Россия — мои горизонты. 18 января. 10 класс «Россия — страна атомных технологий»

Россия — мои горизонты. 18 января. 6 класс «Россия — страна атомных технологий»

Профориентационное занятие «Россия — страна атомных технологий: узнаю о профессиях и достижениях в атомной отрасли»

 

Введение

 

 

Вступительное слово

 

Слово педагога: Добрый день, ребята! Сегодня на занятии речь пойдёт о достаточно молодой сфере, которая ещё даже не отметила своё 80-летие — я говорю об атомной промышленности, атомных технологиях. Фактически, человек только начал осваивать неисчерпаемый источник энергии — силу атома. Но уже сегодня в России 11 атомных электростанций, которые вырабатывают около 20% всего производимого электричества. При этом наша страна — родоначальник промышленного использования атомных электростанций, обладательница единственного в мире атомного ледокольного флота и каждый год продолжает ставить всё новые атомные рекорды. Ведь атом — это не только безопасная и надёжная энергия, но и медицина, квантовые технологии, питьевая вода, безопасные продукты питания, передовые материалы, изучение планет и раскрытие тайн рождения самой Вселенной.

По всей России работают профессионалы атомной промышленности — они обеспечивают бесперебойную и безопасную работу всех атомных объектов. Сегодня мы подробнее поговорим о достижениях нашей страны в области атомных технологий и поймём, какие именно специалисты здесь работают. А для начала, чтобы поближе познакомиться с отраслью, предлагаю переместиться в тематический павильон «Атом» выставки-форума «Россия».

Внимание на экран!

 

 

Видеоролик с выставки «Россия»: павильон «Атом»

 

 

Обзор отрасли. Было-стало

 

Игра «Было-стало»

 

Слово педагога: Атомы — это крошечные частицы, из которых состоит вся материя во Вселенной. Энергия атома сосредоточена в его ядре — это сила, удерживающая компоненты ядра, связанные друг с другом. Для того, чтобы она могла быть преобразована, например, в электричество, она должна быть из него высвобождена. Человек понял, как это сделать: он укротил ядерную энергию и смог использовать её в своих целях.

Отечественную атомную промышленность создавали множество выдающихся учёных и инженеров. Благодаря их усилиям появился исключительный по своим масштабам и задачам комплекс с десятками научно-исследовательских институтов и промышленных предприятий. Атомной промышленности ещё нет и ста лет, но за это время она уже успела пройти огромный путь, полный удивительных открытий и достижений.

Раздайте каждой группе комплект материалов для проведения игры.

Перед вами линия времени и различные факты, ваша задача — распределить эти факты по линии времени в правильном порядке. Попробуем?

Обучающиеся выполняют задание. Представители групп могут озвучить свои ответы. Сверить ответы можно с помощью слайда «Было-стало: ответы».

Факты в правильном порядке:

1869 — Д. И. Менделеев создаёт периодическую таблицу элементов, где предсказывает существование ещё не открытых элементов. Появление таблицы становится стимулом к новым исследованиям. Уже к концу века открыто явление радиоактивности. (3)

1945 — 20 августа победного года — День рождения атомной промышленности. Созданы Специальный комитет при Государственном комитете обороны и Первое главное управление. (1)

1950-е — Построена первая в мире атомная электростанция, вокруг которой разрастается наукоград Обнинск (1954). Спущен на воду первый в мире атомный ледокол «Ленин» (1957). Отечественные учёные первыми в мире научились использовать энергию атома в мирных целях. (5)

1980 — Меньше, чем через 30 лет после создания первой АЭС, в стране работают 4 реактора- миллионника, выдающие мощность до миллиона киловатт. (6)

Начало 1990-х — Перемены в стране приводят к угрозе полностью потерять атомную энергетику. Полностью остановлено сооружение 12 атомных энергоблоков. (8)

2000 — К началу нового тысячелетия атомная энергетика первой из отраслей промышленности России достигла доперестроечного уровня производства. (4)

2020 — В начале этого десятилетия было подано тепло от единственной в мире плавучей атомной электростанции (ПАТЭС). Она даёт энергию Чукотке. (7)

 

2023 — К сегодняшнему дню введён в строй 21 энергоблок АЭС в России и за рубежом. Установлен рекорд Северного морского пути, перевезено 36 миллионов тонн грузов. (2) Слово педагога: И всё это — только малая часть того, что происходило в атомных технологиях меньше, чем за 100 лет. Впечатляет, не правда ли? А теперь продолжим погружение в мир атомов, внимание на экран!

 

 

Видеоролик «Было-стало»

Описание ролика: какие времена переживала российская энергетика в относительно недалёком прошлом, и каково её место сегодня на мировой атомной арене, сколько атомных станций есть в России и что такое ПАТЭС, сколько энергии нужно, чтобы включить пятьсот миллионов лампочек одновременно. На эти и другие вопросы вы найдёте ответы в этом видеоролике.

 

 

Обсуждение ролика

 

Слово педагога: Какие достижения атомной промышленности вам кажутся самыми важными? Почему именно они? Что они дают нашей стране?

Ответы обучающихся.

 

 

 

Интерактив «Профессии в атомной сфере»

Воспользуйтесь презентацией и раздаточными материалами.

Слово педагога: На атомной электростанции происходят три ключевых процесса: ядерная энергия переходит в тепловую, тепловая — в механическую, а та уже в электрическую.

Эксперты посчитали: 1 рабочее место при сооружении АЭС создаёт более 10 рабочих мест в смежных отраслях. И конечно, развитие атомной энергетики способствует росту самых разных научных исследований и экспорту высокотехнологичной продукции.

Давайте попробуем увидеть, как много разных специалистов трудятся в атомной промышленности. Перед вами схема цикла производства в атомной промышленности и применения атомных технологий в других отраслях, а также список специалистов. Ваша задача — сопоставить специалистов с этапом этого цикла. Будьте внимательны — среди специалистов есть и те, чья работа тоже связана с атомной энергией, но непосредственно в работе ядерного топливного цикла они участия не принимают. Для них укажите места, где можно встретить этих специалистов.

 

Приведу пример. Шахтёр-уранщик и промышленный эколог могут работать на этапе добычи и переработки урановой руды. По этому же принципу заполните всю карту.

Этапы ядерно-топливного цикла:

  • Добыча и переработка урановой руды (очистка от примесей и её концентрирование) Топливный цикл начинается с добывающего производства — уранового рудника, где добывается урановая руда. Она содержит различные металлы, поэтому, чтобы использовать её, руду очищают от примесей — получают урановый концентрат (так называемый «жёлтый кек»), который направляется на обогащение.

2)    Обогащение урана

Изначально уран — это металл серебристого цвета, слаборадиоактивный элемент. Он состоит из мельчайших частиц (изотопов). Самые распространённые изотопы урана — уран-238 и уран-235. Первого в уране очень много (более 99%), второго – крайне мало (менее 1%). В обогащённом уране изменено соотношение этих двух изотопов, то есть, больше становится именно урана-235. Такой уран становится более радиоактивным. Его можно использовать в атомном реакторе и обеспечивать страну энергией.

3)    Производство ядерного топлива

Обогащённый уран нужен для получения порошка диоксида урана, который, в свою очередь, служит сырьём для изготовления топливных таблеток размером в несколько сантиметров.

Таблетки входят в состав тепловыделяющих сборок. Топливо загружается в реактор и используется там в течение нескольких лет.

4)     Производство электроэнергии на АЭС

Атомная электростанция — целый комплекс сложных систем, устройств, оборудования и сооружений для производства электрической энергии. Наличие ядерного реактора отличает АЭС от других электростанций. На АЭС происходят три взаимных преобразования форм энергии: ядерная энергия переходит в тепловую, тепловая — в механическую, механическая преобразуется в электрическую.

5)    Переработка отработанного ядерного топлива

На этом этапе отработанное топливо извлекается из реактора, охлаждается в специальных бассейнах выдержки и отправляется на специальные предприятия для переработки.

6)     Флот, транспорт

Важнейшее направление атомных технологий в России — обеспечение движения судов в Арктике. Наш атомный ледокольный флот — единственный в мире. С его появлением началось настоящее освоение Крайнего Севера.

Справочник профессий:

Шахтёр-уранщик — этот специалист участвует в самых разных работах по добыче полезных ископаемых, в данном случае, урановой руды. Он часто трудится в сложных и даже опасных

 

условиях, ему нужна хорошая физическая подготовка и выносливость. В зависимости от квалификации, шахтёр может также заниматься проектированием оборудования, контролем за процессами добычи.

Промышленный эколог — этот специалист следит за тем, чтобы радиационная обстановка на предприятии была в норме и не превышала допустимые нормативы. Его главная цель – сделать добычу полезных ископаемых или работу станции безопасной для всех, кто там трудится. Он также отвечает за то, чтобы работа предприятия не вредила природе.

Инженер по работе с радиоактивными отходами и отработанным ядерным топливом — этот специалист организует, налаживает и контролирует все работы, связанные с отработанным ядерным топливом. Сюда входит, например, перезарядка реакторов, приёмка, хранение и перемещение радиоактивных отходов.

