8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.3.5. Bài 57 Phản ứng nhiệt hạch
BÀI 57: PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH I. Mục tiêu
- Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì.
- Nêu được điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
- Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
II. Chuẩn bị
1 . Giáo viên
- Bản vẽ sẵn.
- GV chuẩn bị kiến thức có liên quan đến bày dạy. - Phiếu học tập.
2. Học sinh
- Học sinh ôn lại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. - Trả lời phiếu học tập.
- Đọc bài mới.
Phiếu học tập * Câu hỏi cho học sinh chuẩn bị bài ở nhà :
- Phản ứng nhiệt hạch là gì?
- Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch?
- Tìm hiểu các ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
* Câu hỏi củng cố bài :
Câu 1. Tìm phát biểu saivề phản ứng nhiệt hạch:
A. Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân năng hơn cũng toả ra năng lượng. B. Mỗi phản ứng kết hợp toả ra năng lượng bé hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều hơn.
C. Phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều, làm nóng môi trường xung quanh nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.
D. Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được.
Câu 2. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phản ứng nhiệt hạch? A. Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
C. Mỗi phản ứng kết hợp tỏa ra một năng lượng bé hơn một phản ứng nhiệt hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp lại tỏa năng lượng nhiều hơn. D. Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng không kiểm soát
được.
Câu 3. Chọn câu sai. Lý do của việc tìm cách thay thế năng lượng phân hạch bằng năng lượng nhiệt hạch là:
A. Tính trên một cùng đơn vị khối lượng là phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng nhiều hơn phản ứng phân hạch.
B. Nguyên liệu của phản ứng nhiệt hạch có nhiều trong thiên nhiên. Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát.
C. Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát hơn phản ứng phân hạch. D. Năng lượng nhiệt hạch sạch hơn năng lượng phân hạch.
Câu 4. Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng lượng điện.
B. Phản ứng nhiệt học không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường. C. Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức độ tới hạn. D. Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh Urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối
lượng tới hạn.
Câu 5. Cho phản ứng hạt nhân: 31T12D24He10 n. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,0087 u; 0,0024 u; 0,0305 u và 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là bao nhiêu?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
III . Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức
Các cơ hội phát triển tư duy HS:
Câu hỏi 1: Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch?
Trả lời: Việc tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao. Vì khi ở nhiệt độ cao các hạt nhân tích điện dương được cung cấp một đọng năng đủ lớn thắng lực đẩy Cu-lông tạo ưu thế cho lực hạt nhân, làm cho chúng kết hơpk lại với nhau tạo thành hạt nhân nặng hơn.
Câu hỏi 2: Phản ứng nhiệt hạch có thể thực hiện được ở đâu?
Trả lời: Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Sự nổ bom nhiệt hạch hay bom H
Câu hỏi 3: Cho ví dụ về hiện tượng phản ứng nhiệt hạch?
Trả lời: Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các sao
Câu 4: Có cách nào để tạo ra phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được?
Trả lời: Thực hiện ở nhiệt độ cao (khoảng hàng chục triệu độ) và trong một thể tích giới Để xảy ra phản ứng nhiệt hạch cần điều kiện gì? Chúng ta có thể
thực hiện phản ứng nhiệt hạch ở đâu?
Phản ứng nhiệt hạch
Định nghĩa
2 2 3 1
1H1H2He0n
Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch
Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ.
Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
III . Tổ chức hoạt động dạy – học
Hoạt động 1 ( 7 phút ): ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
* HS chuẩn bị trả lời câu hỏi :
- Một notron chậm va chạm vào hạt nhân nặng làm hạt nhân vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn và tỏa nhiệt.
-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.
- k là số notron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch.
- Khi k < 1 PƯ dây chuyền không xảy ra. - Khi k = 1 phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtrôn không đổi.
- Khi k > 1 phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtrôn tăng liên tục.
* Câu hỏi kiểm tra bài :
1) Phản ứng phân hạch là gì?
2) Phản ứng phân hạch dây chuyền là gì?
Với điều kiện nào thì nó xảy ra?
Hoạt động 2 ( 14 phút ): tìm hiểu về phản ứng nhiệt hạch
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Phản ứng chỉ xảy ra ở nơi có nhiệt độ rất cao
-Hai loại hạt nhân tương tác. - Một hạt.
-Hạt nhân được tạo thành có đặc điểm nặng hơn so với hai hạt nhân tương tác.
- Hai hạt nhân nhẹ kết hợp vơí nhau thành một hạt nhân nặng.
- Để xảy ra phản ứng nhiệt hạch cần điều kiện gì? Chúng ta có thể thực hiện phản ứng nhiệt hạch ở đâu?
-Có mấy hạt nhân tương tác? - Có mấy hạt nhân sản phẩm?
- Hạt nhân được tạo thành có đặc điểm gì so với hai hạt nhân tương tác ?
- Phản ứng nhiệt hạch là gì ?
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
- Ở nhiệt độ rất cao 108 k.
- Bền vững và không có tính phóng xạ
- Phản ứng nhiệt hạch xảy ra nhiệt độ như thế nào?
- Sản phẩm được tạo thành có đặc điểm gì
Hoạt động 3 ( 5 phút ): phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Là các phản ứng nhiệt hạch.
-Khoảng vài chục triệu độ. -Giảm đi không đáng kể.
- Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các sao là gì?
- Giới thiệu nhiệt độ trong lòng Mặt Trời - Khối lượng của mặt Trời và các ngôi sao như thế nào khi chúng bức xạ ?
Hoạt động 4 ( 8 phút ): thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên trái đất
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
- Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được.
- Sự nổ bom nhiệt hạch hay bom H. Ban đầu kíp nổ làm bom nổ, tạo ra nhiệt độ hang trăm triệu độ, nhờ đó phản ứng nhiệt hạch xãy ra. Như vậy, ở đây có cả năng lượng nhiệt hạch lẫn năng lượng phân hạch. Nên mỗi bom H có sức tàn phá rất lớn, tương đương vài chục triệu tấn thuốc nổ TNT. - Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch rất nhiều.
- Trên trái đất con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch chưa?
- Phản ứng đó cụ thể là gì?
- Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch như thế nào so với năng lượng xãy ra trong phản ứng phân hạch?
Hoạt động 5 ( 5 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 và ghi nhớ.
- Các em trả lời câu hỏi SGK.
- Trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập. - Sau đó tóm tắt lại những vấn đề chính của buổi học cho HS nắm vững để về học.
Luận văn Tốt nghiệp Đại học GVHD: ThS.GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Trịnh Tùng
Chương 5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM