Cấu trúc Mặt trời

ảnh phát ánh sáng (nhiệt lương)

1. Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.

Năng lƣợng mà Mặt Trời có đƣợc là nhờ ở lõi của Mặt Trời xảy ra các phản ứng nhiệt hạch một cách liên tục. Vậy, năng lƣợng của Mặt Trời là năng

Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch là ở điều kiện nhiệt độ rất cao, khi đó các hạt nhân cùng mang điện tích dƣơng nhận đƣợc sự chuyển động vì nhiệt lớn thắng đƣợc lực đẩy Cu-lông để tiếp xúc tƣơng tác với nhau;

Ở Mặt Trời:

- Nhiệt độ rất cao, ở bề mặt nhiệt độ khoảng 5800K và trong lõi có nhiệt độ khoảng 13.600.000 độ K. Đây là nhiệt độ khả dĩ để các hạt nhân Hydro thắng đƣợc lực đẩy Cu-lông kết hợp với nhau và tạo ra phản ứng tổng hợp nhiệt hạch;

- Áp suất của Mặt Trời vô cùng lớn, đủ sức nén mọi vật thể, trong đó có các hạt nhân nhẹ, là nhiên liệu nhiệt hạch đến mật độ lí tƣởng cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra.

- Nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch là các Hydro rất dồi dào chiếm 74% khối lƣợng và chiếm 92% thể tích của Mặt Trời. Hêli chiếm 24% khối lƣợng, các nguyên tố còn lại là sắt, nicken, oxy, silic, lƣu huỳnh, các bon, magiê… Ngoài Hydro, deuterium và tritium đóng vai trị quyết định thì các ngun tố khác nhƣ He, C, N, O .. cũng tham gia vào quá trình tổng hợp nhiệt hạch.

Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch chủ yếu với sự tham gia của hydro đƣợc viết và mô tả nhƣ sau:

2H 3H 4He 1n 17,6MeV 1 1 2 0 

2. Trái Đất nếu không được chiếu sáng bởi ánh sáng Mặt Trời thì điều gì xảy ra với Trái Đất?

Nếu nhƣ Trái Đất không đƣợc chiếu sáng năng lƣợng từ Mặt Trời, thì bóng tối sẽ dần bao phủ chúng ta. Sau khi ánh sáng biến mất hoàn toàn, chúng ta sẽ cảm nhận sự biến đổi khí hậu trên tồn thế giới nhƣ: Nhiệt độ bắt đầu giảm dần, cây cối dần chết đi do khơng có ánh sáng để quang hợp.

Sau một tuần, nhiệt độ của Trái Đất sẽ về 00C, sau một năm thì nhiệt độ là âm 100 độ C, điều này dẫn đến nƣớc biển đóng băng Trái Đất nhƣ một khối cầu băng khổng lồ nhƣ thời kỳ Băng Hà.

Nhƣ vậy, Mặt Trời là nguồn sống không thể thiếu của Trái Đất và con ngƣời, nếu khơng có ánh sáng Mặt Trời hay Mặt Trời đột nhiên biến mất thì sự sống chỉ tồn tại trong khoảng thời gian rất ngắn ngủi.

3. Trách nhiệm của chúng ta với nguồn năng lượng Mặt Trời

Năng lƣợng Mặt Trời cung cấp cho chúng ta là nguồn năng lƣợng vô tận và năng lƣợng sạch diễn ra hàng ngày, con ngƣời nên tích cực sử dụng nguồn năng lƣợng này để thay thế các nguồn năng lƣợng hóa thạch, sự khai thác quá mức nguồn năng lƣợng hóa thạch sẽ dẫn đến cạn kiệt tài nguyên phá vỡ môi trƣờng sinh thái đe dọa các hệ thống thiên nhiên cũng nhƣ sự sống của lời ngƣời.

Chúng ta phải làm thế nào để cùng nhau sử dụng nguồn năng lƣợng một cách hiệu quả, chống lãng phí, giữ cho đƣợc sự cân bằng sinh thái.

