BÀI 22. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 22. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
VẬT LÍ 12
Ảnh
Khởi động
Khởi động
Ảnh
- Khởi động:
Chiếc tem thư phát hành năm 1971 có in hình Rutherford và phương trình phản ứng hạt nhân được thực hiện lần đầu tiên trên thế giới vào năm 1909. Người ta đã thực hiện thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân như thế nào? Các hạt nhân có thể biến đổi thành các hạt nhân khác không?
Ảnh
I. Phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân
Ảnh
I. Phản ứng hạt nhân
1. Thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân
1. Thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân
- Tìm hiểu:
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
Ảnh
- Hình 22.1 (1. Thí nghiệm phát hiện phản ứng hạt nhân)
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
- Nhiệm vụ 1
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
- Nhiệm vụ 1: Thảo luận nhóm đôi và trả lời câu hỏi:
So sánh tổng số điện tích, tổng số nucleon của các hạt nhân trước và sau khi tương tác trong thí nghiệm như mô tả ở Hình 22.2.
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
Ảnh
2. Các loại phản ứng hạt nhân
Ảnh
2. Các loại phản ứng hạt nhân
Hình vẽ
Hãy trình bày sự khác nhau giữa phản ứng hạt nhân và phản ứng hoá học.
- Nhiệm vụ 2: Thảo luận và trả lời câu hỏi:
- Kết luận
Ảnh
Hình vẽ
- Kết luận:
Ảnh
Quá trình biến đổi hạt nhân này thành hạt nhân khác là phản ứng hạt nhân. Phương trình phản ứng hạt nhân:
+ tiếp
- Kết luận:
Ảnh
Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với các hạt khác tạo ra các hạt nhân mới. Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân mới.
3. Định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân
Ảnh
3. Định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân
- Nhiệm vụ 3: Thảo luận nhóm đôi và trả lời câu hỏi:
Ảnh
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
Định luật bảo toàn số nucleon (bảo toàn số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nucleon của các hạt trước phản ứng bằng tổng số nucleon của các hạt tạo thành sau phản ứng. Bảo toàn số nucleon cũng là bảo toàn số khối A.
latex(A_1 + A_2 = A_3 + A_4)
Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số các điện tích của các hạt trước phản ứng bằng tổng đại số các điện tích của các hạt tạo thành sau phản ứng.
latex(Z_1 + Z_2 = Z_3 + Z_4)
II. Năng lượng liên kết
Năng lượng liên kết
Ảnh
II. Năng lượng liên kết
1. Lực hạt nhân và năng lượng liên kết riêng
Ảnh
- Nhiệm vụ 4: Nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:
Vì sao để tách được các nucleon ra khỏi hạt nhân cần một năng lượng lớn?
1. Lực hạt nhân và năng lượng liên kết
- Nhiệm vụ 5
- Nhiệm vụ 5: Thảo luận nhóm đôi và trả lời câu hỏi:
1. Nêu mối liên hệ giữa độ bền vững của hạt nhân và năng lượng liên kết riêng. 2. Giá trị năng lượng liên kết riêng latex(E_(lkr)) của nhiều hạt nhân được biểu diễn trên đồ thị Hình 22.3. Em hãy:
Ảnh
a) Chỉ ra hai hạt nhân bền vững nhất, ước lượng latex(E_(lkr)) của chúng. b) Xác định năm hạt nhân nhẹ (A ≤ 30) và bốn hạt nhân nặng (A ≥ 160) có latex(E_(lkr) < 8,2) MeV.
- Kết luận
Ảnh
- Kết luận:
Lực tương tác giữa các nucleon trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nucleon với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích của nucleon. So với lực điện từ và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ rất lớn. Tương tác hạt nhân chỉ đáng kể khi các hạt nucleon nằm cách nhau một khoảng ngắn, bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân.
+ tiếp
Ảnh
Hình vẽ
- Kết luận:
+ Năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân bằng năng lượng liên kết hạt nhân Elk. + Mức độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng: latex(E_(ikr) = (E_(lk))/A). + Hạt nhân có latex(E_(lkr)) càng lớn thì càng bền vững.
