ПУ_Цепные_ядерные_реакции

Раздел долгосрочного плана:

Раздел (9.4 В): Атомное ядро

Школа:

Дата:

ФИО учителя:

Класс: 9 класс

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока

Деление тяжелых ядер, цепная ядерная реакция.

Ядерный реактор.

Цели обучения, которые достигаются на данном  уроке (ссылка на учебную программу)

9.6.2.4 описывать условия протекания цепной ядерной реакции;

9.6.2.5 описывать принцип действия ядерного реактора.

Цели урока

- познакомить обучающихся с процессом деления ядер урана, механизмом протекания цепной ядерной реакции, устройством и принципом работы ядерного реактора.

Критерии оценивания

- знает, что в ядерных реакциях сохраняются число нуклонов, число протонов и энергия массы;

- описывает механизм деления ядра;

- знает, что такое критическая масса;

- описывает условия протекания цепной реакции;

- знает устройство ядерного реактора;

- объясняет по схеме принцип работы ядерного реактора.

Языковые цели

Лексика и терминология:

Привитие ценностей

В парной работе формировать такие качества личности как уважение к друг другу, уважение мнений других; при оценивании – честность, прозрачность. При самостоятельной работе – добросовестность.

Понимание роли  и достижения физики в различных областях человеческой деятельности, таких как технология, коммуникация, медицина, сельское хозяйство, различные виды промышленности и энергетики.

Межпредметные связи

Межпредметная связь с математикой

Навыки использования ИКТ

Работа с интерактивной доской

Предварительные знания

математика — применять формулы для расчета, биология и география — влияние результатов ядерных реакций на окружающий мир, химия — получение химических элементов в результате радиоактивного распада, расчет протонов, нейтронов и электронов (их кол-ва, массы)

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало

0-5 мин

Организационный момент.

Приветствие, проверка готовности к уроку. Целеполагание.

Актуализация знаний:

1. Каков состав атомных ядер: Li, K, Co?

(Ответ: Li: Z=3, N=3; K: Z=19, N=20; Co: Z=27, N=31)

2. Каковы особенности ядерных сил?

(Ответ: Это-ядерные силы притяжения. Они действуют между нуклонами и в сотни раз сильнее электрических сил отталкивания.)

3. Сформулируйте закон радиоактивного распада и запишите его формулу.

(Ответ: N=N₀2^-t/T, где Т-период полураспада - это время, в течение которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов. N₀-число радиоактивных атомов в начальный момент времени. N-число нераспавшихся ядер в любой момент времени t.)

4. Что называется ядерной реакцией?

(Ответ: Ядерной реакцией называется изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом.)

5. Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях?

(Ответ: В ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда и массового числа.)

6. Как рассчитать энергию связи атомных ядер?

(Ответ: Минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны - E = Δmc²)

7. Что называется энергетическим выходом ядерной реакции?

(Ответ: Q = (M₁– M₂)c² = Δmc² , где M₁ – массы исходных продуктов, M₂ – массы конечных продуктов реакции.)

Презентация

5-10 мин

Обратить внимание на график зависимости удельной энергии связи от массового числа.

Вопрос: Назовите наиболее эффективные пути высвобождения внутренней энергии из ядра?

(Ответ:

1. Синтез более массивных ядер из самых легких.

2. Деление массивных ядер А~ 200)

Вопрос: При каких условиях возможно деление ядра? Под действием каких частиц возможно деление ядра урана: протонов, альфа-частиц или нейтронов?

(Анализируют, какие именно частицы следует столкнуть с ядром: протоны, альфа-частицы, нейтроны.  (Ответ: нейтрон, большая проникающая способность)

Делают вывод: Деление возможно, если ядро возбудить  или столкнуть с нейтроном.

Презентация

10-20 мин

Проблемный вопрос:

Где брать нейтроны для поддержания непрерывной длительной реакции?

Обьяснение нового материала по презентации:

·         Открытие деления урана

·         Механизм деления ядра под действием нейтрона

·         Понятие цепной реакции и условия ее протекания. Демонстрация видеоролика о цепной ядерной реакции.

·         Изотопы урана.

·         Критическая масса

·         Коэффициент размножения нейтронов

Презентация,

видеоролик цепной ядерной реакции,

анимация:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bee8f-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_7.swf

20-25 мин

Решение примеров у доски:

Заполните недостающие элементы в уравнениях ядерных превращений для ядерных реакций деления:

1.     

2.     

3.     

4.     

Работа в парах:

Задание 1.

1. Какие факторы способны влиять на протекание цепной реакции?

Ответ: Возможность протекания цепной реакции определяется массой урана, количеством примесей в нем, наличием оболочки и замедлителя.

2. В таблице укажите «правда» или «ложь» рядом с утверждением.

Задание 2.

Докончить мысль: Критическую массу урана можно уменьшить, если применять:

Ожидаемые ответы.

1) замедлители нейтронов (графит, вода H₂O или тяжелая вод D₂O) – уран 235 делится только под действием «медленных нейтронов»;

2) Делать урановые шарики с оболочкой отражающей нейтроны изнутри (оболочки из беррилия) – меньше нейтронов покидают кусок урана.

3) Обогащать природный уран ураном 235, и очищать от других примесей.

 Критическая масса шарообразного куска урана 235 равна 50 кг, при этом его радиус составляет всего 9 см (большая плотность), можно уменьшить массу до 0,8 кг.

Презентация

Раздаточный материал №1

25-38 мин

Выделяющаяся при делении ядер урана энергия огромна. При делении каждого ядра выделяется 200 МэВ. А при полном делении всех ядер, содержащихся в 1 кг урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3000 т угля или 2500 т нефти. При этом эта энергия может выделиться мгновенно.

Рассмотреть примеры применения ядерной энергии.

Работа в парах: Учащиеся изучают готовую информацию о различных блоках и элементах ядерного реактора. Особое внимание обратить на функциональные особенности каждой части реактора. Учащиеся должны заполнить рабочий лист.

Рабочий лист:

1. Что называют ядерным реактором: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер.

2. Назначение ядерного реактора: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: Преобразование внутренней энергии атомного ядра в электрическую энергию.

3. Заполняют таблицу: Учащиеся должны заполнить пробелы в таблице.

Презентация,

раздаточный материал №2, рабочий лист

38-40 мин

Рефлексия.

Продолжите предложение

«Сегодня на уроке

Я повторил …

Я закрепил …

Я научился …

Я узнал …»

Домашнее задание: Исследовать аспекты атомной отрасли Казахстана и сделать доклад в парах.

Темы докладов:

·         Добывание урана

·         Выработка топливных таблеток

·         Тематическое исследование казахстанского реактора

·         Производство электроэнергии из ядерной энергетики

·         Обзор ядерной энергетики во всем мире

·         Ядерная безопасность.

http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-g-n/kazakhstan.aspx

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Все учащиеся:

смогут описать условия протекания цепной ядерной реакции и описать принцип действия ядерного реактора

Большинство учащихся:

смогут написать уравнения ядерных превращений для ядерных реакций деления

Некоторые ученики:

смогут назвать преимущества АЭС перед другими видами электростанций;

смогут назвать проблемы, связанные с работой ядерных реакторов.

Посредством фронтальных вопросов.

Посредством заданий в течение всего урока: парная работа, работу у доски

Здоровье и техника безопасности:

Соблюдение правил поведения в кабинете.                                  

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки. 

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?