A.PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Môn Vật lí là một trong những môn học cơ bản và quan trọng
trong trường THPT. Đây có thể là môn thi tốt nghiệp và là môn thi đại
học,cao đẳng ở các khối A,A
1
. Đặc biệt nội dung thi tốt nghiệp và đại
học,cao đẳng đối với môn Vật lí phần lớn nằm trong chương trình lớp
12. Là giáo viên giảng dạy khối 12 tôi luôn nghiên cứu tìm tòi ra các
phương pháp giảng dạy nhằm đem lại hiệu quả cao nhất.
Mặt khác trong giai đoạn hiện nay hình thức thi tốt nghiệp và đại
học được áp dung trong các kì thi tốt nghiệp và đại học nên việc đưa
ra các phương pháp giải nhanh và tối ưu cho các em là rất tốt và cần
thiết để các em có thể đạt được kết quả cao trong các kì thi đó.
Khi dạy phần phản ứng hạt nhân tôi nhận thấy học sinh rất lúng
túng khi làm bài tập. Vì vậy nghiên cứu tìm ra phương pháp giảng dạy
giúp các em học tốt phần này là rất quan trọng.
Vì những lí do trên tôi dã chọn đề tài nghiên cứu “Một số kinh
nghiệm giảng dạy giúp học sinh học tốt phần phản ứng hạt nhân.”
II.MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
II.1.Mục đích nghiên cứu
Tìm ra các phương pháp giảng dạy phần phản ứng hạt nhân giúp
các em học sinh học tốt phần này.
II.2.Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu lí thuyết về phản ứng hạt nhân
Vận dụng lí thuyết để giải các dạng bài tập.
III.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
III.1.Nghiên cứu lí thuyết
Đọc ,tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến phần
phản ứng hạt nhân.
III.2.Nghiên cứu thực tiễn

X X X X+ → +
hay A + B → C + D
Có hai loại phản ứng hạt nhân
Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền thành các hạt nhân
khác (phóng xạ)
Phản ứng tương tác giữa các hạt nhân với nhau dẫn đến sự biến đổi
thành các hạt nhân khác.
2. CÁC ĐỊNH UẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT
NHÂN
2.1. Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A)

1 2 3 4
A A A A
+ = +
2.2. Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z)

1 2 3 4
Z Z Z Z
+ = +
2
2.3. Định luật bảo toàn động lượng
2.4. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
3. NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Xét phản ứng hạt nhân:

1 2 3 4
1 2 3 4
1 2 3 4
A A A A
Z Z Z Z

0
> m: ∆E >0: phản ứng tỏa năng lượng.
Nếu m
0
< m : ∆E <0: phản ứng thu năng lượng .
II. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Trong quá trình giảng dạy tôi tôi nhận thấy nếu giáo viên chỉ dạy
theo sgk không tìm tòi sáng tạo thêm những cái mới thì sẽ không gây
được hứng thú học tập cho học sinh đồng thời học sinh sẽ gặp nhiều
khó nhăn và lúng túng khi làm bài tập.Vì lượng kiến thức trong sách
giáo khoa chỉ là lượng kiến thức cơ bản chưa được đào sâu mở rộng.
Trong quá trình nghiên cứu đề thi đại học, cao đẳng của một số
năm gần đây tôi đã thống kê được một số bài tập của phần phản ứng
hạt nhân như sau:
Câu 1: Hạt nhân A dang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có
khối lượng m
B
và hạt
α
có khối lượng
α
m
. Tỉ số giữa động năng của
hạt nhân B và hạt nhân
α
ngay sau phân rã bằng
A.
B
m
m

B
m
m
α
( Trích đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng năm 2008)
Câu 2: Cho phản ứng hạt nhân
XHeDT +→+
4
2
2
1
3
1
. Lấy độ hụt khối của
các hạt nhân T,hạt nhân D , hạt nhân He lần lượt là 0,009106u;
0,002491u; 0,030382u và 1u =

931,5 MeV/c
2
. Năng lượng tỏa ra của
phản ứng xấp xỉ bằng
A. 15,017 MeV. B. 200,025MeV C. 17,498 MeV. D.
21,076MeV.
3
(Trích đề thi tuyển sinh đại học năm 2009)
Câu 3: Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
Be
9
4
đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt

hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là
0,02u. Phản ứng hạt nhân này
A. tỏa năng lượng 1,863 MeV. B. tỏa năng lượng 18,63
MeV.
C. thu lượng 1,863 MeV. D. thu lượng 18,63 MeV.
(Trích đề thi tuyển sinh đại học năm 2011)
Câu 6: Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ
α
và biến thành
hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối là A, hạt
α
phát ra có tốc độ v.
Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u.
Tốc độ của hạt nhân Y bằng
A.
4
4
+A
v
. B.
4
2
−A
v
. C.
4
4
−A
v
. D.

