Đáp án Vật lí 12 kết nối Bài 24: Công nghiệp hạt nhân

BÀI 24. CÔNG NGHIỆP HẠT NHÂN

KHỞI ĐỘNG

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?

Hướng dẫn chi tiết:

Ưu điểm: 

+ Sản xuất lượng điện lớn với ít nhiên liệu

+ Giảm khí thải nhà kính ( không thải CO₂ ra ngoài trong quá trình hoạt động)

+ Giúp cung cấp nguồn điện ổn định, không bị phụ thuộc vào thời tiết

+ Các nhà máy điện hạt nhân hiện đại được trang bị nhiều hệ thống an toàn tiên tiến.

Nhược điểm: 

+ Chi phí đầu tư rất cao cùng với đó là xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tốn kém.

+  Chất thải phát sinh trong quá trình nếu không được xử lí an toàn thì sẽ gây nguy hiểm cho hệ sinh thái và môi trường con người.

+ Có nguy cơ xảy ra tai nạn như nổ nhà máy: 

I. NHÀ MÁY ĐIỆN HẠT NHÂN

Câu hỏi 1: Vì sao các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông và bờ biển?

Hướng dẫn chi tiết:

Bởi vì:

- Nguồn nước làm mát: do quá trình sản xuất điện hạt nhân tạo ra lượng nhiệt lớn, nên nước được sử dụng để làm mát lò phản ứng và các thiết bị trong nhà máy.

- Hệ thống an toàn: vị trí gần hồ, sông, bờ biển thường xa dân cư và có thể dùng để dập tắt lò phản ứng trong trường hợp khẩn cấp.

- Loại bỏ nhiệt: có khả năng pha loãng và phân tán nhiệt hiệu quả nhất so với các vùng.

- Mật độ dân cư: thường vắng vẻ nên giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến con người.

- Hạ tầng: vị trí gần nguồn nước thường có sẵn hệ thống giao thông và hạ tầng phù hợp cho việc vận chuyển nhiên liệu và thiết bị.

- Giúp giảm chi phí: việc sử dụng nguồn nước tự nhiên để làm mát giúp giảm chi phí xây dựng và vận hành nhà máy.

- Mật độ dân cư: thường vắng vẻ nên giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến con người.

Câu hỏi 2: 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.

Hướng dẫn chi tiết:

Các nguy cơ ảnh hưởng nếu không may xảy ra sự cố tại lò phản ứng hạt nhân là:

+ Phơi nhiễm phóng xạ: có thể gây tổn thương tế bào, dẫn đến các bệnh ung thư, bạch cầu, dị tật bẩm sinh,..

+ Ô nhiễm môi trường: ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái.

+ Huỷ diệt môi trường sống: các sự cố hoả hoạn, cháy nổ dẫn đến ảnh hưởng môi trường sống.

+ Ảnh hưởng đến tâm lí

Hoạt động: Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu vai trò của các nhà máy điện hạt nhân trong đời sống.

2. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của các nhà máy điện hạt nhân.

Hướng dẫn chi tiết:

1. Vai trò: 

- Cung cấp năng lượng điện (dồi dào, ổn định);  không bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.

- Góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng, đặc biệt ở các quốc gia có nhu cầu sử dụng điện cao.

- Giảm khí thải nhà kính: trong quá trình sản xuất điện hạt nhân thì không thải ra khí CO₂, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu, góp phần bảo vệ môi trường, hệ sinh thái.

- Đa dạng hoá nguồn năng lượng: giảm thiểu sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ và khí đốt.

- Phát triển khoa học kỹ thuật: góp phần nâng cao trình độ khoa học kỹ thuật và năng lực cạnh tranh của quốc gia.

2. * Ưu điểm: 

+ sản xuất lượng điện lớn với ít nhiên liệu, 

+ giảm khí thải nhà, giúp cung cấp nguồn điện ổn định, 

+ không bị phụ thuộc vào thời tiết,

+  các nhà máy điện hạt nhân hiện đại được trang bị nhiều hệ thống an toàn tiên tiến.

