Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Phản ứng hạt nhân - Trường THPT Tân Hiệp

Phản ứng hạt nhân 
Bài 54 
TRƯỜNG THPT TÂN HIỆP 
 TỔ VẬT LÝ 
Giáo viên biên soạn : Huỳnh Thị Ngọc Châu 
 Năm học : 2008 – 2009. 
 * Kiểm tra bài cũ : 
 1/ Sự phóng xạ là gì ? Chu kỳ bán rã của 
 chất phóng xạ là gì ? Viết biểu thức 
 toán học diễn tả định luật phóng xạ . 
 Giải bài tập số 4 SGK. 
 2/ Thế nào là độ phóng xạ của một 
 lượng chất phóng xạ ? Hệ thức giữa độ 
 phóng xạ và số nguyên tử trong chất phóng 
 xạ ? Giải bài tập số 5 SGK 
Dàn bài : 
 - Phản ứng hạt nhân . 
 - Các định luật bảo toàn trong phản ứng 
 hạt nhân . 
 - Năng lượng trong phản ứng hạt nhân . 
 - Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng 
 lượng . 
1. Phản ứng hạt nhân : 
 a. Thí nghiệm của Rơ dơ pho ( nhà vật lý người Anh 
 1871 – 1937 ) 
 Thực hiện năm 1903 
 Trình bày thí nghiệm 
 của Rơ dơ pho . 
 A A 
 K 
 P S 
Thực hiện năm 1909 
 Thế nào là phản ứng hạt 
 nhân ? 
 * Định nghĩa : 
 Phản ứng hạt nhân là một quá trình dẫn đến sự 
 biến đổi hạt nhân 
Sự phóng xạ có phải là một phản ứng hạt nhân không ? Tại sao ? 
Vậy có mấy loại phản ứng hạt nhân ? 
Phân loại : có 2 loại 
 - Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền 
 vững thành các hạt khác ( sự phóng xạ ) 
 A: hạt nhân mẹ ; B: hạt nhân con; C là hạt hoặc 
 - Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác ( phản ứng hạt nhân nhân tạo ) 
A & B là các hạt tương tác ; C & D là các hạt sản phẩm . 
 chất phóng xạ , là một đồng vị phóng xạ nhân tạo 
Câu hòi 1: Nêu một phản ứng hạt nhân xảy ra trong tự nhiên . 
Câu hỏi 2: Thế nào là phản ứng hóa học ? Cho ví dụ . 
 So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học . 
* Giống nhau : đều là quá trình biến đổi chất nầy thành chất 
 khác . 
 * Khác nhau : 
 - Trong phản ứng hóa học các hạt nhân nguyên 
 tử không đổi , chỉ sự ghép với nhau là thay đổi . 
 - Trong phản ứng hạt nhân các hạt nhân nguyên 
 tử biến đổi , nguyên tố nầy biến đổi thành 
 nguyên tố khác . 
b.Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ : 
 Năm 1934 ông bà Giô li ô – Quy ri đã thực hiện được phản ứng : 
Phản ứng hạt nhân . 
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân : 
 a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A ) 
 - Trong phản ứng hạt nhân , tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm . 
 - Giải thích 
 Trong phản ứng hạt nhân 1 prôton chỉ có thể biến đổi thành 1 nơtron và ngược lại nên tổng số prôton và nơtron không đổi . 
Hệ kín ( hệ vĩ mô ) tuân theo những định luật bảo toàn nào ? 
Định luật bảo toàn : điện tích , khối lượng , năng lượng , động lượng , công , 
Viết định luật bảo toàn số nuclôn cho các phản ứng hạt nhân sau : 
1. Phản ứng hạt nhân . 
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân : 
 a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A ) 
 b. Định luật bảo toàn điện tích : 
 Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm . 
 - Giải thích : 
 Các hạt tham gia phản ứng hạt nhân là hệ cô lập về điện . 
Viết định luật bảo toàn điện tích cho các phản ứng hạt nhân sau : 
Phản ứng hạt nhân . 
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân : 
 a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A ) 
 b. Định luật bảo toàn điện tích 
 c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần ( bao gồm 
 động năng và năng lượng nghỉ ) 
 Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác 
 bằng tổng năng lựơng toàn phần của các hạt sản phẩm . 
 d. Định luật bảo toàn động lượng : 
 Vectơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng 
 vectơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm 
 * Giải thích : Vì hệ các hạt nhân tương tác là hệ kín . 
 * Chú ý : 
 - Không có định luật bảo toàn khối lượng 
 nghỉ của hệ . 
 - Nếu các hạt chuyển động với vận tốc 
 lớn thì ta phải xét sự bảo toàn động 
 lượng tương đối tính . 
Phản ứng hạt nhân . 
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân : 
 a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A ) 
 b. Định luật bảo toàn điện tích 
 c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần 
 d. Định luật bảo toàn động lượng : 
Viết phương trình đầy đủ của phản ứng hạt nhân do ông bà Giô li Ô – Quy ri thực hiện 
Phản ứng hạt nhân . 
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 
Năng lượng trong phản ứng hạt nhân 
 Xét phản ứng hạt nhân 
 Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau tương tác là m 0 = m A + m A . và m = m C + m D 
 a. . Nếu m < m 0 
 Khi đó E < E 0 : phản ứng tỏa năng lượng dưới dạng động năng của các hạt C và D hoặc năng lượng của phôton (ĐLBTNL ) 
 W = ( m 0 - m ) c 2 
 Vậy : Một phản ứng sinh ra các hạt có độ hụt khối lớn hơn các hạt ban đầu ( hay tổng khối lượng bé hơn các hạt ban đầu ) nghĩa là bền vững hơn là phản ứng tỏa năng lượng . 
So sánh năng lượng nghỉ của hệ trước và sau tương tác . Theo ĐLBTNL ta rút ra được nhận xét gì ? 
b. Nếu m > m 0 
 Khì đó E > E 0 : muốn có phản ứng ta phải cung cấp cho các A và B một năng lượng 
 W = ( m 0 – m ) c 2 + Wđ 
 Vậy một pnản ứng hạt nhân sinh ra các hạt có tổng khôi lượng lớn hơn các hạt ban đầu nghĩa là kém bền vững hơn là phản ứng thu năng lượng . 
 So sánh năng nghỉ của hệ trước và sau tương tác , ta rút ra được nhận xét gì ? 
Phản ứng hạt nhân . 
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 
Năng lượng trong phản ứng hạt nhân 
Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng : 
 a. Phản ứng nhiệt hạch : 
 Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân 
 nặng hơn . 
 b. Phản ứng phân hạch : 
 Hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thu một nơtron 
 vỡ thành hai hạt nhân trung bình . 
 * Củng cố : Câu hỏi trắc nghiệm 
 1/ Chọn câu sai : 
 A. Sự hụt khối của các hạt nhân kéo theo sự không 
 bảo toàn khối lượng trong phản ứng hạt nhân . 
 B. Một phản ứng trong đó các hạt nhân sinh ra có tổng 
 khối lượng bé hơn các hạt nhân là phản ứng tỏa 
 năng lượng . 
 C. Một phản ứng trong đó các hạt nhân sinh ra có 
 tổng khối lượng lớn hơn các hạt nhân ban đầu là 
 phản ứng thu năng lượng . 
 D. Trong phản ứng tỏa năng lượng khối lượng bị hụt đi 
 đã biến thành năng lượng tỏa ra 
 W = ( m 0 – m ) c 2 
2 Cho bi ết h ạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau : 
A.Prôton 
B.Nơtron . 
C. 
D.