Giáo án Phản ứng nhiệt hạch mới nhất - Vật Lí 12

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Phản ứng nhiệt hạch là gì? GV từ câu hỏi đi vào ND bài học

- HS đưa ra phán đoán

PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu:

- Phản ứng nhiệt hạch là gì.

- Giải thích được (một cách định tính) phản ứng nhiệt hạch là phản ứng toả năng lượng.

- Các điều kiện để tạo ra phản ứng nhiệt hạch.

- Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan.

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Y/c Hs đọc Sgk và cho biết phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì?

- Thường chỉ xét các hạt nhân có A ≤ 10.

- Làm thế nào để tính năng lượng toả ra trong phản ứng trên?

I. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch

1. Phản ứng nhiệt hạch là gì?

- Là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.

Phản ứng trên toả năng lượng: Qtoả = 17,6 MeV

2. Điều kiện thực hiện

- Nhiệt độ đến cỡ trăm triệu độ.

- Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.

- Thời gian duy trì trạng thái plasma (t) phải đủ lớn.

- Thực tế trong phản ứng tổng hợp hạt nhân,người ta chủ yếu quan tâm đến phản ứng trong đó các hạt nhân hiđrô tổng hợp thành hạt nhân Hêli.

- Các phép tính cho thấy năng lượng toả ra khi tổng hợp 1g He gấp 10 lần năng lượng toả ra khi phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần năng lượng toả ra khi đốt 1g cacbon.

- HS ghi nhận về năng lượng tổng hợp hạt nhân và các phản ứng tổng hợp nên Hêli.

- HS ghi nhận năng lượng khổng lồ toả ra trong phản ứng tổng hợp Hêli.

II. Năng lượng nhiệt hạch

- Năng lượng toả ra bởi các phản ứng tổng hợp hạt nhân được gọi là năng lượng tổng hợp hạt nhân.

- Thực tế chỉ quan tâm đến phản ứng tổng hợp nên hêli

- Thông báo về việc gây ra phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất.

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân khi thử bom H → năng lượng toả ra quá lớn → không thể sử dụng → nghiên cứu những phản ứng tổng hợp có điều khiển, trong đó năng lượng toả ra ổn định hơn.

- Y/c HS đọc Sgk để nắm các cách tiến hành trong từng việc.

- Việc tiến hành các phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển gặp rất nhiều khó khăn do hạn chế về kỹ thuật → vẫn đeo đuổi → có những ưu việc gì?

- HS ghi nhận những nổ lực gây ra phản ứng tổng hợp hạt nhân.

- HS đọc Sgk để tìm hiểu.

- HS đọc Sgk để tìm hiểu những ưu việc của phản ứng tổng hợp hạt nhân.

IV. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất

1. Con người đã tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân khi thử bom H và đang nghiên cứu tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển.

2. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển

- Hiện nay đã sử dụng đến phản ứng

- Cần tiến hành 2 việc:

a. Đưa vận tốc các hạt lên rất lớn

b. “Giam hãm” các hạt nhân đó trong một phạm vi nhỏ hẹp để chúng có thể gặp nhau.

3. Ưu việt của năng lượng tổng hợp hạt nhân

- So với năng lượng phân hạch, năng lượng tổng hợp hạt nhân ưu việt hơn:

a. Nhiên liệu dồi dào.

b. Ưu việt về tác dụng đối với môi trường.

HOẠT ĐỘNG 3:  Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Phản ứng nhiệt hạch là

A. sự kết hợp các hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn

B. là sự phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn

C. sự kết hợp các hạt nhân trung bình thành một hạt nhân nặng hơn

D. là sự phân chia một hạt nhân thành hai hạt nhân ở nhiệt độ rất cao

Câu 2: So với phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân có ưu điểm là

A. tạo ra năng lượng lớn hơn nhiều lần với cùng một khối lượng tham gia phản ứng

B. nguồn nhiên liệu có nhiều trong tự nhiên

C. ít gấy ô nhiễm môi trường

D. cả A, B và C

Câu 3: Tìm phát biểu sai. Điều kiện để thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân là

A. nhiệt độ cao tới hàng chục triệu độ

B. thời gian duy trì nhiệt độ cao phải đủ lớn

C. mật độ hạt nhân phải đủ lớn

D. khối lượng các hạt nhân phải đạt khối lượng tới hạn

Câu 4: Tìm phát biểu sai khi nói về phản ứng nhiệt hạch

A. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân do sự kết hợp của hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn

B. Phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhỏ hơn nhiều so với phản ứng phân hạch.

C. Phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng chính của Mặt Trời.

D. Sự nổ của bôm khinh khí là phản ứng nhiệt hạch kiểm soát được.

Câu 5: Để thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân, cần điều kiện nhiệt độ cao hàng chục triệu độ để

A. các hạt nhân có động năng lớn, thắng lực đẩy Cu – lông giưac chúng.

B. các hạt nhân có động năng lơn, thắng lực hấp dẫn giữa chúng.

C. các êlectron bứt khỏi nguyên tử

D. phá vỡ hạt nhân của các nguyên tử để chúng thực hiện phản ứng.

Câu 6: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch đều có nguồn nhiên liệu dồi dào.

B. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch đều tỏa năng lượng.

C. Với cùng một khối lượng nhiên liệu, năng lượng phản ứng nhiệt hạch tỏa ra cao hơn rất nhiều so với phản ứng phân hạch.

D. Phản ứng nhiệt hạch xảy ra với các hạt nhân nhẹ, còn phản ứng phân hạch xảy ra với các hạt nhân nặng.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu HS thảo luận:

Nêu các ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập:

- GV chia  nhóm yêu cầu hs trả lời vào bảng phụ trong thời gian 5 phút:

- GV theo dõi và hướng dẫn HS

2. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập:

1. Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

2. Báo cáo kết quả hoạt  động và thảo luận

- Đại diện các nhóm nhận xét kết quả

Ưu việt của năng lượng nhiệt hạch:

+ Nguồn nguyên liệu dồi dào.

+ Phân ứng nhiệt hạch không gây ô nhiễm môi trường.

+ Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn nhiều năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch (xét cùng lượng chất tham gia phản ứng).

Các nhà khoa học đang tìm cách kiểm soát, điều khiển phản ứng nhiệt hạch tốt hơn để cung cấp cho con người nguồn năng lượng vô tận và sạch hơn nhiều so với năng lượng nguyên tử

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Tìm đọc thêm về các ứng dụng trong thực tế của phản ứng này