Специалист в области учёта и контроля ядерных материалов в области атомной энергетики — этот специалист обеспечивает ядерную безопасность на атомных станциях. Его задача — учёт и контроль ядерных материалов. Он также принимает необходимые меры в условиях аварийной обстановки и нештатных ситуаций.

Контролёр продукции обогащения — этот специалист следит за чётким соблюдением технологии при добыче, переработке, хранении сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов обогащения. По сути, он отвечает за качество продукции, которая получается в итоге. Для этого он работает с различными приборами и методами анализа, а ещё оценивает физические и химические свойства продукции.

Капитан атомного ледокола — этот специалист управляет своим огромным судном в арктических водах. Он прокладывает путь другим кораблям, доставляет на полюс грузы или туристов.

Инженер по ядерной физике — этот специалист занимается проблемами обогащения ядерной энергии и эффективной утилизации радиоактивных отходов. Вместе с физиками- атомщиками он изучает строение атомов и ядер, а на атомной электростанции занимается эксплуатацией, обслуживанием и контролем за современным оборудованием. А ещё он может работать в сфере медицины с приборами ионизирующей радиации, разрабатывать новые материалы или заниматься вопросами экологии.

Инженер обогатительной фабрики — его задача — организовать всю работу по обогащению урановой руды. Он подбирает оборудование и рабочих, выстраивает все процессы внутри предприятия и контролирует его целиком, чтобы обогащение шло по чётко намеченному плану, выполнялось качественно и эффективно.

Специалист по обслуживанию и ремонту оборудования атомных электростанций — этот специалист следит за тем, чтобы оборудование на АЭС работало без сбоев. Он знает, как устранить любые неполадки, починить или заменить то, что не работает.

 

Оператор хранилища отработанного ядерного топлива — он занимается всеми операциями с отработанным ядерным топливом, включая его транспортировку и погрузку, следит за правильной работой хранилища отработанного ядерного топлива и отвечает за то, чтобы все процессы были выполнены качественно и строго по регламенту.

Специалист судоремонтного производства в области атомного флота — этот специалист отвечает за ремонт судов атомного флота. Если какое-то оборудование на них выходит из строя, он знает, что и как нужно починить.

Инженер по строительству атомных  электростанций – этот специалист готовит документы по строящимся АЭС, а затем контролирует процесс возведения атомных электростанций: планирует и организует все работы на площадке. Его главная цель — чтобы АЭС была безопасной, качественной и построенной точно в срок.

Правильные цепочки для педагога:

Шахтёр-уранщик, промышленный эколог — добыча и переработка урановой руды; Контролёр продукции обогащения, инженер обогатительной фабрики — обогащение урана; Специалист в области учёта и контроля ядерных материалов в области атомной энергетики, инженер по ядерной физике — производство ядерного топлива;

Специалист по обслуживанию и ремонту оборудования атомных электростанций, инженер по строительству атомных электростанций — производство электроэнергии на АЭС; Оператор хранилища отработанного ядерного топлива, инженер по работе с радиоактивными отходами и отработанным ядерным топливом — переработка отработанного ядерного топлива.

Другие атомные технологии:

Специалист судоремонтного производства в области атомного флота, капитан атомного ледокола — флот, транспорт.

 

 

Видеоролик «Интервью с экспертом»

Интервью с представителем отрасли, ответы на популярные вопросы обучающихся.

Слово педагога: Ребята, теперь вы чуть больше знаете о профессиях отрасли, и самое время познакомиться с её представителем. Сейчас мы с вами посмотрим небольшое интервью. Но сначала я хочу вам напомнить, что у каждого есть возможность задать свои вопросы экспертам из разных направлений. Для этого есть специальная форма в Профиграде: https://profigrad.bvbinfo.ru/question-list.

 

 

Информация

 

 

 

 

Перспективы отрасли. Будет

 

 

Видеоролик «Россия — моё будущее»

Видеоролик рассказывает о развитии отрасли и её перспективах, в каких сферах атомную энергию будут использовать активнее всего, и как искусственный интеллект будет взаимодействовать с ядерной наукой. Включение с выставки «Россия».

Слово педагога: Сегодня часто говорят о преимуществах ядерной энергетики перед другими видами энергетики — она надёжная, чистая, обладает огромной энергоёмкостью и помогает бороться с глобальным изменением климата. Всё большее количество стран сегодня приходят к необходимости начала освоения мирного атома. Давайте посмотрим ролик о том, какой же будет атомная промышленность будущего.

 

 

Обсуждение видеоролика

 

Слово педагога: Как вам ролик? Как вы думаете, какие новшества в этой сфере мы увидим уже очень скоро?

Ответы обучающихся.

 

 

 

Игра «Будущее или реальность»

Воспользуйтесь презентацией «Будущее или реальность».