MeV.
(Trích đề thi tuyển sinh đại học năm 2012)
III.GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
4
Trước thực trạng nêu trên tôi đã nghiên cứu và đúc rút được kinh
nghiệm khi giảng dạy phần phản ứng hạt nhân như sau:
Cần giúp cho học sinh nhớ lại các kiến thức cũ có liên quan đến
bài học như động lượng ,động năng,năng lượng toàn phần…….
Cần hướng dẫn học sinh dựa vào kiến thức cũ và kiến thức mới
để viết được dạng tường minh của định luật bảo toàn động lượng và
định luật bảo toàn năng lượng toàn phần.
Cần hướng dẫn học sinh xây dựng công thức tính năng lượng
của phản ứng hạt nhân dưới nhiều dạng khác nhau.
Cần giúp học sinh nhận dạng được các bài tập.
Cụ thể nội dung bổ sung cho bài dạy như sau:
1.PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Phần này tôi bổ sung thêm kiến thức sau:
Các hạt thường gặp trong phản ứng hạt nhân
Prôtôn (
1 1
1 1
p H
=
) ; Nơtrôn (
1
0
n
) ; Heli (
4 4
2 2

=H
3
1
T
3
1
)
Với việc nhắc lại các kiến thức như vậy giúp học sinh nhớ lại các
kiến thưc đã học ở các bài trước và kết hợp với các kiến thức học
trong bài này học sinh sẽ xác định được các hạt trong phản ứng hạt
nhân và làm bài tập về phản ứng hạt nhân tốt hơn.
2. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT
NHÂN
Ngoài kiến thức trong sách giáo khoa khi dạy phần này tôi bổ sung
thêm các kiến thức sau:
2.1. Định luật bảo toàn động lượng

∑∑
=
sPP
t

2.2.Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần

WsW
t
=
Chú ý:
5
- Định luật bảo toàn động lượng viết cụ thể: m

K
1
+ K
2
+ m
1
.c
2
+ m
2
.c
2
= K
3
+ K
4
+ m
3
.c
2
+ m
4
.c
2
Hay (m
1
+ m
2
)c
2

+
2
1
m
4
v
2
4
.
Liên hệ giữa động lượng
→
p
= m
→
v
và động năng K =
2
1
mv
2
là:
P
2
=2m.K hay K=
m
P
2
2

3.NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

2)()(
1)]()[(
2143
22114433
2143
2
2143
KKKK
AAAA
WWWW
cmmmm
lklklklk
εεεε
Qua quá trình giảng dạy tôi đã nghiên cứu và chứng minh các
công thức trên như sau:
Từ các công thức tính độ hụt khối:
∆m
1
=Z
1
.m
p
+(A
1
- Z
1
)m
n
- m
1


⇒
m
2
=Z
2
.m
p
+(A
2
- Z
2
)m
n
- ∆m
2
6
∆m
3
=Z
3
.m
p
+(A
3
- Z
3
)m
3
- m

4

⇒
m
4
=Z
4
.m
p
+(A
4
- Z
4
)m
n
- ∆m
4
Kết hợp với định luật bảo toàn số khối: A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4
Và định luật bảo toàn điện tích: Z
1
+ Z
2
= Z

W
lk
=∆mc
2
nên
∆E = (∆m
3
+∆m
4
-∆m
1
-∆m
2
)c
2

= ∆m
3
c
2
+ ∆m
4
c
2

-

∆m
1
c

ε
=
Vậy :
∆E = W
lk3
+ W
lk4
- W
lk1
- W
lk2
=
22114433
AAAA
εεεε
−−+
⇒
Công thức (3) đã được chứng minh.
Từ công thức định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
K
1
+ K
2
+ m
1
c
2
+ m
2
c

4
- K
1
- K
2
7
⇒
Công thức (4) đã được chứng minh.
Việc tìm ra được các công thức trên và đưa vào giảng dạy là rất
quan trọng. Nắm được các công thức này học sinh sẽ giải được các bài
tập về phản ứng hạt nhân nhanh chóng dễ dàng, tốn ít thời gian , phù
hợp với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay.
IV. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Loại 1: Xác định hạt nhân còn thiếu và số hạt (tia phóng xạ) trong
phản ứng hạt nhân
Áp dụng định luật bảo toàn số khối và điện tích .

1 2 3 4
A A A A
+ = +

1 2 3 4
Z Z Z Z
+ = +
Bài 1
Tìm hạt X trong phản ứng sau:
NeXNaH
A
z
20

Bài 2
Trong phản ứng sau đây : n +
235
92
U →
95
42
Mo +
139
57
La + 2X + 7β
–
. Hạt
X là:
8
A. Electron B. Proton C. Hêli D.
Nơtron
Giải
Ta phải xác định được điện tích và số khối của các tia & hạt còn lại
trong phản ứng :
1
0
n ;
0
1
−
β
–

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta được : 2 hạt

.
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối , ta được :
X có Z = 11 – (-1) = 12. và số khối A = 24 – 0 = 24 ( nói thêm X
chính là
24
12
Mg ).

⇒
Chọn đáp án C.
Bài 4
Urani 238 sau một loạt phóng xạ α và β thì biến đổi thành chì.
Phương trình phóng xạ là:
9

238
92
U →
206
82
Pb + x
4
2
He + yβ . Vậy x và y có giá trị là :
A. x=6 và y = 4 B.x=8 và y = 5 C. x=8 và y = 6 D.
x=6 và y = 8
Giải
Bài tập này chính là loại toán giải phương trình hai ẩn , nhưng chú ý
là hạt β
–

108292.2
32206238.04
z
y
x
zyx
x
yzx
yx
Vậy giá trị x=8 và y = 6.
⇒
Chọn đáp án : C
Bài 5
Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β
–
thì hạt
nhân
232
90
Th biến đổi thành hạt nhân
208
82
Pb ?
A. 4 lần phóng xạ α ; 6 lần phóng xạ β
–

B. 6 lần phóng xạ α ; 8 lần phóng xạ β
–
C. 8 lần phóng xạ ; 6 lần phóng xạ β
–


=−
=
⇔



=−=−+
=−=+
4
6
82
6
88290).1(2
24208232.04
y
x
yx
x
yx
yx
.
Vậy có 6 hạt α và 4 hạt β
–
.
⇒
Chọn đáp án : D.
10
Loại 2 Động năng và vận tốc của các hạt trong phản ứng hạt
nhân .

+ K
B
= K
C
+ K
D
Dấu của
∆
E cho biết phản ứng thu hay tỏa năng lượng
b)Khi biết khối lượng không đầy đủ và một vài điều kiện về động năng
và vận tốc của hạt nhân .
Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn động lượng :

DCBA
PPPP

+=+
Lưu ý :
m
P
KmKP
2
2
2
2
=⇔=
( K là động năng của các hạt )
Bài 1
Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng :
α +

Mà
∆
E = K
α
─ ( K
p
+ K
n
) (1)
11
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m
α
α
v
= ( m
p
+ m
n
)
v
⇒

nP
mm
vm
v
+
=
αα
Mà tổng động năng của hệ hai hạt :









+
+
=+
αααα
αα
Thế (2) vào (1) ta được K
α
= 3,1MeV
⇒
Chọn đáp án C.
Bài 2
Người ta dùng hạt prôtôn có động năng W
p
= 2,69 MeV bắn vào
hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt α có cùng động năng . cho m
p
= 1,,0073u; m
Li
= 7,0144u; m
α
=4,0015u ; 1u = 931 MeV/c
2

= 2K
α

⇒
K
α
=
MeV
KE
p
05,10
2
=
+∆
Vận tốc của mổi hạt α là: v =
0015,4.931
2
α
K
c
=2,2.10
7
m/s.
⇒
Chọn đáp án B.
Bài 3
Một nơtơron có động năng K
n
= 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti
đứng yên gây ra phản ứng:

n
+ m
Li
– m
x
– m
He
).c
2
= – 0,8 MeV
( đây là phản ứng thu năng lượng )
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

→→→
+=
XHe
pppn
⇔

222
XHen
PPP
+=⇒
2m
n
K
n

=+
1,0
2,0
3,0
1,134
X
He
XHe
X
e
H
K
K
KK
KK
MeV
⇒
Chọn đáp án B.
Loại 3 Bài tập về năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Loại bài tập này chúng ta sẽ áp dụng các công thức tính năng lượng
của phản ứng như sau:
E∆
=