+ hiệu quả cao

+ tạo nhiều việc làm cho người lao động

* Nhược điểm: 

+ chi phí đầu tư rất cao cùng với đó là xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tốn kém. 

+ chất thải phát sinh trong quá trình nếu không được xử lí an toàn thì sẽ gây nguy hiểm cho hệ sinh thái và môi trường con người.

+ có nguy cơ xảy ra tai nạn như nổ nhà máy.

+ vấn đề an ninh: khả năng khủng bố và tấn công mạng vào nhà máy điện hạt nhân.

* Cơ hội phát triển của các nhà máy hạt nhân: 

- Nhu cầu sử dụng điện ngày càng nhiều thúc đẩy phát triển ngành năng lượng hạt nhân. Công nghệ tiên tiến: các tiến bộ khoa học kỹ thuật giúp nâng cao hiệu quả, an toàn và giảm chi phí của nhà máy điện hạt nhân.

- Hợp tác quốc tế: Hợp tác quốc tế trong lĩnh vực an toàn hạt nhân và phát triển công nghệ năng lượng hạt nhân.

- Nâng cao nhận thức cộng đồng về năng lượng hạt nhân và các biện pháp an toàn.

II. Y HỌC HẠT NHÂN

Hoạt động: Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Tại sao người ta sử dụng tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể?

2. Nêu vai trò của y học hạt nhân trong đời sống.

3. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của y học hạt nhân.

Hướng dẫn chi tiết:

1. Người ta sử dụng tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể vì: 

- Tia gamma có năng lượng cao, có thể xuyên qua cơ thể con người dễ dàng hơn so với các loại tia X khác.

- Tia gamma tương tác với các mô trong cơ thể theo cách khác nhau, tạo ra các hình ảnh chi tiết về mật độ và cấu trúc của mô từ đó giúp chẩn đoán các bệnh lí một cách chính xác hơn.

- Chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bằng tia gamma có độ phân giải cao, giúp phát hiện các tổn thương nhỏ trong cơ thể từ đó hỗ trợ chẩn đoán sớm các bệnh ung thư và các bệnh lý khác.

- Liều lượng tia gamma sử dụng trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp tương đối thấp, ít gây hại cho cơ thể. 

2. Vai trò của y học hạt nhân trong đời sống là: 

- Chẩn đoán bệnh:  

+ Chẩn đoán chức năng giúp đánh giá chức năng của các cơ quan trong cơ thể như tim, thận, gan,… 

+ Chẩn đoán invitro là sử dụng các đồng vị phóng xạ để đánh dấu các tế bào hoặc mô để nghiên cứu y học.

- Điều trị bệnh: 

+ xạ trị ( sử dụng tia phóng xạ để tiêu diệt tế bào ung thư) 

+ liệu pháp đồng vị phóng xạ ( sử dụng các đồng vị phóng xạ để điều trị các bệnh như cường giáp, ung thư tuyến giáp,..)

- Nghiên cứu khoa học: phát triển thuốc mới, nghiên cứu sinh học và y học.

3. Đánh giá các ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của y học hạt nhân như sau:

- Ưu điểm: chẩn đoán chính xác, điều trị hiệu quả, ít xâm lấn, đa dạng ứng dụng, tính đặc hiệu, tính linh hoạt ( chẩn đoán, điều trị, nghiên cứu khoa học)

- Nhược điểm: chi phí rất cao, có khả năng phơi nhiễm phóng xạ, nhu cầu về nhân lực có trình độ chuyên môn cao, máy móc thiết bị đắt đỏ.

- Cơ hội phát triển của y học hạt nhân: 

+ Các tiến bộ khoa học kĩ thuật giúp nâng cao hiệu quả, an toàn và giảm chi phí của các kĩ thuật y học hạt nhân;

+ Cải tiến kỹ thuật chẩn đoán và điều trị từ đó mở rộng ứng trọng trong y học.

+ Hợp tác quốc tế trong lĩnh vực y học hạt nhân giúp chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm phát triển các kĩ thuật mới.

Câu hỏi: 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.

Hướng dẫn chi tiết: