Atomenergia PRO ÉS KONTRA - Értékfolytonosság 11. osztály – Modern fizika

81. fogás

Atomenergia PRO ÉS KONTRA -  Értékfolytonosság   

11. osztály – fizika  -  Modern fizika – összefoglalás

Feladat : a modelljátékok kipróbálása ; a szövegek insert -  olvasása, majd a „bírósági tárgyalás”  következik

Jelöljük ki az osztályban az ügyvédeket ( 3 vagy 2x3 fő); az ügyészeket ( 3 vagy 2x3 fő); az esküdteket ( 5 vagy 2x5 fő) ; és a bírót. A többiek a hallgatóságot alkotják.

A hallgatóság modell-játékokat próbálnak ki ( Tóth Eszter: Fizika IV. és Marx György nyomán) ill. kiszámolják, hogy mennyi sugárzás érheti őket évente

Az esküdtek  szövegei : - Lakossági kockázatok

   - Radioaktivitás;

  - Lélegezni veszélyes;

Az ügyészek vádbeszéde

Az ügyvédek védőbeszéde

Hajlított véleményvonal- más néven : ÉRTÉKFOLYTONOSSÁG

  - esküdtek állásfoglalása az atomenergia mellett illetve ellen.

Szólítsuk fel az "esküdteket", hogy képzeljenek el egy vonalat ( félkört) a földön, s jelöljük ki a két végét egy - egy székkel  - ezek jelképezik az atomenergiáról kialkotott két szemben álló nézetet. 

Az esküdtek álljanak a vonalra. Mindenkinek, aki a vonalra rááll, figyelembe vesszük a véleményét, semmiféle helyeslésnek vagy rosszallásnak helye nincs!

Bírói összegzés, ítélet ( az esküdtek véleménye,s a beszédek figyelembe vétele alapján)

ESKÜDTEK szövege

A)

 Marx György :Lakossági kockázatok

Az aggódás kora 

/ részlet/

- Aki megszületik, egyszer - valamilyen okból - meg is fog halni. Zérus kockázat éppúgy nem létezik, mint végtelen hosszú földi élet. Ezért a valószínűség és a kockázat kvantitatív megértésének a mai állampolgárok számára a demokratikus választások, döntések meghozatalához elengedhetetlen alapműveltség részévé kell válnia - érvelt Kemény János, aki a mindenki számára érthető BASIC számítógépnyelvet meg az e-mailt egyeteme minden hallgatója részére bevezette, és akit Carter elnök a harrisburgi reaktorüzemzavar kiértékelésére fölkért.

- Ha úttesten mégy át, előbb balra nézz, majd az úttest közepén jobbra - szoktuk oktatni gyermekeinket, de nem tesszük hozzá: - Nézz fölfelé is, épp nem dől-e rád egy kémény vagy nem zuhan-e fejedre egy repülő. - Pedig utóbbinak is zérustól különböző a valószínűsége! Az Egyesült Államokban például minden évben meghal egy-két ember a rázuhanó repülőgéptől, az ilyen halál kockázata (ott) 1 / 100 000 000 év körül járhat. Ezt köznapi tapasztalat alapján elhanyagolhatónak (értsd: gyakorlatilag zérusnak) ítélik.

A kockázat (rizikó, riszk mint "reszkíroz") matematikai értelmezése a következő: R = W·K, ahol W a bekövetkezés valószínűsége, K pedig a következmény súlyossága. (Bizonyosság esetén W = 1. Halálesetben K = 1.) A valószínűség értelmezése szerint, ha N személy mindegyikét ugyanakkora R kockázatnak tesszük ki, akkor a kollektív kockázat (a várhatóan okozott halálesetek száma) N·R. - Hogy egyszerűen beszélhessünk, vezessük be a mikrorízikó fogalmát: ez R = 1 / 1 000 000 kockázat. Ha egymillió embert egy mikrorizikó kockázatnak tesznek ki, akkor 1 halálos áldozat várható. Nemzetközi megítélés szerint ekkora kockázattal jár

2500 km utazás vonaton

2000 km utazás repülőn

80 km autóbuszon

65 km autón

12 km kerékpáron

3 km motorkerékpáron

egy cigarettát elszívni

két hetet dohányossal együtt élni

fél liter bort meginni

tíz napot téglaházban lakni

három napig Budapest belvárosában lélegezni

két percig sziklát mászni

őt éven belül méhcsípéstől szenvedni

tíz éven belül villámcsapást kapni.

