Ядерний цикл. Атомна енергетика України
👩🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):
Формування предметних компетентностей за темою «Ядерний цикл. Атомна енергетика України», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.
💬 Провокативне питання для старту:
Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.
⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
Тема: Розділ 5. Будова атома та атомного ядра • с. 268. Ядерний цикл. Атомна енергетика України. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.
⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
- Що є ключовим поняттям теми «Ядерний цикл. Атомна енергетика України» і чому воно важливе?
- Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
- Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
- Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
- Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
- Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
Твоя місія на цей урок
Натискай на цілі у міру їх опанування:
- 1Вивчити послідовність операцій повного ядерного паливного циклу.Опанувати ➔
- 2Ознайомитися з реакторами ВВЕР-1000 і ВВЕР-440 на українських АЕС.Опанувати ➔
- 3Знати всі 4 діючі атомні електростанції України (РАЕС, ХАЕС, ПАЕС, ЗАЕС).Опанувати ➔
- 4Усвідомити уроки Чорнобильської трагедії, принципи ядерної безпеки та значення ЦСВЯП.Опанувати ➔
🇺🇦 Понад 55% струму в наших розетках — як мирний атом тримає енергетику України?
Понад половину всієї електроенергії, що живить лікарні, залізницю, фабрики та затишок наших домівок в Україні, виробляють атомні станції! Україна посідає провідне місце в Європі за розвитком ядерної генерації. Як влаштований повний ядерний цикл і які АЕС формують наш енергетичний щит?
1. Ядерний паливний цикл
Ядерний паливний цикл — це повна сукупність промислових етапів від видобутку сировини до безпечної утилізації радіоактивних відходів:
- Видобуток уранової руди: Україна має найбільші в Європі поклади урану (Східний ГЗК, шахти в Жовтих Водах і Смоліному);
- Виробництво оксидного концентрату: одержання «жовтого кеку» (U_3O_8);
- Збагачення за ²³⁵U: підвищення частки урану-235 з природних 0,7% до енергетичних 3–5%;
- Фабрикація паливних збірок: виготовлення тепловидільних касет (Україна успішно перейшла на паливо американської компанії Westinghouse);
- Експлуатація на АЕС: спалювання палива в реакторах протягом 4–5 років;
- Зберігання ВЯП: розміщення відпрацьованого палива у новозбудованому Централізованому сховищі відпрацьованого ядерного палива (ЦСВЯП) у Чорнобильській зоні відчуження.
2. Атомна енергетика України: надійний енергетичний щит
Атомна енергетика є становою жилою української енергосистеми, забезпечуючи понад 55–60% усієї генерації електроенергії в державі під управлінням НАЕК «Енергоатом».
| АЕС України | Кількість енергоблоків | Встановлена потужність | Статус та особливості |
|---|---|---|---|
| Південноукраїнська АЕС | 3 блоки ВВЕР-1000 | 3000 МВт | Миколаївська обл., інтегрована з Ташлицькою ГАЕС |
| Рівненська АЕС | 4 блоки (2×ВВЕР-440, 2×ВВЕР-1000) | 2835 МВт | м. Вараш, перша в Україні з реакторами ВВЕР |
| Хмельницька АЕС | 2 блоки ВВЕР-1000 | 2000 МВт | м. Нетішин, планується добудова блоків за технологією AP1000 |
| Запорізька АЕС | 6 блоків ВВЕР-1000 | 6000 МВт | Найбільша АЕС у Європі! Тимчасово окупована росією, блоки в холодній зупинці, моніторинг МАГАТЕ |
3. Уроки Чорнобиля та майбутнє термоядерного синтезу
Чорнобильська катастрофа (26 квітня 1986 р.):
Вибух 4-го енергоблока ЧАЕС став найтяжчою радіаційною аварією в історії людства. Головними уроками стали повний перегляд систем безпеки (сучасні пасивні захисти, системи розхолоджування, стійкість до знеструмлення) та спорудження Нового безпечного конфайнменту (НБК «Арка») заввишки 108 метрів, який на 100 років надійно ізолював зруйнований реактор.
Термоядерний синтез — енергетика XXI століття (ITER):
На відміну від важкого урану, термоядерний синтез передбачає злиття легких ядер дейтерію і тритію при температурі понад 100 мільйонів градусів (як у надрах Сонця):
^2_1 H + ^3_1 H ⟶ ^4_2 He + ^1_0 n + 17,6 МеВ
Переваги термоядерної енергії: невичерпні запаси палива з морської води, відсутність радіоактивних відходів тривалого зберігання та неможливість аварійного розгону реактора (при будь-якому збої плазма просто миттєво холоне й гасне!).
Яка атомна електростанція є найпотужнішою в Європі з шістьма енергоблоками ВВЕР-1000?
Шпаргалка до § 35: Ядерний цикл. Атомна енергетика України
Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою
⚡ 15 енергоблоків
13.8 ГВт потужності; генерують понад 55% усієї електроенергії України.
🏭 4 діючі АЕС
Рівненська, Хмельницька, Південноукраїнська та Запорізька (найбільша в Європі).
📦 ТВЕЛ
Тепловидільний елемент — цирконієва трубка з таблетками діоксиду урану UO₂.
🛡️ ЦСВЯП
Централізоване сховище відпрацьованого палива в Чорнобильській зоні (суха технологія Holtec).
Самоперевірка (картки знань)
Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)
У зошит (за підручником)
Вправи з підручника «Фізика 9 клас (Бар'яхтар, Довгий та ін., Ранок 2026)», § 35, с. 268. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:
Розрахунок ККД реактора
💡 Підказка від нас: ККД η = P_ел / P_теп = 1000 МВт / 3000 МВт ≈ 33.3%.
Добова генерація РАЕС
💡 Підказка від нас: Повна потужність P = 2 · 440 + 2 · 1000 = 2880 МВт = 2.88 · 10⁶ кВт. За добу (24 год): W = P · t = 2.88 · 10⁶ · 24 ≈ 6.91 · 10⁷ кВт·год.
Генерація ЗАЕС
💡 Підказка від нас: При 5 діючих блоках P_теп = 5 · 3000 = 15 000 МВт. Корисна потужність: P_ел = 5000 МВт. За добу вироблено 5000 · 24 = 120 000 МВт·год = 1.2 · 10⁸ кВт·год.
Добова витрата урану ПАЕС
💡 Підказка від нас: Теплова енергія за добу: Q = 9000 · 10⁶ · 86400 ≈ 7.78 · 10¹⁴ Дж. Кількість поділів: N = Q / (3.2 · 10⁻¹¹) ≈ 2.43 · 10²⁵. Маса спаленого U-235: m = (N / N_A) · M = (2.43 · 10²⁵ / 6.02 · 10²³) · 0.235 ≈ 9.5 кг U-235 за добу!
Бос-тест до § 35: Ядерний цикл. Атомна енергетика України
Питання 1 з 4 • Завдай удару по босу теми