TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CỦA SINH VIÊN 3.1 Nội dung kiến thứcchương “Phân rã phóng xạ”
3.2.2Xây dựng tình huống có vấn đề
Sau khi trở về từ Nhật, mẹ Nam cảm thấy hay mệt mỏi, ăn không thấy ngon và hay có cảm giác nghẹn ở cổ. Bà đi khám và bác sĩ nói rằng bà bị K giáp trạng. Bác sĩ cho rằngnguyên nhân là do bà bị nhiễm phóng xạ vì trước đó bà đã có mặt tại khu vực
Fukushima - Nhật Bản sau trận động đất và sóng thần ngày 11/03/2011. Thấy mẹ suy sụp, không khí gia đình ảm đạm, Nam gặng hỏi bố và biết được bệnh tình của mẹ cùng với nguyên nhân của căn bệnh. Thương mẹ, Nam muốn nhanh chóng tìm ra giải pháp cho căn bệnh. Cậu băn khoăn: “ Phóng xạ là gì nhỉ? Tại sao phóng xạ lại có thể làm mẹ bị mắc chứng bệnh quái ác đó?”.
Diễn biến giả định quá trình học tập từ tình huống có vấn đề Phần I. Truytìm thủ phạm
Sau khi trở về từ Nhật, mẹ Nam cảm thấy hay mệt mỏi, ăn không thấy ngon và hay có cảm giác nghẹn ở cổ. Bà đi khám và bác sĩ nói rằng bà bị K giáp trạng. Bác sĩ cho rằng nguyên nhân là do bà bị nhiễm phóng xạ vì trước đó bà đã có mặt tại khu vực
Fukushima - Nhật Bản sau trận động đất và sóng thần ngày 11/03/2011. Thấy mẹ suy sụp, không khí gia đình ảm đạm, Nam gặng hỏi bố và biết được bệnh tình của mẹ cùng với nguyên nhân của căn bệnh. Thương mẹ, Nam muốn nhanh chóng tìm ra giải pháp cho căn bệnh. Cậu băn khoăn: “Phóng xạ là gì nhỉ? Tại sao phóng xạ lại có thể làm mẹ bị mắc chứng bệnh quái ác đó?”.
Sau nhiều giờ suy nghĩ, Nam quyết định chia sẻ băn khoăn với nhóm bạn của mình và nhờ các bạn cùng tìm hiểu.
Câu hỏi 1: Hãy giúp Nam tìm hiểu xem phóng xạ là gì mà lại gây bệnh ung thư cho con người?
Nam và nhóm bạn của mình nghĩ ngay đến việc tìm kiếm thông tin trên mạng và qua sách báo. Sau giờ học, họ tập chung tại nhà Khải - một bạn trong nhóm và thực hiện việc làm của mình. Tại nhà Khải, các bạn chia làm hai nhóm: một nhóm tìm thông tin về phóng xạ qua mạng internet, một nhóm nghiên cứu SGK và các tài liệu
33
Sau một hồi tìm kiếm, nhóm bạn biết rằng năm 1896, khi nghiên cứu các hợp chất phát lân quang, một nhà Vật líhọc người Pháp tên là Béc-Cơ-ren đã tình cờ phát hiện thấy rằng: miếng Urani sunfat đã phát ra một loại bức xạ không nhìn thấy nhưng tác dụng mạnh lên tấm kính ảnh bọc kĩ trong giấy đen dày đặt dưới miếng đó. Ông gọi hiện tượng này là sự phóng xạ và bức phát ra là tia phóng xạ.
Hình 1. Nhà bác học Henri Becqueren và hình ảnh vết đen trên tấm kính ảnh do tác động của tia phóng xạ.
Hình 2. Một mẫu Uranium
Năm 1898, Pi-e Quy-ri và Ma-ri Quy –ri, hai vợ chồng nhà Vật lí người Pháp đã tìm ra hai chất phóng xạ mới là Pôlôni và Radi. Ngày 26-12-1898, Ông bà Quy-ri
cũng đã thông báo trước viện hàn lâm khoa học Pa-ri về việc tồn tại một nguyên tố mới trong chất phóng xạ mà họ vừa tìm được.
34
Ma-ri Quy-ri Pi-e Quy-ri (1867- 1934) (1859-1906)
Hình 3. Hai nhà bác học Ma-ri Quy-ri và Pie Quy-ri
Đến đây, Nam thắc mắc: Thế thì có sự biến đổi hạt nhân ở đây. Vậy phải chăng phóng xạ là một quá trình biến đổi hạt nhân?
- Đúng rồi. Lan reo lên. Các cậu xem này, SGK cũng viết: Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ. Mà các cậu có biết phóng xạ xuất hiện ở đâu không?
