Ядролық реакциялар. Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті ядролық реакциялар. Физика, 11 сынып, сабақ жоспары.

Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі:

10.4 А-Атомның және ядроның құрылымы

Мектеп: НЗМ Семей

Мерзімі: 3- тоқсан

№44

Мұғалімнің аты –жөні: Мамадилова З.К.

Сынып:10

Қатыспағандар саны: 0

Сабақ тақырыбы

Ядролық реакциялар. Ауыр ядролардың бөлінуі. Тізбекті ядролық реакциялар.

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

11.7.2.3- атом ядросының бөлінуі мен бірігу үрдісін түсіндіру

 Сабақ мақсаттары

• Ауыр ядролардың бөліну процессін білу
• Тізбекті ядролық реакцияның жүру шарттарын сипаттау.
• Реактордың құрлысын білу. Реактордың адамзатқа пайдасы мен зиянын сипаттау

 Бағалау критерийлері

Білу және түсіну: атом ядросының бөлінуі мен бірігуін, тізбекті реакцияны, ядролық реактор мен атом бомбасын біледі, онда қандай өзгерістерге ұшырайтынын түсінеді. Реакциядағы бөлшектер атауларын біледі.

 Тілдік мақсаттар

Оқушылар өздерінің түсініктерін көрсететін жаңа сөздерді пайдаланулары керек. Олар терминдерді түсіну және қолдану керек.

Пән лексикасы және терминология:

Ядроның ыдырауы. Ядроның бірігуі. Ядролық күш.

Диалог құруға/жазылымға қажетті пайдалы сөздер топтамасы:

Қандай күштерді білесіңдер?

Ядолық күш дегенді қалай түсінесің?

Қандай күштер тартылыс күштері болып табылады?

Арнайы пәндік лексика мен терминология

Сөздік

 Құндылықтарды дарыту

 Тұжырымдамалар мен қорытындыларды экспериментальды дәлелдеуді қарастыратын зерттеу дағдыларын қалыптастыру және логикалық ойлауды дамыту;

 Оқушыларды академиялық адалдыққа тәрбиелеу (тапсырмаларды орындау барысында өз бетімен жұмыстануға үйрету);

 Оқушыларың бойында жауапты азаматтық ұстанымды қалыптастыру;

 Өмір бойы білім алу құндылығын сыни тұрғыдан ойлау арқылы білімге деген құштарлығын қалыптастыру;

 Оқушылар арасында ынтымақтастық ортаны қалыптастыру.

 Пәнаралық байланыстар

Математика, химия, биология, география, АӘД.

 АКТ қолдану дағдылары

Интерактивті тақта, интернет ресурстары, Менделеевтің химиялық элементтердің периодтық кестесі, bilimland.kz, youtube.com сайттарын пайдалану. Үй тапсырмасын орындауда қажетті ресурстардың инетрнеттен және арнайы дайындалған google дискідегі ресурстарға қатынауға мүмкіндік жасалады.

 Бастапқы білім

Радиоактивтік, ядролық реакция, ядро құрамы, энергетикалық шығуы, масса ақауы, отынның меншікті жылуы, генератор, т.б.

Сабақ барысы

Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет

Ұйымдастыру кезеңі.

Өтілген сабақта берілген үй жұмысын тексеру.

Оқушылар ойын шоғырландыру мақсатында келесі сұрақтарға сұрақ-жауаптар жүргізу:

• Радиоактивті сәулелерді атаңыз және белгіленуін көрсетіңіз
• Ядроның байланыс энергиясы дегеніміз не?
• Масса ақауы
• Меншікті байланыс энергиясы дегеніміз не?
• Физикадағы сақталу заңдары

 Анимацияны пайдалана отырып, U-235 (уранның изотопы) және Pu-239 (плутонийдің изотопы) сияқты тұрақсыз ауыр ядролар, нейтрондарды жұтқан кезде ядролардың индуцияларған бөлінуіне ұшырайтындығын көрсету

 Ядроларды бөлу дегеніміз — ядроны нейтрондармен атқылау  арқылы ірі жарықшақтарға ажыратуды айтады.

 Ядролық ыдырату — ядролардың өздігінен бөлінуі. Ол табиғи процесс.

 Айырмашылықтары: табиғи процессс белгілі бір заңдылыққа бағынады, ал бөліну бұл заңдылықтарға бағынбайды. Ядро бөлінгенде нәтижесінде нейтрон босап шығады. Ядро ыдырағанда нәтижесінде нейтрон босап шықпайды.

 Ядролар ауыр және жеңіл болып бөлінеді. Ауыр ядроларға – уран, плутоний  т.б. , жеңіл ядроларға сутегі гелий т.б. жатады.

 Бөліну барысында қозған ядро ірі жарықшақтармен қатар қосымша 2 немесе 3 нейтрон шығарады. Бұл нейтрондар ядролардың бөліну реакциясын жалғастырады. Нәтижесінде тізбекті реакция пайда болады.

 Тізбекті реакция дегеніміз туынды нейтрондардың қатысуымен ядролардың бөлінуі жүзеге асатын процесс, яғни ядролардың тасқынды жарылуы.

