I / MỤC TIÊU : Hiểu sự phân hạch. Hiểu phản ứng dây chuyền và điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền (hiểu hệ số nhân nơtron, khối lượng tới hạn). Hiểu một cách sơ lược nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Cố gắng sưu tầm hoặc tự vẽ trên giấy khổ lớn Hình 75.2 SGK, Hình 75.3 SGK và Hình 75.4 SGK (lược bỏ các chi tiết không cần thiết). 2 / Học...
Trang 1Bài 75 + 76 : SỰ PHÂN HẠCH
I / MỤC TIÊU :
Hiểu sự phân hạch
Hiểu phản ứng dây chuyền và điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền (hiểu hệ số nhân nơtron, khối lượng tới hạn)
Hiểu một cách sơ lược nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lò phản ứng hạt nhân và nhà máy điện nguyên tử
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Cố gắng sưu tầm hoặc tự vẽ trên giấy khổ lớn Hình 75.2 SGK, Hình 75.3 SGK và Hình 75.4 SGK (lược bỏ các chi tiết không cần thiết)
2 / Học sinh :
Ôn lại kiến thức về phản ứng hạt nhân (§72 – 73)
III / GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Khi các hạt nhân sinh ra bền vững
hơn các hạt nhân tương tác ban đầu
GV : Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
xảy ra khi nào ?
Trang 2HS : Năng lượng liên kết riêng của các
hạt nhân có số nuclôn A khác nhau
HS : Nêu định nghĩa
HS : Nêu định nghĩa
Hoạt động 2 :
HS : Dùng nơtrơn chậm 1
0n bắn phá vào
hạt nhân 235
92 U
HS : Hai hạt nhân có khối lượng nhỏ
hơn và số khối thuộc loại trung bình
HS : Một số nơtrôn và tỏa ra năng
lượng
HS : Có hơn 2 nơtrôn được giải phóng
ra và đều giải phóng ra một năng lượng
lớn
Hoạt động 3 :
GV : Người ta dựa vào đâu để đi đến
kết luận có hai loại phản hạt nhân tỏa năng lượng ?
GV : Phản ứng nhiệt hạch là gì ?
GV : Phản ứng phân hạch là gì ?
GV : Giới thiệu phản ứng hạt nhân của
hai nhà hóa học người Đức : Otto Hann
và Fritz Strassman
GV : Hạt nhân Urani vỡ thành mấy hạt
nhân ? Chúng có đặc điểm gì ?
GV : Kèm theo quá trình phân hạch này
còn có cái gì ?
GV : Đặc điểm chung của các phản ứng
hạt nhân là gì ?
GV : Giới thiệu sơ đồ phản ứng dây chuyền với 235
U ( khi k = 2 )
Trang 3HS : Quan sát sơ đồ hình 75.2
HS : Hai nơtrôn
HS : Hai hạt nhân
HS : Bốn nơtrôn
HS : Bốn hạt nhân
HS : Nêu định nghĩa
HS : Ba nơtrôn
HS : Một nơtrôn
HS : Nêu định nghĩa
HS : k < 1
HS : k = 1
HS : k > 1
HS : Nêu định nghĩa
GV : Sau lần phân hạch thứ nhất có mấy
nơtrôn tạo ra bị các hạt nhân Urani hấp thụ
GV : Có mấy hạt nhân tiếp tục phân
hạch
GV : Sau lần phân hạch thứ hai có mấy
nơtrôn tạo ra bị các hạt nhân Urani hấp thụ
GV : Có mấy hạt nhân tiếp tục phân hạch
GV : Phản ứng hạt nhân dây chuyền là
gì ?
GV : Sau lần phân hạch thứ nhất có mấy
nơtrôn được tạo ra ?
GV : Số hạt nhân bị mất mát là bao
nhiêu
GV : Hệ số nhân nơtrôn k là gì ?
GV : Khi nào phản ứng dây chuyền
không xảy ra ?
GV : Khi nào phản ứng dây chuyền xảy
Trang 4Hoạt động 4 :
HS : Quan sát hình 75.3 : sơ đồ lò phản
ứng nơtrôn nhiệt
Hoạt động 5 :
HS : Quan sát hình 75.3 : sơ đồ đơn
giản hóa của một nhà máy điện hạt
nhân
ra với mật độ nơtrôn không đổi ?
GV : Khi nào phản ứng dây chuyền xảy
ra với mật độ nơtrôn tăng liên tục ?
GV : Khối lượng tới hạn là gì ?
GV : Giới thiệu lò phản ứng hạt nhân ?
GV : Giới thiệu nhà máy điện nguyên tử
?
IV / NỘI DUNG :
1 Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng xảy ra khi các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt tương tác ban đầu
Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
- Hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn Phản ứng tổng hợp hạt nhân
- Một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân có số khối A vào loại trung bình Sự phân hạch
2 Sự phân hạch
Trang 5a) Sự phân hạch của urani
b) Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch
Sau mỗi phản ứng đều có hơn 2 nơtron được phóng ra, và mỗi phân hạch đều giải phóng ra năng lượng lớn; người ta thường gọi đó là năng lượng hạt nhân
3 Phản ứng hạt nhân dây chuyền
a) Các nơtron sinh ra sau mỗi phân hạch lại có thể bị hấp thụ các hạt nhân khác ở
gần đó, và, cứ thế, sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền Số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian rất ngắn, ta có phản ứng hạt nhân dây chuyền
b) Điều kiện xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền
Hệ số nhân nơtron k bằng tỉ số giữa số nơtron sinh ra và số nơtron mất mát
đi do các nguyên nhân khác nhau đã nêu
- Nếu k < 1 thì phản ứng dây chuyền không thể xảy ra
- Nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi Đó
là phản ứng dây chuyền điều khiển được trong các lò phản ứng hạt nhân
- Nếu k > 1 thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển được
Để giảm thiểu số nơtron bị mất vì thoát ra ngoài nhằm đảm bảo có k ≥ 1, thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải đạt tới một giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn mth
Trang 6V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1
Xem bài 44