Giáo án Vật lý 12 bài 38: Phản ứng phân hạch

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

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 của Thầy, Trò

Nội dung

*Hoạt động 1: Tìm hiểu cơ chế của
phản ứng phân hạch

I. 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.

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

- Y/c HS đọc Sgk và cho biết phản ứng
phân hạch là gì?

2. Phản ứng phân hạch kích thích

- Phản ứng hạt nhân có thể tự xảy ra 
phản ứng phân hạch tự phát (xác suất

n + X  X*  Y + Z + kn

1. Phản ứng phân hạch là gì?


VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

rất nhỏ).

(k = 1, 2, 3)

- Ta chỉ quan tâm đên các phản ứng
phân hạch kích thích.

- Quá trình phân hạch của X là không

trực tiếp mà phải qua trạng thái kích
thích X*.

- 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
U , 238
U , 239
U
92
92
92
 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
U.

92
- 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
U khi phân hạch toả năng lượng
92
bao nhiêu?

II. Năng lượng phân hạch:
- Xét các phản ứng phân hạch:
n  235
U
92

1
0

236
92

U*

 95
Y  138
I  3 01n
39
53
n  235
U

92

236
92



139
54

1
0

U*
95
Xe  38
Sr  2 01n

1. Phản ứng phân hạch toả năng
lượng
- Phản ứng phân hạch 235
U là phản ứng
92
phân hạch toả năng lượng, năng lượng
đó gọi là năng lượng phân hạch.

235
 Tương đương 8,5 tấn than hoặc 2 tấn - Mỗi phân hạch 92U tỏa năng lượng
212MeV.
dầu toả ra khi cháy hết.

2. Phản ứng phân hạch dây chuyền
- Trong phân hạch 235U kèm theo 2,5
92

- Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtrôn


VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

nơtrôn (trung bình) với năng lượng lớn,
đối với 239
Pu kèm theo 3 nơtrôn.
94

được giải phóng đến kích thích các hạt
nhân 235
U tạo nên những phân hạch mới.
92

- Các nơtrôn có thể kích thích các hạt
nhân  phân hạch mới  tạo thành
phản ứng dây chuyền.

- Sau n lần phân hạch, số nơtrôn giải
phóng là kn và kích thích kn phân hạch
mới.

+ Khi k < 1: phản ứng phân hạch dây
- Sau n lần phân hạch liên tiếp, số
chuyền tắt nhanh.

nơtrôn giải phóng là bao nhiêu và tiếp
tục kích thích bao nhiêu phân hạch mới? + Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây
chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra
(Sau n lần phân hạch: kn  kích thích
n
không đổi.
k 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)

+ 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
15kg, 239
Pu vào cỡ 5kg.
94

U vào cỡ

235
92

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
- Lưu ý: khối lượng tối thiểu để phản
ứng phân hạch tự duy trì: khối lượng tới gian.
hạn. Với 235
U vào cỡ 15kg, 239
Pu vào cỡ
92
94
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.

3. Củng cố và luyện tập:


VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

- 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