- Thì mẹ tớ đã từng ở khu vực Fukushima, nơi có rò rỉ phóng xạ từ các nhà máy điện hạt nhân đấy thôi. Nam nói.
- Các cậu có nhớ vụ rò rỉ ở phóng xạ ở Trecnôbưn – Nga hồi những năm 80
không? Bố tớ kể hồi đó các bạn nhỏ bị nhiễm phóng xạ ở đó đã sang Việt Nam để dưỡng bệnh đấy- Thuý thêm vào - Hồi đó người ta còn đồn có những con chuột bị
nhiễm phóng xạ trở lên to như con lợn con còn gì. Khiếp thật!
- Đúng thế, phóng xạ còn xuất hiện ở các vụ nổ hạt nhân. Trong thế chiến thế giới lần thứ hai, hai quả bom hạt nhân của Mỹ không những đã phá tan hai thành phố Hyrôshima và Nagasaki của Nhật bản mà còn để lại hậu quả cho nhiều thế hệ do phóng xạ đấy thôi.
- Thế mà bây giờ một số nước vẫn còn có vũ khí hạt nhân và còn mang đi thử nữa chứ. Tớ chẳng hiểu người ta nghĩ gì nữa. Lan tỏ ra bức xúc.
35
Hình 4. Một vụ nổ bom hạt nhân Hình 5. Hình ảnh sau vụ nổ lò phản ứng ở
một nhà máy điện hạt nhân
Trong khi các bạn nói chuyện, Nam vẫn nghĩ về thủ phạm gây bệnh cho mẹ.
- Vậy nguyên nhân gây bệnh ung thư cho mẹ mình là gì? Hạt nhân mới hay tia phóng xạ? Nam trầm ngâm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tớ nghĩ rằng thủ phạm gây bệnh ung thư là tia phóng xạ. Khải nói.
- Cậu dựa trên căn cứ nào thế? Cả nhóm đồng thanh.
Khải bình tĩnh: - Thì các tài liệu đều nói tia phóng xạ gây ra bệnh ung thư còn gì. Tuy nhiên tớ không hiểu tia phóng xạ có tính chất gì mà có thể làm người ta bị ung thư?
Trong đầu của Nam nghĩ: Bec-cơ-ren thấy tia phóng xạ xuyên qua cả lớp giấy dày và làm đen tấm kính ảnh. Liệu nó có thể xuyên qua cơ thể con người và làm các tế bào đó bị diệt không? Cậu bày tỏ ý nghĩ của mình cho các bạn và nhận được sự đồng tình của mọi người. Song, tất cả mọi người đều cho rằng phải có bằng chứng xác nhận điều này.
Câu hỏi 2.Tia phóng xạ có thể huỷ diệt tế bào thì có thể diệt dược tế bào ung thư không?
Trong lịch sử phát hiện và tìm kiếm các nguyên tố phóng xạ, Béc-cơ-ren là nhà
bác học phát hiện ra phóng xạ và cũng hy sinh về phóng xạ.Trong một buổi lên lớp ở Đại học Khoa họcParis, ông bỏ vào trong túi áo khoác của mình một lọ chứa radi có đóng gói cẩn thận trong một hộp giấy nhỏ, nhằm minh họa cho bài giảng. Ai ngờ, 10 ngày sau trên ngực, nơi túi áo đựng lọ radi, xuất hiện một vết đỏ nho nhỏ và nó tiếp tục ran rộng và chỉ dừng lại khi đạt kích thước vừa đúng bằng cái lọ đựng radi. Chuyện xảy ra vào tháng 4/1901. Không để ý đến vết đỏ, ông tiếp tục nghiên cứu nhưng dần
36
dần ông cảm thấy mệt mỏi, suy nhược, đau đớn ngày càng tăng, da tay bị nứt nẻ tạo những vết loét rộng. Và đến năm 1908, ở tuổi 56, ông đã từ giã cõi đời sau những tháng năm mòn mỏi, suy kiệt, đau đớn.
Người tiếp theo là Pierre Curie (Pháp), người góp sức vào việc tìm hiểu bản chất của phóng xạ. Thấy Becquerel bị radi gây bỏng, ông muốn thử nghiệm trên mình xem có chính xác không? Ông đã từng buộc vào cánh tay mình trong 10 giờ một chế phẩm phóng xạ và bỏ một mảnh radi trong vòng nửa giờ vào túi quần và như Becquerel, ở tay và ở đùi, ít ngày sau đều có một vết bỏng. Không may ông mất sớm vì một tai nạn ô tô nhưng cũng may là chưa phải chịu đựng những tác hại toàn thân do chất phóng xạ.