Az adatokat nézve és a közvélekedéssel egybevetve látható, hogy az emberek egy míkrorizikót teljesen elfogadhatónak tartanak. Ezt tükrözi, pl. az Amerikai Kongresszus azon gyakorlata, hogy 1 mikrorizikó kockázatot még nem tekintenek figyelemre méltónak.

 

D)  ESKÜDTEK szövege

Mátraderecske / részlet /

Mátraderecske több mint 600 éves palóc település a Mátra északi peremén Budapesttől mindegy 120 km-re Heves megyében helyezkedik el.

Közkedvelt kiránduló- és gyógyfürdőhely. A község természeti kincsekben gazdag, fekvése szemet gyönyörködtető, levegője tiszta hegyi levegő. A Kincses gyógyfürdő vize bőr- és reumatikus betegségekre kedvező hatású.

A gáz, mind gyógytényező kutatása 1992-ben kezdődött a településen, a feltárás ma is tart.

A mátraderecskei széndioxid gyógygázfürdő

Vulkáni utóműködésként gyakran jelentkezik gázkiömlés, aminek összetevői a bőrön át, valamint a légzéssel a véráramába bejutva gyógyító hatást fejtenek ki. A geológusok az említett jelenséget MOFETTA-nak nevezik, mely geológiai adottságoknak megfelelően különböző összetételű lehet.
A széndioxid gáz balneoterápiás alkalmazása több évezredes múltra tekint vissza, az I. században Celsus és Plinius amfiteátrumszerűen kiképzett medencékben, mofettákban kezelték betegeiket. A XVI. században Paracelsus égési sérülések, fekélyek, női betegségek esetén használta a gyógygázt. Erdélyben a népi gyógyászatban 600 éve alkalmazzák. A széndioxid gáz értágító hatását 1858-ban Lister írta le.
A múlt században a kezelések továbbfejlesztése az 1929-1932. években R. Cobet, H. Hediger és G. Parade nevéhez fűződik.

A hatásmechanizmus ismertté válása és az utóbbi időkben ún. civilizációs betegségek leküzdésében elért gyógyeredmények ráirányították a figyelmet a CO2 gázfürdő kezelések jelentőségére. A gyógyászatban ma már méltó helyet tölt be a száraz CO2 gáz is, mint fizioterápiás tényező. A természetes széndioxid szárazfürdőt Európában (Románia, Lengyelország, Olaszország, Ausztria) évszázadok óta alkalmazzák. A gáz összetételétől függően az indikációs kör változik, a magas kéntartalmú erdélyi mofettákat elsősorban reumatológiai, mozgásszervi betegségekben alkalmazzák, a döntően széndioxidot tartalmazó szárazfürdő az angiológiai betegségekre is kiváló hatású.

Hazánkban az egyetlen gázfeláramlás Mátraderecskén található...

A mátraderecskei szén-dioxid gáz különlegessége a radontartalom, s mátraderecskei látogatásakor Teller Ede is arról beszélt, hogy jó lenne megállapítani, mikor veszélyes a sugárzás, és mikor pozitív hatású az immunrendszer stimulálásában. Az eddigi tapasztalatok alapján állítható, hogy kúraszerűen alkalmazva jó hatással van az immunrendszerre. 

 ÜGYVÉD 2

• Atomenergia, felhasználása, atomerőművek Magyaroszágon és a világban

Az atomenergia gyakorlatilag az atommagok ún. kötési energiáját jelenti. Az atommag átalakulások során az atommag energiájának egy része felszabadul és hasznosítható. Kétféle módon szabadítható föl energia: a maghasadás (fisszió) során nehéz atommagok hasadnak két könnyebbre, míg a magfúzió során könnyű magok (pl. hidrogén-izotópok) egyesülnek nehezebb, stabilabb magokká.

A maghasadás vagy magfúzió folyamataiként keletkező hőenergiát - a hagyományos, pl. széntüzelésű erőművekhez hasonló módon - áramtermelésre hasznosítják. A tüzelőanyag leginkább urán. Több reaktortípus létezik. Elsősorban gáz és vízhűtéses reaktorok terjedtek el. Vannak olyan reaktorok, amelyekben a hűtést víz tölti be, ezeket könnyűvizes reaktoroknak hívják. A nyomottvizes reaktorban a hűtőközeg folyadék, nem változik a sűrűsége. A reaktortartály aktív zónájában áramlik a hűtővíz. A tartály kovácsolt szénacélból készül, belseje rozsdamentes acél és a tetejét reaktorfedél zárja.

Az első működő atomreaktor a grafit-moderátoros Fermi-féle reaktor volt. 1942. december 2-án indult, de csak néhány percig működött, hogy igazolja az állításokat. Teljesítménye úgy 200 W lehetett. Később az ilyen típusú erőműveket csak az Egyesült Államokban csak plutónium előállítására használták, mert a működése instabil volt. A Szovjetunióban, mint Csernobilban energiatermelésre is használták. A nyomottvizes reaktorok, mint pl. a Paksi Atomerőmű sokkal stabilabbak.

Az atomenergia felhasználása:

• Az atomenergia felhasználásának egyik előnye, hogy megfelelő üzembiztonsági környezetben mentes a káros kibocsátásoktól, ezért a globális szennyeződések elmaradnak. Baleset esetén viszont a szennyező hatás igen jelentős. Költségnövelő tényező a radioaktív hulladék tárolása.
• A teljes hőenergia egy része nem alakítható át villamosenergiává, ez a környezetbe távozik hőveszteségként (mint minden hőerőmű esetében)
• Az atomenergiát hatékonyan és gazdaságosan használják az ipar, a mezőgazdaság, az egészségügy és a tudományos kutatások területein.
• Az energiaellátásban fontos szerepet játszik. Ezek az atomenergia békés célú felhasználási módjai. Ez azonban veszélyes is lehet, mert károsíthatja az egészséget és a környezetünket. Ezért megfelelő szabályozás és a fontos szabályok betartása mellett zajlik csak a munka.
• Sok hadsereg, valamint civilek is (például néhány jégtörő hajó) használják a nukleáris meghajtást.
• Az atomenergia azonban tömegpusztító fegyverként is használható, nukleáris fegyverként.

Atomerőművek Magyarországon és a világban:

 Magyarországon 1959-ben épült az első reaktor, az Magyar Tudományos Akadémia Központi Fizikai Kutató Intézetében, amely fizikai kutatások céljaira szolgált. 1971-ben üzembe helyezték a BME oktatóreaktorát, amely ma is működik, oktatási és kutatási célokra. Pakson 1982 és 1987 között négy reaktor kezdte meg működését - az atomerőmű jelenleg az ország villamosenergia-termelésének 40 százalékát adja.

Magyarországon jelenleg Pakson, a Paksi Atomerőmű Zrt. az egyedülálló atomerőmű.

ÜGYÉSZ 3 

 

Üzemzavarok a paksi atomerőműben

A paksi atomerőmű történetében eddig a 2003. április 10-én észlelt üzemzavar érte el a legmagasabb, hármas minősítést. Az 1983-ban felAvatott erőműben 1991 óta 380 olyan esemény történt, amely kivizsgálásra szorult, ezek közül csupán néhányat minősítettek üzemzavarnak.

1991. július 18. - Az atomerőmű egyes blokkjában 01 óra 05 perckor a Nemzetközi Nukleáris Eseményskála szerinti egyes fokozatú, azaz legalacsonyabb szintű üzemzavar (rendellenesség) történt: a reaktor nyomásmérő rendszerének egyik impulzusvezeték csatlakozásánál a kötőelem (hollander) tömítése meghibásodott. A bekövetkezett tömörtelenség miatt a kiáramló gőz abban a helyiségben lévő néhány mérőberendezés meghibásodását okozta, aminek következtében a reaktorvédelem működésbe lépett és a reaktort leállította. A hibafelderítés és -elhárítás érdekében a blokkot lehűtötték, és miután a helyét behatárolták, a tömörtelenséget megszüntették. A reaktort július 23-án újra bekapcsolták az országos hálózatba. Személyi sérülés és radioaktívanyag-kibocsátás a környezetbe nem történt...

 

 

A „hallgatóság” játékai:

A)    Ismerjük meg környezetünk sugárzásait!

A Szűcs-munkafüzet dobókockás kísérlete elé a radioaktivitás valószínűségi törvényének szemléltetésére Marx György: "A természet játékai" című könyvében olvasható több érdekes játék közül a legegyszerűbbet javasolom és idézem:
"Dobjunk egyforma pénzérméket egy dobozba, azután a becsukott dobozt erősen rázzuk meg. Ezután eltávolítjuk az összes "fej" helyzetű pénzt. Újra megrázzuk. A fejeket ismét eltávolítjuk. És így tovább, sokszor egymás után. (Ha például a rázások percenként követik egymást a pénzérmék száma T =1 perc felezési idővel csökken. A statisztikus ingadozásoktól eltekintve N = N₀/2^T. Egy tárgyi modell alapján szembeszökő, hogy a pénzérmék nem öregszenek. Úgy viselkednek, mint egy mesebeli város polgárai, ahol nincs születés és nincs betegség, a létszámot csak véletlen közlekedési balesetek apasztják.) "
Ez a játékos kísérlet azért tetszett meg, és ajánlom másoknak is, mert a szakköri foglalkozáson általában kevés gyermek van (12 körül szokott lenni), és ha minden gyerek egy pénzérmével játszik, úgy nem érvényesül a statisztikus jelleg. Az új kisméretű egy- vagy kétforintosból több százat is bedobhatunk a dobozba!
Egy osztálynyi diákkal (25-30 fő) a bomlás véletlenszerűségét legegyszerűbben fejenként 3 pénzérmével játszathatjuk el. Mindenki három pénzérmét (például 3 db 2 Ft-ost) ráz a kezében és adott jelre az asztalra borítja. Akinél mindhárom írás, az feláll (ez jelenti az épp elbomlott atommagot). Mindenkinek ugyanannyi volt az esélye, mégsem következett be egyszerre az esemény, és senki nem tudta előre hogy mikor következik. A megmaradó tanulókkal (még el nem bomlott atomok) ismételjük a kísérletet a pénzzel még néhányszor. Mindenki előbb-utóbb sorra kerül és a végén elfogynak az ülő tanulók, mint ahogy a természetben a radioaktív anyag atomjai is előbb-utóbb mind elbomlanak.

A radioaktív bomlás modellezése kockadobással
Ezután végezhetjük el a kockadobásos modellezést a Szűcs füzet szerint. "A radioaktív magok bomlásának véletlenszerűségét modellezhetjük számkockák dobásával. Vegyünk 20-30 darab számozott játékkockát, amelyeket egy dobozba helyezünk, majd a kockákat sík felületre borítjuk. Az elbomlott magokat például a  6-os jelű kockákkal modellezhetjük. "
A kockadobásokat táblázatba foglalva az is megállapítható, hogy mennyi a "dobások felezési ideje", hogy nyolc borítás után a kockák körülbelül hányad része marad meg, és ez körülbelül mekkora felezési időnek felel meg.

B)      A TENYÉSZTŐREAKTOR  - MODELLJÁTÉK

C)      KRITIKUS TÖMEG – MODELLJÁTÉK

D)     SUGÁRZÁS - SZÁMOLÁS