Giáo án bài 38: Phản ứng phân hạch – Vật lý 12 - GV.Đ.T.Kim

Học sinh hiểu phản ứng hạt nhân dây chuyền và điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền. Hiểu một cách sơ lược về nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo án bài 38: Phản ứng phân hạch – Vật lý 12 - GV.Đ.T.KimGiáo án vật lí 12 PHẢN ỨNG PHÂN HẠCHI.MỤC TIÊU: 1. Hiểu được sự phân hạch. 2. Hiểu phản ứng hạt nhân dây chuyền và điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền. 3. Hiểu một cách sơ lược về nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử.II.CHUẨN BỊ: GV: Sưu tầm hoặc tự vẽ trên giấy khổ lớn hình 56.2, 56.3, 56.4 SGK. HS: ôn lại kiến thức về phản ứng hạt nhân đã học ở bài 54.III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:Tiết 1 1) Kiểm tra bài cũ: Giải bài tập. Yêu cầu HS giải và trả lời tại lớp câu hỏi C5 ở bài 54 (SGK).Hoạt động 1: (10’) Hướng dẫn HS giải C5 ở bài 54 (SGK) Hoạt động của GV Hoạt động của HSGV nêu câu hỏi C5: HS tự giác, độc lập làm bài vào vở nháp (hoặc vàoTính năng lượng tỏa ra khi 1kg urani 235U vở bài tập) để đưa ra phương án trả lời.bị phân hạch theo phản ứng (54.7) SGK Phương án trả lời đúng là:- Hãy viết phương trình phản ứng (54.7) + 01n  235 94 140 1 92 U  38 Sr  54 Xe  2 0 nSGK. + Số hạt nhân chứa trong 1 kg urani:- Mỗi hạt nhân 235U bị phân hạch tỏa năng m.N Alượng 185 MeV, vậy tổng số hạt nhân trong N  , với m = 1 kg, A = 2351 kg urani năng lượng tỏa ra là bao nhiêu? A Tổng năng lượng tỏa ra là: W = 185.N (MeV) = 7,58.1014(J) 2) Giảng bài mới:Hoạt động 2. SỰ PHÂN HẠCHHiểu được sự phân hạch của urani (điều kiện, phương trình và mô hình phản ứng phân hạch);nắm được đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch.a) Sự phân hạch của uraniGV mô tả thí nghiệm của Han và Xtơ-rax-man HS chú ý nghe GV mô tả thí nghiệm của Han(2 nhà hóa học người Đức) như SGK và viết và Xtơ-rax-man, trên cơ sở đó nắm được sựphương trình phản ứng phân hạch của thí phân hạch hạt nhân để trả lời câu hỏi của GVnghiệm (56.3) SGK: đưa ra.10 n  235 92 U  A1 Z1 X 1  AZ22 X 2  k 01n - Sản phẩm sau phản ứng: X1 và X2 là các hạtVà tỏa năng lượng khoảng 200 MeV nhân có số khối tương ứng A1 và A2 thuộc loạiH. Hãy cho biết sản phẩm sau phản ứng phân trung bình; k là số hạt nguồn trung bình đượchạch là gì? sinh ra.GV giới thiệu mô hình phản ứng phân hạchcủa 235U, Hình 56.1(SGK) và viết tường minhphương trình phản ứng: 236 U ở trạng thái không bền, tiếp tục được kích 1 235 236 95 138 10 n  92 U  92 U  39Y  53 I  3 0 n thích và xảy ra phản ứng phân hạch tạo thànhcăn cứ vào mô hình và phương trình phản ứng hai hạt nhân mới 95 138 39Y , 53 I và sinh ra 3 nơtron; 235phân hạch của U, ta có nhận xét gì? 95b) Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạt nhân 39Y phân rã  và hạt nhân iôt 138IGiáo án vật lí 12hạch. phân rã -.GV trình bày như SGK vả lưu ý với HS: nănglượng được giải phóng trong các phản ứngphân hạch gọi là năng lượng hạt nhân.Tiết 2.Hoạt động 3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN DÂY CHUYỀNGV trình bày giống SGK và đưa ra khái niệm về phản ứng: hạt nhân dây chuyền; trình bày rõđiều kiện để có phản ứng hạt nhân dây chuyền và giới thiệu tranh vẽ minh họa hình 56.3 (SGK)a) Phản ứng hạt nhân dây chuyền:GV trình bày như SGK HS thảo luận theo nhóm, thống nhất phương ánb) Điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây trả lời những vấn đề do GV đưa ra.chuyền.GV nêu lên những lí do có nhiều nơtron sinhra sau phản ứng hạt nhân bị mất như SGKH. Vậy, muốn có phản ứng dây chuyền ta - Muốn có phản ứng dây chuyền xảy ra ta phảiphải xét đến yếu tố nào? xét tới số nơtron trung bình k còn lại sau mỗik gọi là hệ số nhân nơtron phản ứng phân hạch; số nơtron bị mất phải ít hơn- GV nêu 3 trường hợp xảy ra đối với hệ số k số nơtron được sinh ra (gọi là nơtron thứ cấp)như SGK. sau mỗi phản ứng phân hạch. - Các hạt nhân nặng có thể phân hạch do hấp thụ- Nếu k < 1: phản ứng dây chuyền không thể nguồn hoặc tự phát phân hạch; nhưng tự phátxảy ra, hoặc xảy ra nhưng tắt nhanh. Vì sao? phân hạch tỉ lệ rất thấp. Vì vậy, hầu hết các hạt nhân nặng khi k < 1 thì phản ứng dây chuyền - Nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra không thể xảy ra hoặc phản ứng xảy ra nhưng tắtvới mật độ nơtron không đổi. Đó là phản nhanh.ứng dây chuyền có điều khiển. - Vì khi đó dòng nơtron sau mỗi phản ứng phân- Nếu k > 1, đó là phản ứng dây chuyền hạch tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới bùng nổkhông điều khiển được, vì sao? nguyên tử.GV treo tranh vẽ Hình 56.2 (SGK). Sơ đồ - Hệ số nhân nguồn k > 1 thì phản ứng hạt nhânphản ứng dây chuyền với 235U (khi k = 1) dây chuyền sẽ xảy ra. Muốn vậy, thì khối lượngminh họa giải thích cho HS. nhiên liệu của hạt nhân phải có một giá trị tốiH. Vậy, điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân thiểu xác định.dây chuyền là gì?GV: Khối lượng tối thiểu đó gọi là khốilượng tới hạn mth;VD. 235U thì mth = 15 kg, plutoni mth = 5 kg.Hoạt động 4. Lò phản ứng hạt nhân.GV giới thiệu sơ lược cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân.GV: Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị trongđõ phản ứng dây chuyền tự duy trì, có điều HS nghe GV giới thiệu sơ lược cấu tạo v ...