8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.3.4. Bài 56 Phản ứng phân hạch
BÀI 56 : PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Nêu được phản ứng phân hạch là gì.
- Nêu được phản ứng dây chuyền là gì và các điều kiện xảy ra PƯHN dây chuyền. - Nêu được các bộ phận chính của lò phản ứng hạt nhân.
- Nêu được các bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân.
2. Kĩ năng
Hiểu được một cách sơ lược nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử.
II. Chuẩn bị
1 . Giáo viên
- Bản vẽ sẵn Hình 56.2, Hình 56.3 và Hình 56.4 SGK. - Phiếu học tập.
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức về phản ứng hạt nhân (Bài 54). - Đọc trước bài ở nhà.
- Trả lời phiếu học tập.
Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :
- Phản ứng phân hạch là gì?
- Tìm hiểu mô hình phản ứng phân hạch trong SGK hình 56.1? - Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền?
- Tìm hiểu sơ lược nguyên tắc hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện hạt nhân.
* Câu hỏi củng cố bài :
Câu 1. Trong lò phản ứng phân hạch U235, bên cạnh các thanh nhiên liệu còn có các thanh điều khiển B, Cd. Mục đích chính của các thanh điều khiển là:
A. Làm giảm số nơtron trong lò phản ứng bằng hấp thụ B. Làm cho các nơtron có trong lò chạy chậm lại C. các phản ứng giải phóng thêm nơtron
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Câu 2. Phản ứng phân hạch U235 dùng trong lò phản ứng hạt nhân và cả trong bom nguyên tử. Tìm sự khác biệt căn bản giữa lò phản ứng và bom nguyên tử.
A. Số nơtron được giải phóng trong mỗi phản ứng phân hạch ở bom nguyên tử nhiều hơn ở lò phản ứng
B. Năng lượng trung bình được mỗi nguyên tử urani giải phóng ra ở bom nguyên tử nhiều hơn hơn ở lò phản ứng
C. Trong lò phản ứng số nơtron có thể gây ra phản ứng phân hạch tiếp theo được khống chế
D. Trong lò phản ứng số nơtron cần để gây phản ứng phân hạch tiếp theo thì nhỏ hơn ở bom nguyên tử.
Câu 3. Người ta có thể kiểm soát phản ứng dây chuyền bằng cách: A. Làm chậm nơtron bằng than chì.
B. Hấp thụ nơtron chậm bằng các thanh Cadimir. C. Làm chậm nơ tron bằng nước nặng.
D. Câu A và C đúng.
Câu 4. Điều kiện để các phản ứng hạt nhân dây chuyền xảy ra là A. phải làm chậm nơtrôn.
B. hệ số nhân nơtrôn k1.
C. Khối lượng 235U phải nhỏ hơn khối lượng tới hạn. D. phải tăng tốc cho các nơtrôn..
Câu 5. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phản ứng phân hạch?
A.Tổng khối lượng của các mảnh phân hạch bé hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
B.Tổng năng lượng liên kết của các mảnh phân hạch nhỏ hơn năng lượng liên kết của hạt nhân mẹ.
C.Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng.
D.Tổng độ hụt khối của các mảnh phân hạch lớn hơn độ hụt khối của hạt nhân mẹ.
Câu 6. Trong lò phản ứng phân hạch U235, bên cạnh các thanh nhiên liệu còn có các thanh điều khiển B, Cd. Mục đích chính của các thanh điều khiển là:
A. Làm giảm số nơtron trong lò phản ứng bằng hấp thụ B. Làm cho các nơtron có trong lò chạy chậm lại C. Ngăn cản các phản ứng giải phóng thêm nơtron
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Đáp án câu hỏi củng cố bài: 1.(A); 2.(C); 3.(B); 4.(A); 5. (B); 6(B) III . Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức
Các cơ hội phát triển tư duy của HS:
Câu hỏi 1: Thí nghiệm của Hsn và Xtơ-ra-xman chứng tỏ điều gì?
Trả lời: Kết quả thí nghiệm cho ta thấy hạt nhân Urani vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn.
Học sinh tự giác, độc lập làm bài tập câu C5 bài 54. Từ đó hiểu được vấn đề nghiên cứu, năng lượng toả ra trong phản ứng như thế nào?
Qua mô tả thí nghiệm của Han và Xtơ-ra-xman của GV, HS định hình được sự phân Ở bài trước ta đã nhắc tới một loại phản ứng tỏa năng lượng là phản ứng
phân hạch. Vậy phản ứng phân hạch là gì? Điều kiện xãy ra phản ứng là gì? Phản ứng này có điều khiển được không và bằng cách nào?
Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu bài 56.
Sự phân hạch
Sự phân hạch của urani
Đặc điểm chung của phản ứng phân hạch.
Phản ứng phân hạch dây chuyền
Điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền
Khi k < 1 : phản ứng dây chuyền không xảy ra. Khi k = 1 : phản ứng dây chuyền xảy ra
Khi k > 1 : phản ứng dây chuyền không kiểm soát được.
Lò phản ứng hạt nhân. Nhà máy điện hạt nhân
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Câu hỏi 2: Muốn có phản ứng phân hạch dây chuyền, ta phải xét đến yếu tố nào?