Người thứ ba là Marie Curie (Pháp gốc Ba Lan) người đã bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về bản chất và đặc tính của tia xạ. Do công tác nghiên cứu, bà thường xuyên phải tiếp xúc với các chất phóng xạ mà lúc đó chưa có các biện pháp phòng ngừa vì hiểu biết về phóng xạ còn hạn chế. Bà thường bỏ trong túi xách một lọ chứa radi và đêm ngủ thường để ở đầu giường để ngắm ánh dạ quang phát ra từ chiếc túi. Vào tuổi 65, sức khỏe của bà suy giảm rõ rệt và bước sang tuổi 66 bà phải nằm liệt giường để rồi đến gần cuối năm bà qua đời vì bệnh bạch cầu.
Quay trở lại câu chuyện của Nam và nhóm bạn, sau khi biết các tính chất của tia phóng xạ, Nam nghĩ “ Tia phóng xạ có khả năng đâm xuyên và huỷ diệt tế bào. Vậy nó có thể diệt được tế bào ung thư không? Nếu được thì đây chẳng phải là cách điều trị tốt nhất cho mẹ ư?”. Trở về nhà, Nam nói ngay chuyện này với bố và được bố xác nhận rằng y học đã sử dụng tia phóng xạ trong điều trị ung thư và một số bệnh khác. Các bác sĩ cũng đã trao đổi với bố Nam về vấn đề này. Nam vui mừng vì bệnh của mẹ cóthể chữa khỏi.
Phần II. Giải pháp mang tên
Để điều trị bệnh của mẹ Nam, các bác sĩ sẽ dùng phương pháp xạ trị tức là chiếu tia phóng xạ vào tế bào ung thư để tiêu diệt tế bào này. Tia phóng xạ được dùng nhiều nhất có tên là tia . Nam kể lại việc này cho các bạn của mình.
Khi nghe đến tia phóng xạ có tên là , các bạn đều thấy lạ. Khải suy đoán: Có
tia tức là còn có các tia khác, vậy có mấy loại tia phóng xạ? Chúng có bản chất là gì và khác nhau như thế nào?
37
Câu hỏi 1.Hãy giúp Khải và các bạn tìm hiểu xem có mấy loại phóng xạ?
Khải, Nam, Thúy và Lan phân công nhau tìm câu trả lời bằng cách tìm thông tin qua mạng và qua tài liệu SGK. Sau một hồi tìm kiếm, Nam tìm được mẩu chuyện sau về việc tìm ra ba loại tia phóng xạ:
“Becquerel chỉ ra rằng phóng xạ có thể đâm xuyên qua vải vóc và giấy, nên việc hiển nhiên trước tiên phải thực hiện là nghiên cứu chi tiết hơn chiều dày của chất mà phóng xạ có thể xuyên qua. Họ sớmnhận ra rằng một phần nhất định của cường độ phóng xạ sẽ bị loại trừ ngay cả bởi một vài inch không khí, nhưng phần còn lại không bị loại mất khi truyền đi quãng không khí dài hơn. Như vậy, rõ ràng phóng xạ là hỗn hợp của hơn một loại, trong đó một loại bị chặn lại bởi không khí. Sau đó, họ nhận thấy trong số phần có thể đi xuyên qua không khí, một lượng nữa có thể bị loại mất bằng một mảnh giấy hay một lá kim loại rất mỏng. Tuy nhiên, cái còn lại sau đó, là loại thứ ba, loại đâm xuyên cực mạnh, một số trong đó sẽ vẫn còn sau khi xuyên qua một bức tường gạch. Họ kết luận điều này cho thấy có ba loại phóng xạ, và không hề có chút ý tưởng mờ nhạt nào xem thật ra chúng là thứ gì, họ đã đặt tên cho chúng. Loại đâm xuyên ít nhất được gọi tùy tiện là (alpha), kí tự thứ nhất của bảng chữ cái Hi Lạp, và cứ thế đến (beta), cuối cùng là (gamma) cho loại đâm xuyên mạnh nhất”
Sau nghe Nam khẳng định có tồn tại ba loại tia phóng xạ, các bạn đều tò mò về bản chất và sự khác biệt của ba loại tia phóng xạ này.
Hình 6. Khả năng xuyên thấu của các tia phóng xạ qua vật chất và sự lệch của các tia phóng xạ trong từ trường
38
Sau một hồi tìm kiếm, các bạn phát hiện ra có 3 loại tia phóng xạ là tia , tia
và tia . Các bạn cũng biết bản chất và tính chất của các tia này. Tuy nhiên, Nam thắc mắc: - Không biết làm thế nào để tách tia ra khỏi đám phóng xạ đó được nhỉ?
Câu hỏi 2.Hãy giúp Nam tìm hiểu bản chất của các tia phóng xạ đó là gì?