2.5.2.3. Đánh giá NL GQVĐ của HS thông qua sản phẩm vận dụng kiến thức liên mơn vào giải thích tình huống thực tiễn của đời sống:

Trong quá trình ĐG NL GQVĐ của học sinh cũng có thể cho học sinh hồn thành một nhiệm vụ mà khi đó học sinh phải vận dụng kiến thức liên mơn để giải thích một tình huống có vấn đề trong thực tiễn, ví dụ cụ thể nhƣ:

1. Tên sản phẩm: Tìm hiểu cơ chế gây ung thƣ và các biện pháp giảm

2. Nội dung: “Bản báo cáo của WHO về căn bệnh ung thƣ nhấn mạnh,

để giảm thiểu các tác hại của bệnh ung thƣ, điều quan trọng nhất vẫn là phòng bệnh, quảng bá lối sống lành mạnh, áp dụng các biện pháp phát hiện sớm để điều trị kịp thời. Chế độ ăn nhiều rau và hoa quả tỏ ra rất hữu ích trong việc làm thuyên giảm một số bệnh ung thƣ, nhất là ung thƣ đại tràng, sau đó là ung thƣ dạ dày. Các nghiên cứu dịch tễ cho thấy: Rau và quả, nếu ăn thƣờng xuyên, cũng làm giảm ung thƣ thực quản, phổi, dạ dày, đại tràng và cổ tử cung, trong khi hoạt động thể chất giúp giảm ung thƣ vú”. Em hãy vận dụng kiến thức hiểu biết của mình (mơn Sinh, mơn Hóa, mơn Vật lí, nguồn Internet ..) để giải thích sơ lƣợc cơ chế gây ung thƣ theo nhận định trên của WHO và đƣa ra các khuyến cáo nhằm giảm thiểu các tác hại của bệnh ung thƣ.

3. Yêu cầu của sản phẩm:

Thời gian thực hiện của sản phẩm: 3 ngày Yêu cầu đối với sản phẩm:

- Hinh thức báo cáo: Power point, bài báo cáo...

- Sử dụng các môn học khác nhau thể đã đƣợc học để xây dựng nội dung báo cáo sản phẩm:

+ Mơn Vật lí: Nguồn gốc của các loại bức xạ hạt nhân, trong đó gồm bức xạ tự nhiên và bức xạ nhân tạo (Chương Hạt nhân nguyên tử, Vật lí 12 cơ bản);

+ Môn Sinh học: Biết đƣợc cấu trúc tế bào da và mơ, từ đó giải thích cơ cấu tách nƣớc trong cơ thể sống khi chiếu xạ (Bài 5: Protein, SGK sinh học

10 cơ bản), đột biến gen, hỏng hóc tế bào ....;

+ Mơn Hóa học: Trình bày đƣợc các phản ứng hóa học liên quan đến mô, cơ, phân tử nƣớc trong cơ thế sống.

+ Mơn Giáo dục cơng dân: Có ý thức lên án các hành động sai trái ảnh hƣởng đến môi trƣờng và nguồn sống của cơ thể (Ví dụ nhƣ: Nổ bom nguyên tử, thải chất độc hại ra môi trƣờng của các cơ sở kinh doanh...); Có ý thức bảo vệ môi trƣờng; ý thức tuyên truyền về bảo vệ môi trƣờng và nâng cao chất lƣợng cuộc sống...;

+ Mơn Tốn học: Sử dụng Tốn học để tính tốn định lƣợng năng lƣợng tỏa ra thu vào của các phản ứng hạt nhân;

+ Môn Tiếng anh, Tin học: Đọc tài liệu, nghiên cứu khoa học, xem phim, hiểu các thuật từ viết tắt; Sử dụng đƣợc các phần mềm tin học, biết cách tra cứu sƣu tầm tài liệu...;

+ Môn Lịch sử: Biết đƣợc các nguyên nhân làm tăng lƣợng bức xạ trong tự nhiên; hiểm họa của việc nổ bom nguyên tử...

