IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:
Chương trình nâng cao Tiết ppct 9 6 Lớp dạy: 12A7 năm học 2013-
Ngày soạn: 10 / 4/ 2014. Ngày dạy : / 4/ 2014Tiết 96: Bài 57 PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Tiết 96: Bài 57 PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
I.MỤC TIÊU:
- 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 nguyên nhân của nó.
II.CHUẨN BỊ:
- Giáo viên: Chuẩn bị các kiến thức liên quan
- Học sinh: HS ôn lại những kiến thức về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1) Bài cũ. Có thể GV hỏi vấn đáp các câu hỏi 1, 2 và 3 (trắc nghiệm) hoặc gọi HS lên giải bài tập 4 (SGK) của bài 56 "Phản ứng phân hạch"
2) Bài mới:
Hoạt động 1. Phản ứng nhiệt hạch
Trên cơ sở kiến thức nắm được về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, GV trình bày và đưa ra định nghĩa khái 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 có mấy lại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng? Nêu tên các loại đó?
GV lưu ý với HS rằng: Khác với phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hạt nhân nhẹ; vì thế phản ứng nhiệt hạch còn được gọi là "phản ứng tổng hợp hạt nhân"
GV đưa ra ví dụ (57.1) SGK:
2 2 3 1
1H+1H→2He+0n và tỏa năng lượng 4MeV; sau đó GV đưa ra ví dụ hai phản ứng (57.2) và (57.3) SGK để minh họa thêm.
- GV cho HS giải C5 SGK? Hướng dẫn HS:
+ Tính số hạt nhân 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 trình bày sự phản ứng tổng hợp hạt nhân như SGK và nêu câu hỏi cho HS:
- Điều kiện thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì? giải thích?
GV lưu ý thêm: ngoài điều kiện nhiệt độ cao còn hai điều kiện nữa để cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra:
+ Mật độ hạt nhân (n) trong plasma đủ lớn
+ Thời gian duy trì (τ) trạng thái plasma ở nhiệt độ cao phải đủ lớn.
HS nhớ lại kiến thức về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, lắng nghe sự gợi mở của GV để đưa ra phương án trả lời.
- Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, đó là: + Hai hạt nhân nhẹ (như hiđrô, hêli) hợp lại thành hạt nhân nặng hơn và chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao, gọi là phản ứng nhiệt hạch.
+ Một hạt nhân nặng vỡ thành hai mãnh nhẹ hơn, gọi là phản ứng phân hạch.
- Số hạt nhân 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) Tính toán ta được: WHe ≈ 2,63.1027 MeV ≈ 4,22.1014 J → WHe 0,56 (1 1,6.1013J) MeV Wα − ≈ =
- Tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao. Vì rằng, ở nhiệt độ ấy các hạt nhân tích điện dương được cung cấp một động năng đủ lớn thắng lực đẩy Cu-lông tạo ưu thế cho lực hạt nhân, làm chúng kết hợp với nhau thành hạt nhân nặng hơn.
Hoạt động 2. Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ:
Cần làm cho HS hiểu rằng phản ứng nhiệt hạch trong lòng mặt trời và các ngôi sao trong vũ trụ là nguồn năng lượng Mặt Trời.
GV có thể đặt câu hỏi cho HS:
Tại sao Mặt Trời có thể tỏa ra mức lượng năng lượng rất lớn một cách liên tục qua rất nhiều thế kỉ mà không bị suy giảm?
Sau đó GV giải thích nguồn gốc năng lượng Mặt Trời và các ngôi sao
- HS lắng nghe cách đặt vấn đề của GV và liên tưởng đến nguyên nhân năng lượng Mặt Trời có liên quan đến phản ứng nhiệt hạch hay không .
- HS tiếp nhận thông tin từ GV.
GV làm cho HS hiểu trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được; Các nhà khoa học đã và đang nghiên cứu kiểm soát được phản ứng nhiệt hạch, nhằm đưa năng lượng thu được của phản ứng vào sử dụng phục vụ cho lợi ích của con người.
GV trình bày mục a và mục b như SGK . GV nêu câu hỏi cho HS suy nghĩ, trả lời:
- Làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được?
GV lưu ý thêm: Phương án trả lời là đúng, nhưng thực hiện thì gặp nhiều khó khăn, đó là:
+ Xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch tốn kém và lò có tính phóng xạ mạnh;
+ Lò phản ứng nhiệt hạch không thể cách nhiệt tuyệt đối được, do vậy nó trở thành trung tâm ô nhiễm về nhiệt.
G V hướng dẫn HS đọc phần chữ nhỏ ở cuối bài để biết dự báo của các nhà khoa học về phản ứng nhiệt hạch kiểm soát được trong tương lai.
HS lắng nghe GV trình bày về thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất, đưa ra phương án trả lời những vấn đề do GV đưa ra.
- Phương án tra lời có thể là:
+ Thực hiện ở nhiệt độ cao (hàng chục triệu độ)
+ Trong một thể tích giới hạn chứa đầy đơteri hoặc hỗn hợp đơteri-liti, cách nhiệt hoàn toàn với bên ngoài. Dự báo của các nhà khoa học là phải có thời gian 25 đến 50 năm nữa thì vấn đề về năng
lượng nhiệt hạch mới có thể được sử dụng phục vụ cho lợi ích con người.
Hoạt động 4: CỦNG CỐ - HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ. Giáo viên ghi nhớ cho HS rằng:
+ Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng (phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch), gọi là năng lượng hạt nhân.
+ Sự phân hạch có tính chất dây chuyền tỏa ra năng lượng rất lớn nhưng kiểm soát được nhờ lò phản ứng hạt nhân; nhưng phản ứng nhiệt hạch, con người mới chỉ thực hiện được phản ứng này dưới dạng không kiểm soát được.
+ Hướng dẫn HS làm các bài tập (trắc nghiệm) 1 và 2 ở cuối bài (SGK) - Về nhà xem Bài đọc thêm: trò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.