Слово педагога: Предлагаю проверить ваши знания или интуицию! Сейчас на экране будут появляться различные факты про достижения российской атомной промышленности в разных областях. Ваша задача — определить, какие факты уже реальны, а какие станут такими только в будущем. Итак, игра «Будущее или реальность»:

1)   Россия — один из мировых лидеров по количеству энергоблоков, сооружаемых не только в России, но и за рубежом.

РЕАЛЬНОСТЬ. Все проекты соответствуют современным международным требованиям и рекомендациям.

2)    Самый современный и мощный на планете многоцелевой быстрый исследовательский реактор (МБИР) строится в России.

 

РЕАЛЬНОСТЬ. Новую ядерную энергетику не построить без науки. Учёным для этого нужны современные исследовательские реакторы, а в мире их немного. Россия уже сейчас создаёт самую современную исследовательскую площадку для всего «атомного мира» в городе Димитровграде Ульяновской области на базе Государственного научного центра.

3)    40% вырабатываемой энергии в России приходится на АЭС.

БУДУЩЕЕ. Пока что на АЭС приходится 20 % энергии в России. Однако стоит задача довести долю АЭС в общем энергобалансе до 25% к 2045 году. До 2035 года в России построят 16 атомных блоков.

4)     Ядерная энергия помогает учёным установить точный возраст археологических находок.

РЕАЛЬНОСТЬ. В археологии ядерные методы помогают установить точный состав артефактов и их происхождение, а ещё они могут продлить жизнь памятникам культуры.

5)    В России уже выпускается 25 наименований радиофармпрепаратов.

БУДУЩЕЕ. Радиоактивные элементы уже помогают быстро поставить точный диагноз, подобрать лечение и спасти множество жизней. Такое количество радиофармпрепаратов планируется выпускать к 2025 году, а пока что их 11.

6)     АЭС — поставщик не только энергии, но и необходимой для жизни человечества пресной воды.

РЕАЛЬНОСТЬ. На Земле очень мало пресной воды, зато морской — в избытке. При работе атомных станций образуется огромное количество горячего пара. Использовать его для опреснения воды, а энергию турбин для работы систем очистки – эффективно и экономически выгодно. Такие технологии уже используются, сейчас идут работы над их массовым воплощением в жизнь.

  • Российские учёные создали передовые металлы для ядерных реакторов будущего. РЕАЛЬНОСТЬ. Материалы для реакторов должны выдерживать экстремальные давления и температуры. Учёные «Росатома» уже получили перспективные металлы для этих целей – материалы позволят обеспечить проекты реакторов будущих поколений высоконадёжными и высокоресурсными корпусами.

8)     Российская ядерная энергетика сегодня включает в себя атомные станции двух типов

— с водо-водяными реакторами (ВВЭР) и с реакторами на так называемых быстрых нейтронах.

БУДУЩЕЕ. Российская ядерная энергетика должна стать такой к середине 21 века: предполагается, что два типа атомных станций будут работать вместе, демонстрируя возможность перехода ядерной энергетики в разряд возобновляемой по топливу и практически не оставляющей отходов.

 

Заключение

 

 

Большая карта отраслей

Рекомендация по работе с «Большой картой отраслей»:

Обучающиеся получают фрагмент карты отрасли. В ней они могут записать свои впечатления от занятия, новые знания об отрасли и профессиях. Соединяя фрагменты друг с другом с помощью скотча, клея или канцелярского степлера, можно постепенно собрать

«Большую карту отраслей». Вы можете собирать её в профориентационном уголке или хранить в сложенном виде.

Слово педагога: Ребята, за сегодняшнее занятие вы получаете ещё один фрагмент «Большой карты отраслей». Давайте заполним его и присоединим к предыдущем частям карты.

Обучающиеся выполняют задание.

 

 

 

Заключительное слово педагога

 

Слово педагога: Ребята, большое спасибо за сегодняшний урок! Сегодня вы убедились, что за атомной отраслью — будущее всего человечества! Атомная сфера развивается очень быстро и то, что ещё вчера казалось невозможным, уже завтра может воплотиться в жизнь. От неё зависит и экономика страны, и энергетика, и безопасность, и наше здоровье, и экология. И в каждом из этих направлений нам есть, чем гордиться. А сколько достижений нас ждёт впереди! Возможно, даже благодаря кому-то из вас. Поделитесь, что из сегодняшнего занятия вам запомнилось больше всего?

Ответы обучающихся.

Слово педагога: Спасибо за ответы! Ну а наш урок подошёл к концу. На следующей неделе мы с вами отправимся в мир медицины. Вы — молодцы! До свидания.