II. Phản xạ (tỏn xạ) lọc lựa Màu sắc cỏc vật.
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 Nội dung
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
UW 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 (1 1,6.1013J) MeV 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.
1. Phản ứng nhiệt hạch
a) Phản ứng nhiệt hạch
Khi hai hạt nhõn nhẹ hợp lại thành hạt nhõn nặng hơn thỡ cú năng lượng được toả ra.
Vớ dụ 12H +12H →23He+01n
Phản ứng toả ra năng lượng 4 MeV.
-Vỡ cỏc hạt nhõn đều là những hạt điện tớch dương, nờn muốn cho hai hạt nhõn nhẹ cú thể hơp lại thành hạt nhõn nặng hơn, ta phải cung cấp cho chỳng một động năng đủ lớn để thắng lực đẩy culụng giữa chỳng, và cho chỳng tiến lại gần nhau đến mức mà lực hạt nhõn phỏt huy tỏc dụng, làm chỳng kết hợp với nhau. Chớnh vỡ sự tổng hợp hạt nhõn chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao nờn phản ứng này được gọi là phản ứng nhiệt hạch.
b) Điều kiện thực hiện phản
ứng nhiệt hạch
- Ngồi điều kiện nhiệt độ cao, cũn phải thoả mĩn hai điều kiện nữa để phản ứng tổng hợp hạt nhõn cú thể xảy ra.
+ Mật độ hạt nhõn n phải đủ lớn, + Thời gian ∆tduy trỡ nhiệt độ cao (cỡ 108) cũng phải đủ dài. Lo-sơn (lawson) đĩ chứng minh điều kiện : n∆ ≥t 1014s /cm3
ĐỊNHĐỊNH ĐỊNH
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.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
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. 2. Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ Phản ứng nhiệt hạch trong lũng mặt trời và cỏc ngụi saolà nguồn gốc năng lượng của chỳng.
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.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
GV trỡnh bày mục a và mục b như SGK .
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.
HS lắng nghe GV trỡnh bày về thực hiện phản ứng nhiệt 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.
3.Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trờn trỏi đất