Trả lời: Phải xét đến điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền: Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra
Nếu k = 1 phản ứng dây chuyền điều khiển được trong lò phản ứng hạt nhân Nếu k > 1 phản ứng dây chuyền không điều khiển được.
Phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, có điều khiển, được thực hiện trong thiết bị gọi là lò phản ứng hạt nhân
IV . Tổ chức hoạt động dạy – học
Hoạt động 1 ( 3 phút ): ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Lớp trưởng báo cáo tình hình của lớp. - Kiểm tra bài cũ : không có
- Yêu cầu HS cho biết tình hình của lớp.
Hoạt động 2 ( 10 phút ): tìm hiểu về sự phân hạch
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS lắng nghe và chuẩn bị đi vào bài mới.
- Dùng nơtrơn chậm 1
0n bắn phá vào hạt nhân 235
92 U. Kết quả urani vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn và có một số notron được giải phóng bay ra.
- Hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn và số khối thuộc loại trung bình.
- Một số nơtrôn và tỏa ra năng lượng.
- Một notron chậm va chạm vào hạt nhân nặng làm hạt nhân vỡ thành hai hạt nhân
- Ở bài trước ta đã nhắc tới một loại phản ứng tỏa năng lượng là phản ứng phân hạch. Vậy phản ứng phân hạch là gì? Điều kiện xãy ra phản ứng là gì? Phản ứng này có điều khiển được không và bằng cách nào? Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu bài 56.
* Sự phân hạch của urani.
- Hãy giới thiệu tóm tắt về thí nghiệm của hai nhà hóa học người Đức : Otto Hann và Fritz Strassman.
- Treo bản vẽ Hình 56.1 cho HS quan sát. - Hạt nhân Urani vỡ thành mấy hạt nhân ? Chúng có đặc điểm gì?
- Kèm theo quá trình phân hạch này còn có các tia nào?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
- Có hơn 2 nơtrôn được giải phóng ra và đều giải phóng ra một năng lượng lớn.
b) Đặc điểm chung của các PƯ phân hạch - Đặc điểm chung của các phản ứng hạt nhân là gì ?
Hoạt động 3 ( 10 phút ): tìm hiểu phản ứng phân hạch dây chuyền
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
-HS lắng nghe.
- Hai nơtrôn
- Hai hạt nhân. - Hai nơtrôn.
- Bốn hạt nhân.
- Các notron sinh ra sau mỗi phân hạch của urani lại có thể bị hấp thụ bởi các hạt nhân urani làm xãy ra phân hạch tiếp theo. Cứ thế số hạt nhân tăng lên rất nhanh trong thời gian ngắn, phản ứng này là phản ứng phân hạch dây chuyền.
- Số notron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch.
- Khi k < 1. - Khi k = 1.
- Khi k > 1.
- Khối lượng nhiên liệu hạt nhân để giảm tối thiểu số notron bị mất vì thoát ra ngoài,
- Mình đã tìm hiểu về phản ứng phân hạch, nhưng thế nào là PƯ phân hạch dây chuyền ta tìm hiểu phần tiếp theo.
- Treo Hình 56.2 và giới thiệu sơ đồ phản ứng dây chuyền với 235
92 U.
- Sau lần phân hạch thứ nhất có mấy nơtrôn tạo ra bị các hạt nhân Urani hấp thụ?
-Có mấy hạt nhân tiếp tục phân hạch?
- Sau lần phân hạch thứ hai có mấy nơtrôn tạo ra bị các hạt nhân Urani hấp thụ?
-Có mấy hạt nhân tiếp tục phân hạch? - Phản ứng hạt nhân dây chuyền là gì?
-Hệ số nhân nơtrôn k là gì?
- Khi nào phản ứng dây chuyền không xảy ra - Khi nào phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtrôn không đổi?
- Khi nào phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtrôn tăng liên tục?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Hoạt động 4 ( 20 phút ): tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của lò PƯ hạt nhân
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Quan sát hình 56.3 :
- Cấu tạo gồm: thanh nhiên liệu urani, chất làm chậm,vỏ kim loại, lớp phản xạ notron bằng graphit, ống làm lạnh và tải nhiệt, thanh điều khiển, thành bảo vệ phóng xạ, đường ống làm thí nghiệm. - HS đọc SGK và trả lời câu hỏi.
- Treo bản vẽ Hình 56.3 và giới thiệu lò phản ứng nơtrôn nhiệt.
- Các em hãy cho biết cấu tạo của lò phản ứng nơtrôn nhiệt?
- Nêu nguyên tắc hoạt động của lò phản ứng nơtrôn nhiệt?
Hoạt động 5 (10phút ): Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện hạt nhân
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Quan sát hình 56.3
- HS đọc SGK và trả lời câu hỏi.
- Treo Hình 56.3 và giới thiệu nhà máy điện hạt nhân.
- Nêu nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện hạt nhân?
Hoạt động 6 ( 10 phút ): củng cố bài
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- HS đọc các câu hỏi SGK và trả lời.
- HS đọc phiếu trả lời và chọn đáp án đúng.
- HS lắng nghe lời dặn của GV.
- Yêu cầu các em trả lời các câu hỏi trong SGK trang.
- HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.
- Đọc trước bài mới.
-Phát phiếu học tập cho HS.
V. Một số kinh nghiệm được rút ra từ bài học
...
...
...
...
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng