Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 114
Đề bài: Nhà máy điện hạt nhân có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng. Tuy vậy, một số quốc gia phát triển dự định sẽ đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân trong tương lai. Nhà máy điện hạt nhân có những ưu điểm và nhược điểm gì?
Lời giải:
• Ưu điểm:
- Cung cấp điện năng lớn, ổn định, giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng.
- Không trực tiếp phát khí thải ô nhiễm ($CO_2$, $CO$,…) → góp phần giảm hiệu ứng nhà kính.
- Có thể hoạt động liên tục nhiều năm mà không cần bổ sung nhiên liệu.
• Nhược điểm:
- Chất thải hạt nhân khó xử lý, đòi hỏi công nghệ phức tạp và chi phí rất cao (do chu kì bán rã của một số đồng vị trong nhiên liệu đã qua sử dụng rất lớn).
- Nguy cơ xảy ra sự cố phóng xạ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và môi trường.
- Chi phí đầu tư và bảo trì cao.
I. Nhà máy điện hạt nhân
Câu hỏi trang 116
Đề bài:
- Vì sao các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông và bờ biển?
- Liệt kê các nguy cơ ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và môi trường nếu không may xảy ra sự cố tại lò phản ứng hạt nhân.
Lời giải:
1. Nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông, bờ biển vì:
- Cần lượng nước rất lớn để làm mát lò phản ứng và ngưng tụ hơi nước sau khi qua tua bin.
- Sông, hồ, biển cung cấp nguồn nước dồi dào và ổn định, giúp hệ thống hoạt động liên tục.
2. Các nguy cơ khi xảy ra sự cố tại lò phản ứng hạt nhân:
- Phát tán chất phóng xạ ra môi trường (không khí, nước, đất).
- Gây nhiễm xạ cho con người: bỏng phóng xạ, ung thư, đột biến gen, ảnh hưởng di truyền,…
- Gây ô nhiễm sinh thái, ảnh hưởng đến động, thực vật trong khu vực.
- Phải sơ tán dân cư, khu vực nhiễm xạ không thể sử dụng trong thời gian rất dài.
- Chi phí xử lý sự cố và khắc phục hậu quả rất lớn.
Hoạt động trang 116
Đề bài: Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau:
- Nêu vai trò của các nhà máy điện hạt nhân trong đời sống.
- Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của các nhà máy điện hạt nhân.
Lời giải:
1. Vai trò của các nhà máy điện hạt nhân:
- Cung cấp điện năng cho lưới điện quốc gia, phục vụ sản xuất và sinh hoạt.
- Cung cấp năng lượng cho tàu ngầm, tàu phá băng,…
- Góp phần giải quyết tình trạng thiếu hụt năng lượng trên thế giới.
- Giảm phát thải khí nhà kính so với các nhà máy điện dùng nhiên liệu hoá thạch.
2. Ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển:
| Ưu điểm | Nhược điểm | Cơ hội phát triển |
|---|---|---|
| Sản lượng điện lớn, ổn định | Chất thải phóng xạ khó xử lý, chi phí cao | Giải quyết nhu cầu năng lượng ngày càng lớn |
| Không phát khí thải ô nhiễm trực tiếp | Nguy cơ sự cố phóng xạ nghiêm trọng | Góp phần giảm phát thải carbon toàn cầu |
| Hoạt động liên tục nhiều năm | Chi phí đầu tư ban đầu rất cao | Phát triển công nghệ, đào tạo nhân lực chuyên môn cao |
II. Y học hạt nhân
Hoạt động trang 117
Đề bài: Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:
- Tại sao người ta sử dụng tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể?
- Nêu vai trò của y học hạt nhân trong đời sống.
- Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của y học hạt nhân.
Lời giải:
1. Vì sao dùng tia γ trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp:
- Tia γ có khả năng đâm xuyên rất mạnh, dễ dàng xuyên qua các mô, cơ quan bên trong cơ thể.
- Tia γ có bước sóng rất ngắn (nhỏ hơn $10^{-11}$ m) → cho hình ảnh chi tiết, rõ nét.
- Có thể phát hiện được bằng các thiết bị chuyên dụng để tạo hình ảnh của các bộ phận bên trong cơ thể.
2. Vai trò của y học hạt nhân:
- Chẩn đoán bệnh chính xác thông qua chụp ảnh phóng xạ cắt lớp (SPECT, PET) và theo dõi vết phóng xạ.
- Điều trị bệnh (đặc biệt là ung thư) bằng dược chất phóng xạ và máy xạ trị.
- Khử trùng, khử khuẩn dụng cụ y tế.
- Giúp phát hiện sớm nhiều bệnh nguy hiểm.
3. Ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển:
| Ưu điểm | Nhược điểm | Cơ hội phát triển |
|---|---|---|
| Chẩn đoán chính xác, phát hiện bệnh sớm | Tia phóng xạ có thể ảnh hưởng đến tế bào khoẻ mạnh | Nhu cầu chẩn đoán và điều trị bệnh ngày càng tăng |
| Điều trị hiệu quả nhiều bệnh, đặc biệt là ung thư | Chi phí thiết bị, dược chất phóng xạ cao | Công nghệ phát triển giúp giảm tác dụng phụ |
| Ít xâm lấn hơn so với phẫu thuật | Đòi hỏi nhân lực có chuyên môn cao | Đào tạo đội ngũ bác sĩ, kỹ thuật viên chuyên ngành |
Câu hỏi trang 117
Đề bài: Khi sử dụng máy xạ trị để chữa bệnh, tia phóng xạ có tác động lên các tế bào khoẻ mạnh không? Hãy tìm thông tin về các triệu chứng của bệnh nhân sau khi xạ trị.