Khải phân tích: Tia là hạt nhân của nguyên tử He, vậy nó mang điện tích dương. Tia thì lại có hai loại: − là các electron nên mang điện âm, + là các
poziton nên mang điện dương. Tia lại là sóng điện từ không mang điện. Vậy nếu ta cho chúng đi qua điện trường thì sao nhỉ?
Lan reo lên: Cậu nghĩ đúng rồi đấy! Chắc chắn điện trường sẽ tách được các tia phóng xạ vì tia là sóng điện từ không bị lệch trong từ trường mà.
Thuý tỏ ra chưa hiểu: - Thế hai tia còn lại thì sao? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Này nhé, khi cho các tia phóng xạ đi qua một điện trường (giữa hai bản tụ điện chẳng hạn), tia và tia +mang điện dương nên bị lệch về phía cực âm của bản tụ điện, tia − mang điện âm nên sẽ lệch về phía cực dương, còn tia không mang
điện nên se truyền thẳng. Cậu không nhớ bản chất của sóng điện từ à? Khải giải thích. Nghe đến đây, các bạn đều gật gù tán thưởng: Thì ra tia có thể được tách ra nhờ cách này.
Nam vẫn băn khoăn: - Thế tại sao người ta lại dùng tia để chữa bệnh cho mẹ tớ mà không phải các tia khác?
Câu hỏi 3.Hãy giúp Nam hiểu các tia phóng xạ khác nhau như thế nào?
Lúc này, các bạn đều ngớ ra trước câu hỏi của Nam: Ừ nhỉ! Tại sao lại là tia ? - Theo tớ, chắc chắn tia phải có một tính chất gì nổi trội hoặc khác hẳn so với tia và tia thì các bác sĩ mới lựa chọn nó để chữa bệnh chứ. Khải nói.
Khải lần lại thông tin mà cậu đã lấy được từ trên mạng về việc Becơren phát hiện ra ba loại phóng xạ ,,. Cậu thấy rằng trong ba tia này, tia có thể xuyên qua cả gạch. Khải nghĩ: Phải chăng đây là lí do ?
Khi cậu nêu ra ý kiến này, cả nhóm có vẻ đồng ý nhưng chưa thực sự thấy thuyết phục. Chần chừmột lúc, Nam nói:
39
- Đồng ý là tia có khả năng đâm xuyên lớn nhất, nó có thể xuyên qua gạch tức là xuyên qua được lớp mô mềm để đi vào cơ thể người nhưng tia cũng có thể làm được điều này chứ vì tia có thể xuyên qua được cả lá nhôm mỏng cơ mà?
- Nhưng cậu không thấy rằng tia có khả năng xuyên thấu lớn hơn tia nhiều hay sao? Điều này cho thấy tia còn có năng lượng rất lớn nên sẽ diệt được các tế bào ung thư. Khải suy luận.
Hình 7. Khả năng xuyên thấu của tia phóng xạ qua vật chất
Tạm bằng lòng với lí giải của Khải nhưng trên đường về, Nam lại thấy bất an và lo lắng. Cậu sợ rằng tia phóng xạ khi chiếu vào cơ thể mẹ sẽ làm mẹ đau đớn bởi nếu nó diệt được tế bào ung thư như vậy thì nó sẽ ảnh hưởng đến các tế bào lành lặn khác. Cậu không về nhà ngay mà đến thẳng nhà bác Tân - bạn của bố Nam - một bác sĩ khoa đầu cổ của bệnh viện K. Sau khi trần tình lo lắng, Nam được bác Tân giải thích: “Không phải các bác sĩ chỉ dùng tia đễ chữa bệnh ung thư mà còn dùng cả tia nữa. Tuy nhiên, các cháu đã nghĩ đúng về việc lựa chọn tia nhiều là do tia này có khả năng đâm xuyên lớn và có tác dụng mạnh trong việc tiêu diệt tế bào ung thư. Còn về việc các tia phóng xạ có là ảnh hưởng đến các tế bào lành lặn không thì chắc chắn là có. Sau điều trị phóng xạ, các bệnh nhân đều bị giảm hồng cầu, buồn nôn và rụng tóc. Tuy nhiên, các tế bào này sẽ phục hồi sau một thời gian. Còn về bệnh của mẹ cháu, cháu đừng lo lắng quá. Mẹ cháu còn phải đi kiểm tra lại vài lần để chắc chắn về tình trạng bệnh đã”.
40
Hình 8. Bệnh nhân ung thư sau điều trị bằng tia phóng xạ
Phần III. Hành trình
Vẫn còn băn khoăn về việc chẩn đoán bệnh của mẹ Nam, bố Nam quyết định