2. Độ hụt khối
Ảnh
Ảnh
- Nhiệm vụ 6: Thảo luận nhóm đôi và trả lời câu hỏi:
2. Độ hụt khối
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
Độ chênh lệch giữa tổng khối lượng của các nucleon tạo thành hạt nhân và khối lượng latex(m_X), của hạt nhân gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là Δm: latex(Deltam = [Zm_p + (A - Z)m_n] - m_X)
- Hình ảnh minh hoạ
Ảnh
Hình vẽ
- Hình minh hoạ:
Ảnh
Ảnh
3. Mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng
Ảnh
Ảnh
- Nhiệm vụ 7: Thảo luận nhóm và thực hiện yêu cầu:
3. Mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng
- Kết luận
- Kết luận:
Ảnh
+ Năng lượng liên kết hạt nhân bằng năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân đó thành các nucleon riêng lẻ:
latex(E_(lk) = E_2 - E_1 = [Zm_p + (A - Z)m_n - m_X]c^2 = Deltamc^2)
+ Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số latex(c^2).
III. Phản ứng phân hạch hạt nhân
Phản ứng phân hạch hạt nhân
Ảnh
III. Phản ứng phân hạch hạt nhân
- Tìm hiểu
Ảnh
- Tìm hiểu:
Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn. Hai hạt nhân này, hay còn gọi là sản phẩm phân hạch, có số khối trung bình và bền vững hơn so với hạt nhân ban đầu.
Ảnh
1. Sự phân hạch của uranium
Ảnh
- Nhiệm vụ 8: Nghiên cứu SGK, quan sát ảnh và thực hiện yêu cầu:
1. Sự phân hạch của uranium
Hình vẽ
Sự phân hạch hạt nhân là gì? Nêu đặc điểm phản ứng phân hạch của uranium.
- Hình 26.1 (- Nhiệm vụ 8: Nghiên cứu SGK, quan sát ảnh và thực hiện yêu cầu:)
Ảnh
- Kết luận
Ảnh
Ảnh
- Kết luận:
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền
Ảnh
- Nhiệm vụ 9: Thảo luận nhóm đôi và thực hiện yêu cầu:
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền
Ảnh
- Kết luận
Ảnh
- Kết luận:
Các neutron sinh ra sau mỗi phân hạch của uranium (hoặc plutonium, ... ) có thể kích thích các hạt nhân khác trong mẫu chất phân hạch tạo nên những phản ứng phân hạch mới. Kết quả là các phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp tạo ra phản ứng dây chuyền và toả ra năng lượng rất lớn.
IV. Phản ứng tổng hợp hạt nhân
Phản ứng tổng hợp hạt nhân
Ảnh
IV. Phản ứng tổng hợp hạt nhân
- Nhiệm vụ 10
Ảnh
- Nhiệm vụ 10: Thảo luận nhóm đôi và thực hiện yêu cầu:
Hình vẽ
1. Sự tổng hợp hạt nhân là gì? Nêu điều kiện xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. 2. So sánh định tính phản ứng tổng hợp hạt nhân và phản ứng phân hạch về các đặc điểm: nhiên liệu phản ứng và điều kiện xảy ra phản ứng.
- Kết luận
Ảnh
- Kết luận:
+ Phản ứng tổng hợp hạt nhân là phản ứng hạt nhân trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
Ví dụ một phương trình phản ứng tổng hợp hạt nhân:
Ảnh
+ Phản ứng này toả năng lượng khoảng 4 MeV. + Điều kiện để xảy ra phản ứng là ở nhiệt độ rất cao cỡ latex(10^7) đến latex(10^8) K, mật độ đủ lớn, thời gian phản ứng đủ dài.
Tổng kết
Tổng kết
Ảnh
Tổng kết:
Ôn lại kiến thức vừa học. Hoàn thành các bài tập trong SBT. Chuẩn bị bài sau: "Bài 23. Hiện tượng phóng xạ".
Cảm ơn
Ảnh