Lời giải:
• Tia phóng xạ có tác động lên tế bào khoẻ mạnh:
Có. Khi xạ trị, tia phóng xạ tác động không chỉ vào tế bào ung thư mà còn ảnh hưởng đến các tế bào khoẻ mạnh xung quanh khu vực chiếu xạ.
• Các triệu chứng thường gặp sau xạ trị:
- Mệt mỏi, suy nhược cơ thể.
- Buồn nôn, nôn mửa, chán ăn.
- Rụng tóc, khô da, bỏng rát vùng da chiếu xạ.
- Giảm số lượng bạch cầu, dễ nhiễm trùng.
- Rối loạn tiêu hoá, thay đổi vị giác.
III. Ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm
Hoạt động trang 118
Đề bài: Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:
- Nêu vai trò của ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm.
- Đánh giá ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển các ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm.
Lời giải:
1. Vai trò của ứng dụng phóng xạ hạt nhân:
• Trong công nghệ sinh học:
- Gây đột biến gene để tạo ra các giống cây trồng mới có đặc điểm vượt trội (kháng sâu bệnh, năng suất cao, tạo quả trái mùa, không hạt,…).
- Sử dụng phương pháp đánh dấu phóng xạ (ví dụ với $^{32}_{15}P$) để nghiên cứu đường đi của phân bón trong cây trồng, từ đó có biện pháp chăm sóc phù hợp.
• Trong bảo quản thực phẩm:
- Diệt vi trùng có hại, khử khuẩn thực phẩm.
- Kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm nhờ thay đổi một số tính chất hoá học của thực phẩm tươi.
- Giúp thực phẩm tránh bị mọc mầm, phân huỷ.
2. Ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển:
| Ưu điểm | Nhược điểm | Cơ hội phát triển |
|---|---|---|
| Tạo giống cây trồng vượt trội, năng suất cao | Cây biến đổi gene có thể ảnh hưởng đến côn trùng, hệ sinh thái | Nhu cầu lương thực – thực phẩm tăng cao |
| Kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm | Thực phẩm chiếu xạ có thể thay đổi màu sắc, hương vị | Giảm sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón hoá học |
| Diệt vi trùng, khử khuẩn hiệu quả | Giá thành sản phẩm chiếu xạ cao | Đảm bảo an toàn thực phẩm, kéo dài thời gian bảo quản |
Em có thể
Nêu được ví dụ về vai trò và ứng dụng phóng xạ của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống
Lời giải:
Một số ví dụ về vai trò và ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong đời sống:
- Nhà máy điện hạt nhân: sản xuất điện năng ổn định, không phát khí thải trực tiếp, cung cấp năng lượng cho tàu ngầm, tàu phá băng,…
- Y học hạt nhân:
- Chẩn đoán bệnh: chụp ảnh phóng xạ cắt lớp (SPECT, PET) để phát hiện bệnh sớm, chính xác.
- Điều trị bệnh: sử dụng dược chất phóng xạ (Xofigo chứa $^{223}\text{Ra}$, Lutathera chứa $^{177}\text{Lu}$,…) hoặc máy xạ trị để điều trị ung thư; khử trùng, khử khuẩn dụng cụ y tế.
- Công nghệ sinh học – Nông nghiệp:
- Gây đột biến gene tạo giống cây trồng mới (kháng sâu bệnh, năng suất cao, không hạt,…).
- Dùng phương pháp đánh dấu phóng xạ ($^{32}\text{P}$) nghiên cứu đường đi của phân bón.
- Bảo quản thực phẩm: chiếu xạ để diệt vi khuẩn, kéo dài thời hạn sử dụng, chống mọc mầm.
- Khảo cổ học: sử dụng $^{14}\text{C}$, $^{238}\text{U}$,… để xác định niên đại các di vật khảo cổ.
Giải thích được vì sao cần khai thác năng lượng hạt nhân vào mục đích hoà bình
Lời giải:
Cần khai thác năng lượng hạt nhân vào mục đích hoà bình vì:
- Năng lượng hạt nhân rất lớn, có thể giải quyết bài toán thiếu hụt năng lượng trên toàn cầu.
- Việc khai thác cho mục đích dân sự (nhà máy điện, y học, nông nghiệp, công nghiệp,…) mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho đời sống con người:
- Cung cấp điện năng ổn định, giảm phát thải khí nhà kính, góp phần chống biến đổi khí hậu.
- Ứng dụng trong y học giúp chẩn đoán và điều trị nhiều bệnh nguy hiểm.
- Ứng dụng trong nông nghiệp giúp tăng năng suất, bảo quản thực phẩm tốt hơn.
- Ngược lại, nếu năng lượng hạt nhân được sử dụng cho mục đích quân sự (vũ khí hạt nhân) sẽ gây ra thảm hoạ khủng khiếp cho con người, môi trường và cả nền văn minh nhân loại.
→ Khai thác năng lượng hạt nhân vào mục đích hoà bình là con đường để phát huy tối đa lợi ích của năng lượng hạt nhân, đồng thời tránh được các thảm hoạ do vũ khí hạt nhân gây ra.
Thầy Phạm Trần Quốc Anh
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Vật Lý THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Lê Quí Đôn