- Củng cố đƣợc các kiến thức của chƣơng Hạt nhân nguyên tử.

4. Thực hiện đánh giá sản phẩm

4.a. Xây dựng tiêu chuẩn, tiêu chí đánh giá sản phẩm Bảng 2.16. Tiêu chuẩn, tiêu chí đánh giá sản phẩm

TT Tiêu chuẩn Các yêu cầu về tiêu chí ĐG

1

Chất lượng báo cáo sản phẩm

- Nội dung bài báo cáo sản phẩm; - Hình thức bài báo cáo;

- Khả năng trình bày bài báo cáo.

2

Chất lượng sản phẩm - Bố cục của sản phẩm;

- Tính tối ƣu, hiệu quả của sản phẩm; - Hình thức của sản phẩm.

3

Quá trình thực hiện dự án

- Nội dung thực hiện; - Kế hoạch thực hiện;

- Kết quả thực hiện sản phẩm.

4.b. Xác định các nhiệm vụ mục tiêu cần làm:

- Xác định mục tiêu, nội dung của sản phẩm;

- Xác định các thông tin, tƣ liệu liên quan đến sản phẩm; - Lập kế hoạch thực hiện dự án;

- Xác định nhiệm vụ cụ thể theo thời gian;

4.c. Xây dựng Rubric đánh giá NL GQVĐ của HS

Sử dụng tiêu chí đánh giá năng lực GQVĐ của HS đối với sản phẩm là một bài báo theo yêu cầu của rubric đã xây dựng ở mục 2.4.2.1.

Dự kiến bài báo cáo của HS là bản trình chiếu Power point, phải có thêm bản báo cáo gồm mở bài, thân bài, kết luận. Nội dung chính của bài cần đạt đƣợc một số nội dung cơ bản sau:

1. Các loại phóng xạ hạt nhân:  ; ; ; 

Các phóng xạ  ; ; sinh ra theo quy luật phóng xạ

AX Y

Ở trong hạt nhân thì nơtron liên kết với các nuclêon khác bởi lực hạt nhân, khi ở trạng thái tự do thì nơtron khơng bền phân rã thành proton, electron và phản nơtrinô với chu kỳ phân rã T1/2 = 11 phút

1 1 0 0n1p1e

Nơtron khơng mang điện, nên nó nhƣ “viên đạn” đi vào hạt nhân, và gây lên phản ứng hạt nhân, nơtron không bị lệch hƣớng khi tƣơng tác với các electron của nguyên tử và đi vào hạt nhân không chịu rào chắn coulomb. Hạt nhân quá nhỏ bé so với kích thƣớc nguyên tử nên xác suất va chạm của nó với hạt nhân là nhỏ, và một đặc tính quan trọng là các nơtron nhiệt (năng lƣợng cỡ 0,025eV) dễ tƣơng tác với hạt nhân hơn nơtron có năng lƣợng cao. Trong một số lƣợng lớn hạt nhân và nơtron thì sẽ có những phản ứng xảy ra

1 1 * 10 0 0 0 A A A z Z Z n X  X  X  n 1 1 1 * 0 A A A z Z Z n X  X  X 

Các hạt nhân X sinh ra trong phản ứng ở trạng thái kích thích trong khoảng thời gian ngắn khoảng 10-17s rồi trở về trạng thái cơ bản, đồng thời phát ra photon có năng lƣợng cao, chính là photon tia  theo phƣơng trình

* ( )

X  X hf 

Nhƣ vậy, hóng xạ gamma khơng làm biến đổi hạt nhân, và thƣờng đi kèm theo các phóng xạ  ; ;

2. Nguồn gốc của các loại phóng xạ trong mơi trường sống và một số đặc trưng

- Chất phóng xạ trong lị phản ứng:

+ Các đồng vị của Uranium: Ngƣời ta tìm đƣợc 14 đồng vị của Uranium (từ 227 240

92U 92U) Trong đó ba đồng 237 239 240

92U, 92U, 92Ulà phóng xạ  , cịn lại đều phóng xạ  .

