III. TỒ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1) Kiểm tra bài cũ: (10’) Nội dung kiểm tra:
H. Vậy, điều kiện xảy ra phản ứnghạt nhõn dõy
chuyền là gỡ?
GV: Khối lượng tối thiểu đú gọi là khối lượng tới hạn mth;
VD. 235U thỡ mth = 15 kg, plutoni mth = 5 kg.
- Muốn cú phản ứng dõy chuyền xảy ra ta phải xột tới số nơtron trung bỡnh k cũn lại sau mỗi phản ứng phõn hạch; số nơtron bị mất phải ớt hơn số nơtron được sinh ra (gọi là nơtron thứ cấp) sau mỗi phản ứng phõn hạch.
- Cỏc hạt nhõn nặng cú thể phõn hạch do hấp thụ nguồn hoặc tự phỏt phõn hạch; nhưng tự phỏt phõn hạch tỉ lệ rất thấp. Vỡ vậy, hầu hết cỏc hạt nhõn nặng khi k < 1 thỡ phản ứng dõy chuyền khụng thể xảy ra hoặc phản ứng xảy ra nhưng tắt nhanh.
- Vỡ khi đú dũng nơtron sau mỗi phản ứng phõn hạch tăng liờn tục theo thời gian, dẫn tới bựng nổ nguyờn tử. - Hệ số nhõn nguồn k > 1 thỡ phản ứng hạt nhõn dõy chuyền sẽ xảy ra. Muốn vậy, thỡ khối lượng nhiờn liệu của hạt nhõn phải cú một giỏ trị tối thiểu xỏc định.
Hoạt động 4. Lũ phản ứng hạt nhõn.
GV giới thiệu sơ lược cấu tạo và hoạt động của lũ phản ứng hạt nhõn. GV: Lũ phản ứng hạt nhõn là thiết bị trong đừ phản
ứng dõy chuyền tự duy trỡ, cú điều khiển (với k = 1); nhiờn liệu phõn hạch chủ yếu là235u hay 288pu giới thiệu tranh vẽ Hỡnh 56.3 Sơ đồ lũ phản ứng nơtron nhiệt (SGK)
- Khi số nơtron trong lũ tăng lờn quỏ nhiều (k > 1), nờu giải phỏp khắc phục?
GV: Với k = 1, năng lượng tỏa ra từ lũ phản ứng khụng đổi theo thời gian.
HS nghe GV giới thiệu sơ lược cấu tạo và hoạt động của lũ Phản ứng hạt nhõn; suy nghĩ để trả lời cõu hỏi của GV. - Khắc phục bằng cỏch: cho cỏc thanh điều khiển ngập sõu vào khu vực chứa nhiờn liệu phõn hạch để hấp thụ nơtron thừa, đảm bảo duy trỡ k = 1.
Hoạt động 5. Nhà mỏy điện hạt nhõn
GV giới thiệu bộ phận chớnh của nhà mỏy điện hạt nhõn là lũ phản ứng hạt nhõn và nguyờn tắc hoạt động của nú; Mụ tả bức tranh Hỡnh 56.4 Sơ đồ đơn giản húa của một nhà mỏy điện hạt nhõn (SGK)
GV giới thiệu bộ phận chớnh của nhà mỏy điện hạt nhõn, nguyờn tắc hoạt động (như SGK); treo bức tranh Hỡnh 56.4 Sơ đồ húa của một nhà mỏy điện hạt nhõn (SGK) và mụ tả cho HS nghe (sơ 1ược) GV phõn tớch cho HS thấy sự phõn bố năng lượng được giải phúng sau mỗi phản ứng phõn hạch hạt nhõn urani.
Năng lượng được giải phúng 200MeV.
HS chỳ ý tiếp nhận thụng tin từ GV, hiểu được Hỡnh 56.4 Sơ đồ đơn giản húa của một nhà mỏy đơn giản điện hạt nhõn (SGK). HS phải nắm vững sự phõn bố năng lượng được giải phúng sau mỗi phản ứng phõn hạch hạt nhõn urani. Bao gồm: Động năng của cỏc mảnh: 168 MeV, tia γ: 11MeV, cỏc nơtron: 5MeV, cỏc hạt β: 5MeV và Nơtrinụ do phõn rĩ β: 11MeV.
* Củng cố - Hướng dẫn về nhà. GV:
- Năng lượng mà chỳng ta đang nghiờn cứu là do sự biến đổi cỏc hạt nhõn nờn đỳng ra phải gọi là năng lượng hạt nhõn, nhưng trong lịch sử nú được gọi là năng lượng nguyờn tử, nờn hiện nay thuật ngữ vẫn giữ cỏc tờn ấy (bom nguyờn tử, nhà mỏy điện nguyờn tử...)
- Hướng dẫn giải bài tập 4 ở cuối bài học (SGK)
- Dặn HS về nhà nghiờn cứu trả lời cỏc cõu hỏi và giải cỏc bài tập cuối bài trong SGK.
Tiết 97 Ngày soạn: 19-03-2009 Bài 57
PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
I.MỤC TIấU:
- Nắm được phản ứng nhiệt hạch và điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch xảy ra. - Biết phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong vũ trụ và nguyờn nhõn của nú.
II.CHUẨN BỊ:
- Giỏo viờn: Chuẩn bị cỏc kiến thức liờn quan
- Học sinh: HS ụn lại những kiến thức về phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng. III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1) Bài cũ. Cú thể GV hỏi vấn đỏp cỏc cõu hỏi 1, 2 và 3 (trắc nghiệm) hoặc gọi HS lờn giải bài tập 4 (SGK) của bài 56 "Phản ứng phõn hạch"
2) Bài mới:
Hoạt động 1. Phản ứng nhiệt hạch
Trờn cơ sở kiến thức nắm được về phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng, GV trỡnh bày và đưa ra định nghĩa khỏi niệm phản ứng nhiệt hạch (như SGK); dẫn dắt để HS nắm được điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
a) Phản ứng nhiệt hạch
- GV nhắc lại bài cũ (bài 54) và hỏi HS cú mấy lại phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng? Nờu tờn cỏc loại đú?
GV lưu ý với HS rằng: Khỏc với phản ứng phõn hạch, phản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hạt nhõn nhẹ; vỡ thế phản ứng nhiệt hạch cũn được gọi là "phản ứng tổng hợp hạt nhõn"
GV đưa ra vớ dụ (57.1) SGK:
2 2 3 1
1H+1H →2He+0n và tỏa năng lượng 4MeV; sau đú GV đưa ra vớ dụ hai phản ứng (57.2) và (57.3) SGK để minh họa thờm.
- GV cho HS giải C5 SGK? Hướng dẫn HS:
+ Tớnh số hạt nhõn N trong 1kg theo mHe và mα→ WHe + Theo Bài 54, WU = 7,58.1014 J + Suy ra He U W W
b) Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch GV trỡnh bày sự phản ứng tổng hợp hạt nhõn như SGK và nờu cõu hỏi cho HS:
- Điều kiện thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhõn là gỡ? giải thớch?
GV lưu ý thờm: ngồi điều kiện nhiệt độ cao cũn hai điều kiện nữa để cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra: + Mật độ hạt nhõn (n) trong plasma đủ lớn
+ Thời gian duy trỡ (τ) trạng thỏi plasma ở nhiệt độ cao phải đủ lớn.
HS nhớ lại kiến thức về phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng, lắng nghe sự gợi mở của GV để đưa ra phương ỏn trả lời.
- Cú hai loại phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng, đú là: + Hai hạt nhõn nhẹ (như hiđrụ, hờli) hợp lại thành hạt nhõn nặng hơn và chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao, gọi là phản ứng nhiệt hạch.
+ Một hạt nhõn nặng vỡ thành hai mĩnh nhẹ hơn, gọi là phản ứng phõn hạch. - Số hạt nhõn trong 1 kg heli là: 27 1 4,0015.1,66.10 He m N mα − = =
- Tổng năng lượng tỏa ra: WHe = 17,5.N (MeV) Tớnh toỏn ta được: WHe ≈ 2,63.1027 MeV ≈ 4,22.1014 J → WHe 0,56 (1MeV 1,6.1013J) Wα − ≈ =
- Tổng hợp hạt nhõn chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao. Vỡ rằng, ở nhiệt độ ấy cỏc hạt nhõn tớch điện dương được cung cấp một động năng đủ lớn thắng lực đẩy Cu-lụng tạo ưu thế cho lực hạt nhõn, làm chỳng kết hợp với nhau thành hạt nhõn nặng hơn.
