Giáo án Vật Lý 12 Bài 38: Phản ứng Phân Hạch - 123doc

- Giải thích được một cách định tính phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.. - Lí giải được sự tạo thành phản ứng dây chuyền và nêu điều kiện để có phản ứng dây chuyền..

PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

I MỤC TIÊU:

1 Kiến thức:

- Nêu được phản ứng phân hạch là gì

- Giải thích được (một cách định tính) phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng

- Lí giải được sự tạo thành phản ứng dây chuyền và nêu điều kiện để có phản ứng dây chuyền

2 Kĩ năng: Vận dụng phản ứng để giải một số bài tập

3 Thái độ: Giáo dục cho học sinh về tính cách: Tự giác, tích cực và nỗ lực trong

học tập

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên: Giáo án + SGK

2 Học sinh: Ôn lại bài phóng xạ.

III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY:

1 Kiểm tra bài cũ: Không

2 Bài mới:

*Hoạt động 1: Tìm hiểu cơ chế của

phản ứng phân hạch

Mục tiêu: Nêu được phản ứng phân

hạch là gì, Giải thích được (một cách

định tính) phản ứng phân hạch là phản

ứng hạt nhân toả năng lượng

- Y/c HS đọc Sgk và cho biết phản ứng

phân hạch là gì?

- Phản ứng hạt nhân có thể tự xảy ra 

phản ứng phân hạch tự phát (xác suất

I Cơ chế của phản ứng phân hạch

1 Phản ứng phân hạch là gì?

-Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 mảnh nhẹ hơn (kèm theo một vài nơtrôn phát ra)

2 Phản ứng phân hạch kích thích

n + X  X*  Y + Z + kn

rất nhỏ).

- Ta chỉ quan tâm đên các phản ứng

phân hạch kích thích.

- Quá trình phóng xạ  có phải là phân

hạch không? (Không, vì hai mảnh vỡ có

khối lượng khác nhau nhiều)

- Xét các phân hạch của 235

92U, 238

92U, 239

92U

 Chúng là nhiên liệu cơ bản của công

nghiệp hạt nhân

- Để phân hạch xảy ra cần phải làm gì?

- Dựa trên sơ đồ phản ứng phân hạch

- Trạng thái kích thích không bền vững

 xảy ra phân hạch

- Tại sao không dùng prôtôn thay cho

nơtrôn?

(Prôtôn mang điện tích dương  chịu

lực đẩy do các hạt nhân tác dụng)

*Hoạt động 2: Tìm hiểu năng lượng

phân hạch

Mục tiêu: nắm phản ứng phân hạch tỏa

năng lượng và phản ứng dây chuyền

- Thông báo 2 phản ứng phân hạch của

235

92U

- Thông báo về kết quả các phép toán

chứng tỏ hai phản ứng trên là phản ứng

toả năng lượng: năng lượng phân hạch.

- 1g 235

92U khi phân hạch toả năng lượng

bao nhiêu?

 Tương đương 8,5 tấn than hoặc 2 tấn

dầu toả ra khi cháy hết

- Trong phân hạch 235

92U kèm theo 2,5

(k = 1, 2, 3)

- Quá trình phân hạch của X là không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*

II Năng lượng phân hạch:

- Xét các phản ứng phân hạch:

1 235 236

0 92 92

95 138 1

39 53 0

* 3

  

1 235 236

0 92 92

139 95 1

54 38 0

*

2

Xe Sr n

1 Phản ứng phân hạch toả năng lượng

- Phản ứng phân hạch 235

92U là phản ứng phân hạch toả năng lượng, năng lượng

đó gọi là năng lượng phân hạch.

- Mỗi phân hạch 235

92U tỏa năng lượng 212MeV

2 Phản ứng phân hạch dây chuyền

- Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtrôn

nơtrôn (trung bình) với năng lượng lớn,

đối với 239

94Pukèm theo 3 nơtrôn

- Các nơtrôn có thể kích thích các hạt

nhân  phân hạch mới  tạo thành

phản ứng dây chuyền

- Sau n lần phân hạch liên tiếp, số

nơtrôn giải phóng là bao nhiêu và tiếp

tục kích thích bao nhiêu phân hạch mới?

(Sau n lần phân hạch: kn kích thích

kn phân hạch mới )

- Khi k < 1  điều gì sẽ xảy ra?

- Khi k = 1 điều gì sẽ xảy ra?

(Ứng dụng trong các nhà máy điện

nguyên tử)

- Khi k > 1  điều gì sẽ xảy ra?

(Xảy ra trong trường hợp nổ bom)

- Muốn k 1 cần điều kiện gì?

(Khối lượng của chất phân hạch phải đủ

lớn để số nơtrôn bị “bắt” << số nơtrôn

được giải phóng)

- Lưu ý: khối lượng tối thiểu để phản

ứng phân hạch tự duy trì: khối lượng tới

hạn Với 235

92U vào cỡ 15kg, 239

94Pu vào cỡ 5kg

- Làm thế nào để điều khiển được phản

ứng phân hạch?

- Bo hay cađimi có tác dụng hấp thụ

nơtrôn  dùng làm các thanh điều

khiển trong phản ứng phân hạch có điều

khiển

được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235

92U tạo nên những phân hạch mới

- Sau n lần phân hạch, số nơtrôn giải phóng là knvà kích thích knphân hạch mới

+ Khi k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh

+ Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra không đổi

+ Khi k > 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra tăng nhanh, có thể gây bùng nổ

- Khối lượng tới hạn của 235

92U vào cỡ 15kg, 239

94Pu vào cỡ 5kg

3 Phản ứng phân hạch có điều khiển

- Được thực hiện trong các lò phản ứng

hạt nhân, tương ứng trường hợp k = 1.

- Năng lượng toả ra không đổi theo thời gian

3 Củng cố và luyện tập:

- Gọi học sinh tóm tắt các kiến thức đã học.

4 Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: Bài tập về nhà 3, 4, 5, 6 SGK/198