 Мысалы Уран ядросын нейтронмен атқылағанда екі ірі жарықшақ (басқа екі ядро) және 2 немесе 3 нейтрон пайда болады. Пайда болған нейтрондарды туынды нейтрон деп атайды. Олар әрі қарай уран ядросмен соқтығысып тағы да екі ірі жарықшаққа және нейтрондарға ыдырайды. Сөйтіп ядролардың бөлінуі жалғасатын реакция тізбекті реакция деп аталады. Тізбекті реакция арқылы атом энергиясын өндіруге болады.

 Оқушыларға «нейтронның көбею коэффициенті k», сындық массадеген ұғымдарға түсініктер беру қажет.

 Атом энергиясын өндірудің екі жолы бар:

• Ауыр элементтердің ядроларын бөлу арқылы
• Жеңіл элементтердің ядроларын біріктіру арқылы

Осы реакциялар яғни ауыр ядроны бөлу немесе жеңіл ядроны біріктіру арнайы қондырғыларда жүзеге асады. Ондай қондырғыларды  ядролық (атомдық) реактор немесе атомдық бомбалар деп атайды.

 Ядролық ректорда ядролық реакциялар басқарылатын жолмен іске асырылады. Ал атомдық бомбаларда басқарылмайтын жолмен іске асырылады.

Ең бірінші қолдан басқарылатын реактор 1942 жылы 2 желтоқсанда АҚШтың Чикаго қаласында Фермидің басшылығымен іске қосылды. Екінші реактор 1945 жылы КСРОда Москва түбіндегі Серпухов қаласында И.В.Курчатовтың басшылығымен салынды.

 Ядролық реактордың негізгі бөлігі — белсенді аумақ. Осы белсенді аумақ мынандай бөліктерден тұрады:

• Жылу шығарғыш элемент (ЖШЭ)
• Тежегіштер
• Жылу тасығыш
• Нейтрон қайтарғыш
• Басқарушы немесе апаттық таяқшалар

  Жылу шығарғыш элемент, ол ядролық отынмен толтырылған таяқшалардан тұрады.

 Тежегіш, ол  яролық отын толтырылған таяқшаларды графитпен қоршап тұрады.

 Жылу тасығыш,  ЖШЭ айнала қоршап тұратын сұйықтар ағып өтетін түтіктер. Жылу тасығыштың қызметін су немесе сұйық металл, мысалы натрий атқарады.

 Нейтрон қайтарғыш нейтрондардың сыртқы ортаға ұшып шығуын азайту үшін белсенді аумақты қоршайтын зат.

 Басқарушы таяқшалар тізбекті реакцияны қопарылысқа жеткізбейтіндей, нейтрондарды жұтып алатын зат.

 Сонымен ЖШЭ таяқшаларындағы ауыр элементтердің ядролары бөлінгенде пайда болатын бөлшектер үлкен кинетикалық энергияға ие болады. Ядродан босаған энергия электромагниттік энергияға айналады. Бұл бөлшектер белсенді аумақта тежегіштің әсерінен тежеліп, кинетикалық энергиясы мен сәулелік энергиясы жылу энергиясына айналады. Белсенді аумақтағы артық жылу мөлшері жылу тасымалдағыштарға беріліп, оларды буландырады. Жоғарғы қысымдағы бу электр энергиясын өндіретін бу турбиналары мен генераторға берілді. Осылайша реакторда бөлінген атом ядросының ішкі энергиясы туынды бөлшектердің кинетикалық және электромагниттік энергиясына, ал ол энергия жылу энергиясына, жылу энергиясы электр энергиясына айналады.

 Жұптық жұмыс

 Бос ұяшықтардың ішіне ядролық реактор бөліктерінің атауларын жазыңыз

 Кері байланыс

Рефлексия: Оқушылардың ойын білу. Тақырыпты игеру деңгейін білу.

Үйге тапсырма беру: Өз бетінше шығаруға арналған есептер

Саралау –оқушыларға қалай көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушыларға қандай міндет қоюды жоспарлап отырсыз?

Бағалау – оқушылардың материалды меңгеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлайсыз?

Саралау іріктелген тапсырмалар, нақты бір оқушыдан күтілетін нәтижелер, оқушыға дербес қолдау көрсету, оқу материалдары мен ресурстарын оқушылардың жеке қабілеттерін есепке ала отырып іріктеу (Гарднердің жиындық зият теориясы) түрінде болуы мүмкін.

Саралау уақытты ұтымды пайдалануды есепке ала отырып, сабақтың кез-келген кезеңінде қолданыла алады

Бұл бөлімде оқушылардың сабақ барысында үйренгенін бағалау үшін қолданатын әдіс-тәсілдеріңізді жазасыз

Сабақ бойынша рефлексия

Сабақ мақсаттары/оқу мақсаттары дұрыс қойылған ба? Оқушылардың барлығы ОМ қол жеткізді ме?

Жеткізбесе, неліктен?

Сабақта саралау дұрыс жүргізілді ме?

Сабақтың уақыттық кезеңдері сақталды ма?

Сабақ жоспарынан қандай ауытқулар болды, неліктен?

Жалпы баға

Сабақтың жақсы өткен екі аспектісі (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақты жақсартуға не ықпал ете алады (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақ барысында сынып туралы немесе жекелеген оқушылардың жетістік/қиындықтары туралы нені білдім, келесі сабақтарданеге көңіл бөлу қажет?