Йод-131


Золото-198





Применение

Исследование функции легких, центральной и периферической систем кровообращения

Для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии опухолей

При лечении опухолей женских половых органов, рака слизистой оболочки рта и легкого, опухолей головного мозга и др.

Для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии (при лечении опухолей женских половых органов).

Диагностика опухолей головного мозга и др.

Исследования йодного обмена, легких, головного мозга, функции почек, печени и др.

Исследование легких, печени, головного мозга и др.




Однако есть область гораздо более молодая, где использование атомной энергии сулит науке огромный шаг вперёд. Я говорю о меченых атомах.

Представьте себе трудности, с которыми сталкивается учёный, пытаясь изучить химические превращения веществ в живом организме. Он попадает в положение человека, которому предстоит узнать устройство часового механизма, не раскрывая крышки часов. Всякая попытка “открыть крышку” – всякое вмешательство в процессы жизнедеятельности – ведёт к изменению нормально протекающих процессов, а то и к полному их прекращению. Наши представления об обмене веществ в организме добыты так называемым индуктивным методом, т.е. перенесением на организм данных о химических реакциях, которые мы наблюдаем в пробирке в соках и жидкостях, полученных из организма. Биохимия и создана, в основном, методами такой индукции. Однако недалеко не все процессы можно воссоздать в пробирке. Наилучшим методом для изучения обмена веществ была бы отметка тем или иным образом атомов, вводимых в частицы, которые не виданы в сильнейшие микроскопы, один миллион которые едва составит толщину человеческого волоса? Умение метить атомы есть одно из замечательнейших достижений науки последних лет. На помощь человеку здесь пришла энергия распада атомов.

Подвергая атомы ударам быстро движущихся нейтронов, учёные получили новые атомы, с иными химическими свойствами и новым атомным весом. Удалось осуществить мечту алхимиков о превращении одних элементов в другие. Однако не в этом состояло главное значение этого замечательного открытия. Оказалось, что атомы новых, добытых таким образом элементов неустойчивы и распадаются подобно радиоактивным атомам, выделяя альфа - бета - и гамма - лучи. Это явление было названо искусственной радиоактивностью.

Меченые атомы теперь помогают установить, как развиваются невосприимчивость к заразным болезням, с какой скоростью и из каких составных частей образуются в организме вещества белковой природы, которые препятствуют развитию заразной болезни.

Цель таких исследований – найти наиболее действенные средства борьбы с заразными болезнями, способы их предупреждения

Меченые атомы используются также для изучения обмена веществ в микробной клетке. Значение таких исследований станет ясным, если вспомнить, что с жизнедеятельностью микробов связаны целые отрасли промышленности, например пивоваренная, спиртовая и ряд других.

Промышленность

Радиоактивные изотопы стали широко применяться в промышленности для автоматизации производственных процессов и контроля над ними в аналитической химии, в производстве строительных материалов, для повышения чувствительности химического анализа, контроля утечек химических продуктов.

Получение новых полимеров, определение структуры и дефекта сплавов, исследование смазочных материалов в трущихся частях машин, осуществляется при непосредственном участии ядерной энергии.

При помощи радиации определяют толщину бумаги или пластика. По интенсивности бета- лучей, проходящих сквозь лист можно обнаружить даже небольшую неоднородность его толщины.

Ещё одним направлением мирного использования ядерной энергии были ядерные взрывы в народно – хозяйственных целях. С их помощью решались такие задачи:

- глубинное зондирование с целью разведки полезных ископаемых;

- интенсификация добычи нефти и газа;

- создание подземных резервуаров;

- перемещение грунта;

- гашение газовых фонтанов;

- разрушение монолитности пород;

- другие задачи.

Сельское хозяйство

Страны широко применяют атомную энергию в сельском хозяйстве. Обработка полей раствором из радиоактивных веществ, который увеличивает процесс роста семян и урожая на полях на 20 – 30%.

Старые семена, потерявшие способность к росту, вновь приобретают способность расти после облучения. Новые семена приобретают свойства предохранения животных от облучения. Облучение куриных яиц ведёт к ускорению развития цыплят. За счёт радиоактивных веществ животным ставят диагнозы и назначают им лечение.

Атомная энергия применяется в предотвращении порчи сельскохозяйственных продуктов при хранении.

Продукты питания – фрукты, мясо, облучают гамма- лучами, чтобы они оставались свежими.

Военная сфера.

К сожалению, ядерная энергетика используется не только в мирных целях. Она используется в ядерном оружии.



Действие ядерного оружия основано на том, что неконтролируемый выброс огромного количества ядерной энергии приводит к страшному взрыву. В конце второй мировой войны США сбросилиатомные бомбы няпонские города Хиросиму и Нагасаки. Сотни тысяч людей погибли. Атомные бомбы основаны на реакциях деления, водородные на реакциях синтеза.

Заключение



Энергия - основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса – требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше. На сегодняшний день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные корабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атома осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы. Применение ядерной энергии в современном мире оказывается настолько важным, что если бы мы завтра проснулись, а энергия ядерной реакции исчезла, мир, таким, каким мы его знаем, пожалуй, перестал бы существовать.

Человечество получило доступ к громадному и потенциально опасному источнику энергии, который нельзя ни закрыть, ни забыть, его нужно использовать не во вред, а на пользу человека.

Список используемой литературы



  1. А. Белова Ядерные знания - будущему поколению (pdf, 776 Кб) ("Обнинский вестник", №32 (259), 01.05.2008).

  2. Жизнь и атомная энергия Э. ДЖ. Холл

  3. А.А. Акатов, Ю.С. Коряковский. Ядерная энергия на службе человечества. Москва, «Общественный совет», 2009