Hoạt động 2. Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ:
Cần làm cho HS hiểu rằng phản ứng nhiệt hạch trong lũng mặt trời và cỏc ngụi sao trong vũ trụ là nguồn năng lượng Mặt Trời.
GV cú thể đặt cõu hỏi cho HS:
Tại sao Mặt Trời cú thể tỏa ra mức lượng năng lượng rất lớn một cỏch liờn tục qua rất nhiều thế kỉ mà khụng bị suy giảm?
Sau đú GV giải thớch nguồn gốc năng lượng Mặt Trời và cỏc ngụi sao
- HS lắng nghe cỏch đặt vấn đề của GV và liờn tưởng đến nguyờn nhõn năng lượng Mặt Trời cú liờn quan đến phản ứng nhiệt hạch hay khụng .
- HS tiếp nhận thụng tin từ GV.
Hoạt động 3. Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trờn Trỏi Đất
GV làm cho HS hiểu trờn Trỏi Đất, con người đĩ thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng khụng kiểm soỏt được; Cỏc nhà khoa học đĩ và đang nghiờn cứu kiểm soỏt được phản ứng nhiệt hạch, nhằm đưa năng lượng thu được của phản ứng vào sử dụng phục vụ cho lợi ớch của con người.
GV nờu cõu hỏi cho HS suy nghĩ, trả lời:
- Làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soỏt được?
GV lưu ý thờm: Phương ỏn trả lời là đỳng, nhưng thực hiện thỡ gặp nhiều khú khăn, đú là:
+ Xõy dựng lũ phản ứng nhiệt hạch tốn kộm và lũ cú tớnh phúng xạ mạnh;
+ Lũ phản ứng nhiệt hạch khụng thể cỏch nhiệt tuyệt đối được, do vậy nú trở thành trung tõm ụ nhiễm về nhiệt.
G V hướng dẫn HS đọc phần chữ nhỏ ở cuối bài để biết dự bỏo của cỏc nhà khoa học về phản ứng nhiệt hạch kiểm soỏt được trong tương lai.
hạch trờn Trỏi Đất, đưa ra phương ỏn trả lời những vấn đề do GV đưa ra.
- Phương ỏn tra lời cú thể là:
+ Thực hiện ở nhiệt độ cao (hàng chục triệu độ)
+ Trong một thể tớch giới hạn chứa đầy đơteri hoặc hỗn hợp đơteri-liti, cỏch nhiệt hồn tồn với bờn ngồi. Dự bỏo của cỏc nhà khoa học là phải cú thời gian 25 đến 50 năm nữa thỡ vấn đề về năng
lượng nhiệt hạch mới cú thể được sử dụng phục vụ cho lợi ớch con người.
Hoạt động 4 : CỦNG CỐ - HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ.
Giỏo viờn ghi nhớ cho HS rằng:
+ Cú hai loại phản ứng hạt nhõn tỏa năng lượng (phản ứng phõn hạch và phản ứng nhiệt hạch), gọi là năng lượng hạt nhõn.
+ Sự phõn hạch cú tớnh chất dõy chuyền tỏa ra năng lượng rất lớn nhưng kiểm soỏt được nhờ lũ phản ứng hạt nhõn; nhưng phản ứng nhiệt hạch, con người mới chỉ thực hiện được phản ứng này dưới dạng khụng kiểm soỏt được.
+ Hướng dẫn HS làm cỏc bài tập (trắc nghiệm) 1 và 2 ở cuối bài (SGK) - Về nhà xem Bài đọc thờm: trũ phản ứng hạt nhõn Đà Lạt.
IV. Rỳt kinh nghiệm – Bổ sung:
Tiết 98 Ngày soạn: 21-03-2009
KIỂM TRA
I. Mục tiờu:
- Kiểm tra, đỏnh giỏ khả năng tiếp nhận kiến thức và tỏi hiện kiến thức, rỳt kinh nghiệm cho việc giảng dạy chương IX.
- Rốn luyện cho HS kĩ năng phõn tớch, tớnh toỏn. Tớnh trung thực trong thi cử, kiểm tra. II. Chuẩn bị:
- GV: soạn đề kiểm tra.
- HS: ễn tập nội dung chương IX. III. Đề kiểm tra:
Cõu 1: Đơn vị khối lượng nguyờn tử là
A. khối lượng của một nguyờn tử hiđrụ B. khối lượng của một nuclon C. khối lượng của một nguyờn tử cacbon. D. 1