∆
E < 0 : phản ứng thu nhiệt .
Bài 1
Thực hiện phản ứng hạt nhân sau :
23
11
Na +
2
1
D →
4
2
He +
20
10
Ne .
Biết m
Na
= 22,9327 u ; m
He
= 4,0015 u ; m
Ne
= 19,9870 u ;
m
D
= 1,0073 u. Phản úng trên toả hay thu một năng lượng bằng bao
nhiêu ?
A.thu 2,2375 MeV B. toả 2,3275 MeV.
C.thu 2,3275 MeV D. toả 2,2375 MeV
Giải

1
37
17
+→+
phản ứng trên tỏa hay
thu bao nhiêu năng lượng? Biết m
Cl
= 36,956563u, m
H
= 1,007276u,
m
Ar
=36,956889u, 1u = 931MeV/c
2

Giải:
Năng lượng của phản ứng là:
∆E= ( m
Cl
+ m
H
– m
Ar
– m
n
) 931= -1,6 MeV
Phản ứng thu năng lượng 1,6MeV .
Bài 3
Cho phản ứng hạt nhân:
XHeTD

2 = (Δm
He
+ Δm
n
– Δm
H
- Δm
T
)
.
c
2
= 17,498 MeV

⇒
Chọn đáp án : B
Bài 4
15
Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân
234
92
U
phóng xạ tia α và
tạo thành đồng vị Thôri
230
90
Th

3,25MeV. Năng lượng liên kết của hạt nhân
He
3
2
là
A. 7,235 MeV B. 6,482 MeV C. 7,7188 MeV D. 12,964eV
Giải:
Theo đề ra ta có
∆
E =[(2m
D
) – (
He
m
3
2
+ m
n
)]c
2
= 3,25 (*)
Helk
WE
3
2
(=∆
+W
lk n
) – 2W
lkD

⇒
Đáp án C
Loại 4 Tìm năng lượng toả ra của phản ứng phân hạch, nhiệt
hạch khi biết khối lượng và tính năng lượng cho nhà máy hạt
nhân hoặc năng lượng thay thế
Lưu ý phản ứng nhiệt hạch hay phản ứng phân hạch là các phản
ứng tỏa năng lượng
16
Cho khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng : M
0
và
M . Tìm năng lượng toả ra khi xảy 1 phản ứng ( phân hạch hoặc
nhiệt hạch ):
Năng lượng toả ra :
∆
E = ( M
0
– M ).c
2
MeV.
Suy ra năng lượng toả ra trong m gam phân hạch (hay nhiệt
hạch ) :
E =
∆
E .N =
∆
E .
A
N
A

m
n
=1,0087u .Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46106J/Kg.Khối
lượng xăng
cần dùng để có thể toả năng lượng tương đương với 1 gam U phân
hạch ?
A. 1616 kg B. 1717 kg C.1818 kg D.1919 kg
Giải
Số hạt nhân nguyên tử
235
U trong 1 gam vật chất U là :
N =
A
N
A
m
.
=
2123
10.5617,210.02,6.
235
1
=
hạt .
Năng lượng toả ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân
235
U
phân hạch là:
∆E


1919
10.46
6
≈=
Q
kg.

⇒
Chọn đáp án D
Bài 2
cho phản ứng hạt nhân:
3
1
T +
2
1
D
→

4
2
He + X +17,6MeV . Tính năng
lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.
A. 52,976.10
23
MeV B. 5,2976.10
23
MeV
C. 2,012.10
23

học 2012- 2013.
1.Giờ dạy ở lớp 12A năm học 2011-2012
18
Năm học 2011-2012 tôi dạy theo dạy theo sgk. Theo quan sát giờ dạy
tôi thấy học sinh hoạt động ít trầm và lúng túng khi giải bài tập.
2. Giờ dạy ở lớp 12A năm học 2012-2013:
Năm học này tôi vận dụng những kinh nghiệm đã trình bày trong
sáng kiến kinh nghiệm (nhất là các công thức ngoài sách giáo khoa)
học sinh học tập sôi nổi, hứng thú hơn và giải được nhiều bài tập hơn.
3.Sau khi học song mỗi giờ học tôi cho học sinh làm bài kiểm tra 15
phút. Kết quả bài kiểm tra tính trung bình như sau:
Lớp
dạy
Tổng
số
Điểm 0-4 Điểm 5-8 Điểm 8-10
Số bài
%
Số bài
%
Số bài
%
Năm
2011-
2012
33 15 45,45%
7 21,21% 11 33,33%
Năm
2012-
2013

20
Mục Lục
A. Phần Mở
Đầu 1 B.
Phần Nội
Dung 2
C. Kết
Luận
16
21