Luận văn Xây dựng phương án dạy học theo hướng sử dụng câu hỏi trắc nghiệm trong dạy học chương Hạt nhân nguyên tử vật lý 12 trung học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực học tập của học sinh

của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân. - Kí hiệu m m = Zmp+(A-Z)mn-mX 2. Năng lượng liên kết. - Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclon và có độ lớn: Wlk=[Zmp+(A-Z)mn-X]c2 = m c2 lượng liên kết hạt nhân. Gv: Xét hạt nhân 42 He Trạng thái1 => trạng thái 2 2 Hem c < (2mp+2mn)c 2 Muốn tách hạt nhân He thành 4 nuclon riêng lẻ thì phải cung cấp năng lượng Wlk +E1=E2 => Wlk =? GV: tổng quát cho trường hợp X (Z proton, A-Z notron) tính Wlk=? 3. Năng lượng liên kết riêng GV: Wlk càng lớn -> hạt nhân càng bền. Giá trị Wlk phụ thuộc tổng số nuclon có trong hạt nhân m => để so sánh mức độ bền vững của các hạt nhân ta tính năng lượng liên kết trung bình Hs: Wlk=[2mp+2mn]c2-mHec2 Hs: Wlk=[Zmp+(A-Z)mn-X]c2 = m c2 3. Năng lượng liên kết riêng Hs: Wlk/A 3. Năng lượng liên kết riêng - Là thương số giữa năng lượng liên kết và số nuclon Wlk/A. - Đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. * Chú ý: p p n n p p n n wlk trên một nuclon -> năng lượng liên kết riêng. Vậy năng lượng liên kết riêng được tính như thế nào? Hoạt động 3: Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa và đặc tính GV: Thông báo về định nghĩa của phản ứng hạt nhân. GV: Chiếu lên bảng câu 7: So sánh phản ứng hóa học NaOH+HCl->NaCl+H2O và phản ứng hạt nhân: 4 14 17 12 7 8 1He N O H   Về các hạt nhân, các nguyên tố, khối lượng nghỉ trước và sau phản ứng. III. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa và đặc tính HS: Trình bày ý kiến theo từng câu hỏi dẫn dắt của GV để hiểu rõ đặc tính của của phản ứng hạt nhân: biến đổi các hạt nhân, biến đổi các nguyên tố, không bảo toàn khối lượng nghỉ. - Đối với các hạt nhân nhẹ nhất, năng lượng liên kết riêng tăng nhanh từ 1,1 – 7 MeV. - Đối với các hạt nhân nặng có A từ 140 – 240 thì năng lượng liên kết riêng giảm từ 8-7 MeV. - Đối với các hạt nhân trung bình với A từ 40- 140 thì năng lượng liên kết riêng có giá trị lớn nhất nằm trong khoảng 8-8,8MeV. III. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa và đặc tính * Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân. a. Phản ứng hạt nhân tự phát - Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. b. Phản ứng hạt nhân kích thích - Là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. GV: Phân tích làm rõ các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân GV: Câu 8: ứng dụng định luật bảo toàn số A và số Z để tìm X trong các phản ứng hạt nhân sau: 6 A 7 1 3 Z 4 0 19 A 16 4 9 Z 8 2 9 4 1 A 4 2 0 Z 35 A 32 4 17 Z 16 2 a). Li X Be n b). F X O He c). Be He n X d). Cl X S He             3. Năng lượng của phản ứng hạt nhân GV: Giới thiệu về năng lượng của phản ứng hạt nhân. GV: Chiếu lên bảng câu 9 Vận dụng yêu cầu HS tính năng lượng của phản ứng hạt nhân và cho biết phản 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. HS: ghi nhận. HS: 21a). H b). 11H c). 126C d). 11H 3. Năng lượng của phản ứng hạt nhân HS: ghi nhận HS: Mỗi nhóm chia làm hai nhóm nhỏ hoàn thành hai ý của câu hỏi ứng với hai trường hợp. tạo ra các hạt nhân khác. * Đặc tính: + Biến đổi các hạt nhân. + Biến đổi các nguyên tố. + Không bảo toàn khối lượng nghỉ. 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. Xét phản ứng hạt nhân: 1 2 3 4 1 2 3 4 A A A A Z Z Z ZA B C D   a. Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 (Z có thể âm) b. Bảo toàn số nuclôn: A1 + A2 = A3 + A4 (A luôn không âm) c. Bảo toàn năng lượng toàn phần. d. Bảo toàn động lượng. 3. Năng lượng của phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân có thể tỏa năng lượng hoặc thu năng lượng. Năng lượng của một phản ứng hạt nhân: + Nếu W > 0: phản ứng W = (mtrước-msau)c2 Hoạt động 4: Củng cố và dặn dò. Câu 1: Lực hạt nhân có bản chất là Đúng Sai A. Lực tĩnh điện B. Lực hấp dẫn C. Lực điện từ D. Lực tương tác mạnh Câu 2: Phản ứng hạt nhân sau là phản ứng thu năng năng lượng: 2 3 4 11 1 2 0H H He n   A. Đúng B. Sai Câu 3: Trong các phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn: A. Động năng B. Động lượng C. Điện tích D. Năng lượng toàn phần Câu 4: Cho khối lượng của hạt nhân 104 Be là 10,0113u , mn = 1,0086u, mp = 1,0072u. Độ hụt khối của hạt nhân là: A. 0,9110u B. 0,0811u C. 0,0691u D. 0,0561u. ứng thu hay tỏa năng lượng: 19 1 16 4 9 1 8 2 35 1 32 4 17 1 16 2 F H O He Cl H S He       GV: Ngoài ra nếu đề bài không yêu cầu tính năng lượng ta có thể dựa vào khối lượng để biết phản ứng thu hay tỏa năng lượng. tỏa năng lượng. + Nếu W < 0: phản ứng thu năng lượng Câu 5: Khối lượng nguyên tử của 104 Be là 10,0135u. Năng lượng liên kết của hạt nhân là ………, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là …….. 2.2.3. Bài 37: PHÓNG XẠ 2.2.3.1. Mục tiêu * Kiến thức - Nêu được hạt nhân phóng xạ là gì. - Viết được phản ứng phóng xạ , -, +. - Nêu được các đặc tính cơ bản của quá trình phóng xạ. - Viết được hệ thức của định luật phóng xạ. Định nghĩa được chu kì bán rã và hằng số phân rã. - Nêu được một số ứng dụng của các đồng vị phóng xạ. - Hiểu được cách nhận biết các tia phóng xạ trong thực tế. * Kỹ năng - Viết được phương trình phản ứng khi có phóng xạ , -, +. - Tìm được số nguyên tử phóng xạ còn lại chưa bị phân rã hoặc số lượng nguyên tử đã bị phân rã tại một thời điểm nào đó khi biết số nguyên tử phóng xạ ban đầu (hoặc khối lượng chất phóng xạ ban đầu) và chu kì bán rã của chất phóng xạ. - Tìm được khối lượng chất phóng xạ còn lại chưa bị phân rã hoặc tìm khối lượng chất phóng xạ đã bị phân rã tại một thời điểm nào đó khi cho biết số nguyên tử phóng xạ ban đầu (hoặc khối lượng chất phóng xạ ban đầu) và chu kì bán rã của chất phóng xạ. 2.2.3.2. Xây dựng phiếu học tập cho HS Câu 1: Viết phương trình phản ứng của 23892 U phóng xạ  bằng cách tìm X 23892 U X  Câu 2: Điền vào chỗ trống của các phản ứng sau: 231 0 90 1 12 0 7 1 Th ...... e N ...... e          Câu 3: Yêu cầu các nhóm thiết lập mối liên hệ giữa chu kì bán rã T và hằng số phóng xạ  . Câu 4: Sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là 0 x N N 2  A. Đúng B. Sai Tại sao? 2.2.3.3. Tiến trình dạy học cụ thể Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung bài học Hoạt động 1: Tìm hiểu về hiện tượng phóng xạ 1. Định nghĩa GV: giới thiệu đôi nét về lịch sử phát hiện ra hiện tượng phóng xạ và sự đóng góp của hai ông bà Pie Quyri và Mari Quyri khi tìm ra hai chất phóng xạ pôlôni và rađi. GV: Giới thiệu về các loại bức xạ điện từ. I. Hiện tượng phóng xạ 1. Định nghĩa HS: biết được hiện tượng phóng xạ là gì. HS: Nắm được bản chất của các tia bức xạ điện từ. I. Hiện tượng phóng xạ 1. Định nghĩa - Là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác và có thể phát ra các bức xạ điện từ. * Các bức xạ điện từ: - Tia  : là dòng hạt nhân 42He chuyển động với vận tốc 2.107m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài m trong vật rắn. Bị lệch trong điện và từ trường. - Tia - (là dòng electron 2. Các dạng phóng xạ GV: giới thiệu về phóng xạ  : Hạt nhân mẹ A Z X phân rã thành hạt nhân con Y, đồng thời phát ra tia phóng xạ  . Yêu cầu HS viết phương trình phản ứng. GV: đóng vai trò là trọng 2. Các dạng phóng xạ HS: dựa trên sự hiểu biết về phóng xạ  mà GV vừa phân tích, định luật bảo toàn (số A và số Z) trong phản ứng hạt nhân và bản chất của tia  viết phương trình phản ứng: A A 4 4Z Z 2 2X Y He  0 1e ) và + (là dòng pozitron 01e ) chuyển động với tốc độ  c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại. Tia  cũng bị lệch trong điện và từ trường, có khả năng xuyên sâu hơn tia  . - Tia  là dòng hạt photon có năng lượng cao đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì. Không chịu tác dụng của điện và từ trường, có khả năng xuyên rất sâu vào vật chất. 2. Các dạng phóng xạ a). Phóng xạ  : A A 4 4Z Z 2 2X Y He    - Dạng thu gọn: A A 4Z Z 2X Y    - Ví dụ: 238 234 492 90 2U Th He  tài khẳng định và bổ sung dạng thu gọn. GV: Vận dụng làm câu 1: Viết phương trình phản ứng của 23892 U phóng xạ  : 23892 U X  GV: giới thiệu về phóng xạ  là quá trình phát ra tia  , phóng xạ  là quá trình phát ra tia  => Yêu cầu HS viết phương trình, viết dạng thu gọn và hoàn thành phương trình câu 2: 231 0 90 1 12 0 7 1 Th X e N Y e          GV: Bổ sung thêm để định luật bảo toàn momen động lượng được thỏa mãn, trong phản ứng phóng xạ phải xét đến sự xuất hiện của một hạt có khối lượng rất nhỏ, không tích điện là nơtrinô ( 00 ) trong phóng xạ  , và phản hạt của nơtrinô ( 00 ) trong phóng xạ  GV: Giới thiệu về phóng HS: 238 234 492 90 2U Th He  HS: Thảo luận nhóm về viết phương trình phóng xạ  ,  : A A 0 Z Z 1 1 A A 0 Z Z 1 1 : X Y e : X Y e            HS: 231 231 0 90 91 1 12 12 0 7 6 1 Th Po e N C e          HS: ghi nhận kiến thức. b). * Phóng xạ  :  A A 0 0Z Z+1 -1 0X Y + e+ v - Dạng rút gọn: -βA AZ Z+1X Y - Ví dụ: 231 231 0 90 91 1Th Po e    * Phóng xạ  : A A 0 0Z Z -1 1 0X Y + e+ ν - Dạng rút gọn: +βA AZ Z -1X Y - Ví dụ: 12 12 0 7 6 1N C e   * Với 00v : hạt nơtrinô có khối lượng rất nhỏ, không điện tích, chuyển động với tốc độ  c  0 0v là phản hạt của nơtrinô. c). Phóng xạ  A * AZ Z( X) X  - Dấu * chỉ hạt nhân ở trạng thái kích thích. xạ  đó là quá trình hạt nhân chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn. Hoạt động 2: Tìm hiểu về định luật phóng xạ. 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ GV: Yêu cầu HS thảo luận về bản chất của quá trình phóng xạ -> gợi mở, bổ sung để rút ra kết luận. 2. Định luật phân rã phóng xạ GV: Hướng dẫn HS tìm định luật phóng xạ, tính số hạt nhân còn lại sau thời gian phân rã t -> t0N N .e  3. Chu kì bán rã GV: Giới thiệu khái niệm chu kì bán rã T GV: Chiếu lên bảng câu 3: Yêu cầu các nhóm thiết II. Định luật phóng xạ 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ HS: Thảo luận bản chất của quá trình phóng xạ dưới sự gợi mở của GV -> Trình bày quan điểm của nhóm. 2. Định luật phân rã phóng xạ HS: Quan sát từng bước giáo viên thiết lập định luật. 3. Chu kì bán rã HS: Ghi nhận HS: Bám sát định nghĩa, thảo luận làm việc nhóm: - Phóng xạ  không làm thay đổi cấu tạo hạt nhân. II. Định luật phóng xạ 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ. - Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. - Có tính tự phát và không điều khiển được. - Là một quá trình ngẫu nhiên. 2. Định luật phân rã phóng xạ. - Xét một mẫu phóng xạ ban đầu. + N0 số hạt nhân ban đầu. + N số hạt nhân còn lại sau thời gian t. N = N0.e-t với  là hằng số phóng xạ. 3. Chu kì bán rã - Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%). lập mối liên hệ giữa chu kì bán rã T và hằng số phóng xạ  . GV: Chiếu lên bảng câu 4: Sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là 0 x N N 2  A. Đúng B. Sai Tại sao? GV: Yêu cầu học sinh tìm số hạt nhân đã phân rã trong thời gian t. Hoạt động 3: Đồng vị phóng xạ nhân tạo GV: Giới thiệu về đồng vị phóng xạ nhân tạo, phương pháp nguyên tử đánh dấu và ứng dụng của nó trong sinh học, hóa học…       0 02 1 2 T T N N N e e   Lấy ln hai vế: => T = ln2   ln 2 0,693T   HS: làm việc nhóm:   T 0 ln 2 .x. 0 x.ln 2 0 0 0 x xln 2 N N .e N e N e N N 2e          => chọn A HS: Tính số hạt nhân đã phân rã: N = N0–N =N0(1 – e-t ) III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo HS: Lắng nghe và ghi nhận kiến thức.   ln2 0.693T = = * Lưu ý: + Sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là: 0 x NN = 2 + Số hạt nhân đã phân rã trong thời gian t III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo 1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu - Người ta tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố X bình thường, không phải chất phóng xạ theo sơ đồ sau: A 1 A+1Z Z0X + n X - Khi trộn hạt nhân 1A Z X  (phóng xạ) là N = N0–N =N0(1 – e-t ) nguyên tử đánh dấu và A Z X (không phóng xạ) thì có thể khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X => Đây là phương pháp nguyên tử đánh dấu. 2. Đồng vị 146C , đồng hồ của Trái Đất. - Trong khí quyển trái đất Cacbon có 3 đồng vị trong đó 146C phóng xạ - được tạo ra do: + Một nơtron chậm (trong tia vũ trụ) bắt gặp hạt nhân 147 N 1 14 14 1 0 7 6 1n N C p   + Có trong CO2: - Tỉ lệ giữa 146C và các đồng vị khác trong khí quyển luôn không đổi và bằng tỉ lệ này trong các động - thực vật khi còn sống - Khi động - thực vật chết đi tỉ lệ này giảm đi so với trong khí quyển => So sánh 2 tỉ lệ đó có thể tính được tuổi của động- thực vật. Hoạt động 4: Củng cố, về nhà Câu 1: Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân A. Phóng xạ  B. Phóng xạ  C. Phóng xạ  D. Phóng xạ  Câu 2: Quá trình phóng xạ hạt nhân là quá trình thu năng lượng A. Đúng B. Sai Câu 3: Quá trình phóng xạ hạt nhân là quá trình tỏa năng lượng A. Đúng B. Sai Câu 4: Điền từ thích hợp vào chỗ trống sao cho có ý nghĩa: Trong số các tia bức xạ điện từ, tia …….đâm xuyên mạnh nhất, tia …… đâm xuyên yếu nhất. Câu 5: Điền từ vào chỗ trống: Trong các phóng xạ , , ,     , phóng xạ ……. có sự thay đổi số A. Câu 6: Điền từ vào chỗ trống: Trong các phóng xạ , , ,     , phóng xạ ……. không có sự thay đổi số Z. Câu 7: Nếu gọi m0 là khối lượng ban đầu của chất phóng xạ thì khối lượng còn lại của chất phóng xạ sau thời gian t là m = m0.e- t A. Đúng B. Sai Câu 8: Điền vào chỗ trống: 3 2238 U ...... ......   Câu 9: Điền vào chỗ trống: 1 ,2 235...... U  Câu 10: Trong phóng xạ  so với hạt nhân mẹ, hạt nhân con ở vị trí nào? A. lùi 1 ô B. lùi 2 ô C. tiến 1 ô D. tiến 2 ô Câu 11: Sau thời gian 3 chu kì bán rã thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là: A. N = 3.N0 B. N = 6.N0 C. N = 1/8. N0 D. N = 1/6.N0 Câu 12: Đồng vị phóng xạ 2714Si chuyển thành 2713 Alđã phóng ra hạt: A. p (proton) B.  (pozitron) C.  D.  (electron). Câu 13: Ban đầu có 0,1kg chất phóng xạ Iôt 13153 I dùng trong y tế có chu kỳ bán rã là 8 ngày đêm. Sau 8 tuần lễ còn lại: A. 78g B. 0,78g C. 7,8g D. 780g Câu 14: Trong phóng xạ  hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào? A. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 4. B. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2. C. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 2. D. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 4. Câu 15: Một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia  rồi một tia  thì hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào? A. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2. B. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1. C. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1. D. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 2. Câu 16: Ghép nội dung ở cột bên trái với nội dung cột bên phải sao cho có ý nghĩa. 1. Tia X 2. Phản ứng hạt nhân tuân theo định luật… 3. Tia anpha có bản chất là … 4. Tia bêta trừ có bản chất là… 5. Tia gama có bản chất là… a. Dòng hạt photon. b. Bảo toàn khối lượng. c. Là tia phóng xạ. d. Không là tia phóng xạ. e. Bảo toàn điện tích. f. Dòng hạt nhân 42 He . g. Dòng hạt electron. h. Dòng hạt pozitron. i. Bảo toàn động lượng. 2.2.4. Bài 38: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH. 2.2.4.1. Mục tiêu * Kiến thức - Nêu được phản ứng phân hạch là gì. - Giải thích được (một cách định tính) phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng. - Lí giải được sự tạo thành phản ứng dây chuyền và nêu điều kiện để có phản ứng dây chuyền * Kỹ năng - Viết được phương trình phản ứng phân hạch của hạt nhân 235 U - Vận dụng tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 hạt, 1gam, 1kg 235 U . 2.2.4.2. Xây dựng phiếu học tập cho HS Câu 1: Quá trình phóng xạ  là phân hạch. A. Đúng B. Sai Câu 2: Xét hai phản ứng phân hạch:     1 235 236 95 138 10 92 92 39 53 0* 3n U U Y I n     1 235 236 139 95 10 92 92 54 38 0* 2n U U Xe Sr n Hai phản ứng trên là phản ứng tỏa năng lượng. A. Đúng B. Sai Câu 3: Cho phản ứng phân hạch:    1 235 95 138 10 92 39 53 03n U Y I n Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân 23592U là ……..? Câu 4: Cho phản ứng phân hạch:    1 235 95 138 10 92 39 53 03n U Y I n Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g 23592U là……….? 2.2.4.3. Tiến trình dạy học cụ thể Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung bài học Hoạt động 1: Tìm hiểu cơ chế của phản ứng phân hạch GV: giới thiệu về một trong những loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng được phát hiện ngay trước đại chiến thứ 2 (Otto Hahn, 1838). Trong Đại chiến, những nghiên cứu bí mật đã được tiến hành để sử dụng năng lượng này vào mục đích chiến tranh (chế tạo bom nguyên tử). Sau Đại chiến, năng lượng này đã được sử dụng vào mục đích hòa bình (sản xuất điện trong nhà máy điện nguyên tử). Đó là phản ứng phân hạch. Vậy phản ứng phân hạch là gì? GV: Yêu cầu các nhóm đọc sgk/ 195 và cho biết phản ứng phân hạch là gì và cho biết nó được chia làm mấy loại? I.Cơ chế của phản ứng phân hạch 1. Phản ứng phân hạch là gì? HS: đọc sgk và trả lời câu hỏi của giáo viên. - Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 I.Cơ chế của phản ứng phân hạch 1. Phản ứng phân hạch là gì? - Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 hạt nhân trung bình (kèm theo một vài nơtrôn phát ra) GV: bổ sung làm rõ thêm [Năm 1939, các nhà vật lý Đức Otto Hahn và Fritz Strassman đã phát hiện ra rằng, dưới tác dụng của nơtron chậm, hạt nhân U23592 bị vỡ thành 2 mảnh có khối lượng gần bằng nhau. Các mảnh vỡ này có động năng khá lớn và là những đồng vị phóng xạ mạnh. Ngoài ra, trong phản ứng còn phát ra một vài nơtron nữa, gọi là nơtron thứ cấp]. Ở đây chỉ quan tâm đến phản ứng phân hạch kích thích. GV: minh họa hình ảnh về sự phân hạch của 235 U 1 235 236 * 0 92 92 141 92 1 56 36 0 n U U Ba Kr 3 n      hạt nhân trung bình (kèm theo một vài nơtrôn phát ra). - Được chia làm hai loại: Phản ứng phân hạch tự phát (xác suất rất nhỏ) và phản ứng phân hạch kích thích. 2. Phản ứng phân hạch kích thích 2. Phản ứng phân hạch kích thích - Cho một nơtron bắn vào hạt nhân X thì X “bắt” nơtron đó. n + X  X*  Y + Z + kn (k = 1, 2, 3) - Quá trình phân hạch của X là không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*. GV: Yêu cầu HS rút ra về điều kiện để phản ứng phân hạch kích thích xảy ra? GV: Chiếu lên bảng câu hỏi 1: Quá trình phóng xạ  là phân hạch. A. Đúng B. Sai Hoạt động 2: Tìm hiểu năng lượng phân hạch GV: Chiếu lên bảng câu 2 xét hai phản ứng phân hạch:      1 235 236 0 92 92 95 138 1 39 53 0 * 3 n U U Y I n      1 235 236 0 92 92 139 95 1 54 38 0 * 2 n U U Xe Sr n Yêu cầu HS xét xem phản ứng trên là phản ứng tỏa năng lượng. A. Đúng B. Sai GV: Chiếu lên bảng câu 3: yêu cầu tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân 23592U là …..?    1 235 95 138 10 92 39 53 03n U Y I n GV: Từ đó tính năng HS: quan sát, đọc tư liệu, thảo luận và trình bày ý kiến về câu hỏi của GV. HS: Chọn phương án B. Sai. Vì các hạt tạo ra từ phản ứng phân hạch có cùng khối lượng còn phóng xạ thì không. II. Năng lượng phân hạch HS: Tiến hành làm việc nhóm tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 hạt 23592U : 175,923MeV. II. Năng lượng phân hạch - Xét các phản ứng phân hạch:     1 235 236 95 138 10 92 92 39 53 0* 3n U U Y I n     1 235 236 139 95 10 92 92 54 38 0* 2n U U Xe Sr n 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng - Năng lượng phân hạch là năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch. - Mỗi phân hạch 23592U tỏa năng lượng cỡ 200MeV. lượng tỏa ra khi phân hạch 1g 23592U GV: Khẳng định trong tính toán cụ thể (trong nghiên cứu) cho thấy năng lượng tỏa ra xấp xỉ 200MeV-> năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g 235 92U tương đương năng lượng 8,5 tấn than. GV: giới thiệu về phản ứng phân hạch dây chuyền GV: Giới thiệu về phản ứng phân hạch có điều khiển. GV: Giới thiệu về lò phản ứng hạt nhân. HS: làm việc nhóm đưa ra kết quả 7,21.1010J HS: Theo dõi ghi nhận 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền - Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtrôn được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 23592U khác tạo nên những phân hạch mới. - Sau n lần phân hạch, số nơtrôn giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch mới. + Khi k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh. + Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra không đổi. + Khi k > 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra tăng nhanh, có thể gây bùng nổ. - Khối lượng tới hạn là khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì - Khối lượng tới hạn của 23592U vào cỡ 15kg, 23994Pu vào cỡ 5kg. 3. Phản ứng phân hạch có điều khiển - Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương ứng trường hợp k = 1. - Dùng thanh điều khiển chứa Bo hay Cd để hấp thụ nơtron thừa - Năng lượng toả ra không đổi theo thời gian. - Dùng nhiên liệu là: 23994Pu hay 235 92U Hoạt động 3: Củng cố, về nhà - Thế nào là phản ứng phân hạch. - Viết lại phương trình phản ứng phân hạch - Đặc điểm là phản ứng thu hay tỏa năng lượng - Điều kiện để phản ứng dây chuyền tự duy trì. - Làm bài tập sgk, sách bài tập. Câu 1: Phản ứng sau đây là phản ứng phân hạch:       1 235 95 138 1 0 92 39 53 0 2 2 3 1 1 1 2 0 3n U Y I n H H He n A. Đúng B. Sai Câu 2: Điền vào chỗ trống sao cho có nghĩa: Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân……vỡ thành hai hạt nhân …… (kèm theo một vài ……phát ra). Câu 3: Điền vào chỗ trống: Phản ứng phân hạch là phản ứng …….năng lượng. Câu 4: Hạt nhân nào sau đây không thể phân hạch A. 2392 U B. 238 92 U C. 16 8O D. 239 94 Pb Câu 5: Chọn câu sai Điều kiện cần phải có để tạo nên phản ứng hạt nhân dây chuyền là gì? A. Sau mỗi lần phân hạch số n giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1. B. Lượng nhiên liệu phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền. C. Phải có nguồn tạo ra nơtron. D. Nhiệt độ phải được đưa lên cao. Câu 6: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch? A. Là phản ứng tỏa năng lượng. B. Xảy ra do sự hấp thụ nơtron chậm. C. Do hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân trung bình. D. Chỉ xảy ra với hạt nhân nguyên tử 23592 U 2.2.5. Bài 39: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH. 2.2.5.1. Mục tiêu * Kiến thức - Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì? - Giải thích được một cách định tính phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng. - Nêu được các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra. - Nêu được những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch. - Hiểu được rằng chính các phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng của mặt trời, của các ngôi sao * Kỹ năng - Xác định được năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch. 2.2.5.2. Xây dựng phiếu học tập cho HS Câu 1: Phản ứng sau đây là phản ứng phân hạch:    1 235 95 138 10 92 39 53 03n U Y I n A. Đúng B. Sai Câu 2: Phản ứng sau đây là phản ứng phân hạch   2 2 3 11 1 2 0H H He n A. Đúng B. Sai Câu 3: Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng. A. Đúng B. Sai Câu 4: Điền vào chỗ trống:    1 3 41 1 2 ....H H He W    2 2 41 1 2 ....H H He W     2 3 4 11 1 2 0 ....H H He n W Câu 5: So sánh (A) năng lượng tỏa ra khi dùng 1g Urani trong phản ứng phân hạch và (B) 1g đơtơri trong phản ứng nhiệt hạch. A. Trường hợp A nhiều hơn. B. Trường hợp B nhiều hơn. C. Cả hai bằng nhau. D. Không thể kết luận. 2.2.5.3. Tiến trình dạy học cụ thể Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung bài học Hoạt động 1: Tìm hiểu về cơ chế của phản ứng nhiệt hạch. GV: Chiếu lên bảng câu 1: Phản ứng sau đây là phản ứng phân hạch:    1 235 95 138 10 92 39 53 03n U Y I n A. Đúng B. Sai GV: Chiếu lên bảng câu 2: Phản ứng sau đây là p