Uranium tự nhiên là hỗn hợp của ba đồng vị :

238 235 234

92U(99, 2739%), 92U(0,7204%), 92U(0,0057%)

+ Đồng vị phóng xạ Plutonium: Các đồng vị của Plutonium sinh ra trong q trình hoạt động của lị phản ứng. gồm các phản ứng:

239 239 239

92U  93Np 94Pu

Các Plutonium có thể bị phân hạch bởi notron chậm.

Xâm nhập vào cơ thể ngƣời theo đƣờng ăn uống và hít thở

Nếu là hợp chất khơng hịa tan, Pu có thể thải ra ngồi sau khoảng thời gian 1000 ngày. Nếu ở dạng hịa tan thì Pu theo đƣờng máu tập trung ở phổi và xƣơng.

+ Đồng vị phóng xạ Triti

Trong các lò phản ứng, triti đƣợc sinh ra theo các phƣơng trình phản ứng sau

( , )

D n  T ; 3He n p T( , ) ; 6Li n( , ) T

Trong khu vực hoạt động của lò, Tritiuum tồn tại dƣới dạng khí nhƣ HT; DT; T2, dạng lỏng nhƣ HTO; DTO; T2O hoặc dạng hợp chất hữu cơ.

Nhƣ vậy, Triti có thể xâm nhập vào cơ thể theo con đƣờng ăn uống, hít thở hoặc hấp thụ qua da. Nƣớc Triti có thể phân bố ở nƣớc trong hoặc ngoài tế bào, lƣợng nƣớc này giảm nhanh với chu kỳ hiệu dụng khoảng 10 ngày.

- Phóng xạ tự nhiên

Con ngƣời thƣờng xuyên chịu tác dụng của phóng xạ tự nhiên, các nguồn phóng xạ tự nhiên tồn tại từ khi trái đất hình thành. Đó là các bức xạ hạt nhân từ vỏ quả đất, từ vật chất xung quanh ta, bức xạ vũ trụ và các bức xạ thứ cấp sinh ra do bức xạ vũ trụ tƣơng tác với vật chất trên con đƣờng đi tới trái đất.

ra trong các thiết bị dân dụng, bụi lắng từ các vụ nổ thử nghiệm hạt nhân, nổ bom nguyên tử …

3. Ảnh hưởng của phóng xạ với tế bào sống (bệnh ung thư ở người)

Khi chùm bức xạ đi vào cơ thể sống thì cƣờng độ của nó bị suy giảm do tƣơng tác với cơ thể sống. Kết quả của sự tƣơng tác này dẫn đến sự ion hóa các phân tử làm đứt gãy các mạch DNA và có thể dẫn tới các tế bào có thể bị tiêu diệt hoặc gây ra ung thƣ.

Hình 2.4. Diễn tả tỷ lệ nước trong cơ thể người

Các phân tử nƣớc bị ion hóa và kích thích gây ra một loạt các phản ứng khác, trong đó có các phản ứng nhƣ:

2 2

H O h  H O e

Electron có thể bị phân tử nƣớc khác hấp thụ để tạo ra ion âm của nƣớc

2 2

H O e  H O

Các ion H O2  và H O2  đều không bền và phân hủy ngay sau đó * 2 H OHOH * 2 H OOHH

Kết quả là tạo ra hai gốc tự do OH*và H* và hai ion bền OHvà H, hai ion tự do OH*và H* có thể kết hợp với nhau tạo ra phân tử nƣớc, các phản ứng có thể là: * * 2 H OH H O * * 2 H H H * * 2 2 OH OH H O * * 2 2 H O H O * 2

H O là gốc tự do peroxy đƣợc tạo ra với sự có mặt của oxy

Trong các gốc tự do có cấu hình phân tử khơng bền và có một eclectron lẻ, nên chúng là thực thể gây phản ứng rất mạnh, thời gian sống khoảng 10-6 giây và tác động trực tiếp đến các phân tử sinh học ví dụ nhƣ protein, lipid, DNA gây ra các hỏng hóc về cấu trúc mạng, hỏng hóc về cấu trúc hóa học đối với các phân tử này. Những hỏng hóc nhƣ vậy sẽ dẫn tới:

1/ Sự ngăn cản phân chia tế bào; 2/ Sự sai sót của những nhiễm sắc thể; 3/ Đột biến gene;

4/ Làm chết tế bào.

Vật chất hấp thụ năng lƣợng của các bức xạ nêu trên trong khoảng thời gian cỡ micro giây (cỡ 10-6 giây), tiếp theo là các hiệu ứng sinh học diễn ra trong vài giây thậm chí diễn ra trong nhiều năm tiếp theo.

Khi bị kích thích của các tác nhân gây ung thƣ, các tế bào sinh ra một cách vô điều độ, tăng nhanh phá vỡ quy luật bình thƣờng, vơ tổ chức khơng theo cơ chế kiểm soát về phát triển của cơ thể gây nên bệnh ung thƣ.

Theo các phân tích nêu trên, tác nhân gây ung thƣ chủ yếu do môi trƣờng bên ngoài (80%), tác nhân nội sinh rất ít (chỉ vào khoảng 10%). Vì vậy, phịng ngừa bệnh ung thƣ có hiệu quả khi ngăn chặn các tác nhân do môi trƣờng tác động vào đời sống con ngƣời: ngừng hút thuốc lá; chế độ dinh

chống ơ nhiễm mơi trƣờng, phịng bệnh nghề nghiệp … sẽ làm giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thƣ.

4. Trách nhiệm của chúng ta với việc bảo vệ môi trường và ý thức tuyên truyền việc bảo vệ môi trường, phổ biến các việc làm giúp giảm thiểu tác nhân gây ung thư và tác hại của bệnh ung thư

- Nâng cao ý thức về bảo vệ mơi trƣờng, nói khơng với thuốc lá trong

nhà trƣờng và trong sinh hoạt hàng ngày;

- Ý thức tuyên truyền đến cha mẹ, ngƣời thân ý thức bảo vệ mơi trƣờng, sử dụng phân bón, thuốc rừ sâu thân thiện với môi trƣờng, tuyệt đối tuân thủ theo chỉ dẫn của những nhà chuyên môn;

- Khám bệnh định kỳ, lựa chọn cơ sở y tế đảm bảo chất lƣợng, nhất là các cơ sở chụp X quang, chỉ chụp X quang khi cần thiết và phải theo chỉ dẫn của bác sĩ;

- Hạn chế ăn các thực phẩm ƣớp muối, nƣớng, hun khói, khơng ăn thực phẩm có thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc tăng trọng. Tăng cƣờng ăn các loại hoa quả, rau xanh, thức ăn có nhiều chất xơ, các thực phẩm có nhiều carotene, vitamin A C E,…

- Hạn chế sử dụng chế phẩm, thuốc có chứa estrogen;

- Mặc áo chống nắng khi ra đƣờng, hạn chế phơi nắng quá nhiều, đối với trƣờng hợp làm việc ngồi trời thì phải có phƣơng tiện bảo hộ, che chắn hạn chế mức độ ảnh hƣởng của bức xạ ion hóa…

5. Các lĩnh vực trong cuộc sống có liên quan:

- Ứng dụng trong y học điều trị và chuẩn đoán các bệnh về ung thƣ; - Ứng dụng hạt nhân trong nghiên cứu và bảo vệ môi trƣờng, trong công nghiệp, trong năng lƣợng hạt nhân phục vụ cơng nghiệp hóa và hiện đại đất nƣớc…

- Xây dựng một bài toán định lƣợng trong việc ứng dụng đồng vị phóng