Bài 24. Công nghiệp hạt nhân trang 114, 115, 116 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Nhà máy điện hạt nhân có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng. Tuy vậy...

Câu hỏi:

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 điêm và nhược điểm gì?

Hướng dẫn giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

- Ưu điểm:

+ Hiệu quả cao: Nhà máy điện hạt nhân có khả năng sản xuất lượng điện lớn với lượng nhiên liệu tương đối nhỏ.

+ Giảm thiểu khí thải nhà kính: Không giống như các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nhà máy điện hạt nhân không thải ra khí CO2, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

+ Ít phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu: Nhiên liệu hạt nhân có thể được khai thác trong nước, giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu nhập khẩu.

+ Tạo ra việc làm: Việc xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tạo ra nhiều việc làm cho người lao động.

- Nhược điểm:

+ Rủi ro tai nạn: Tai nạn hạt nhân có thể gây ra thảm họa môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong thời gian dài.

+ Chất thải hạt nhân: Việc xử lý và lưu trữ chất thải hạt nhân là một vấn đề nan giải, cần được thực hiện an toàn trong hàng nghìn năm.

+ Chi phí đầu tư cao: Chi phí xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân cao hơn so với các nhà máy điện truyền thống.

+ Vấn đề an ninh: Khả năng khủng bố và tấn công mạng vào nhà máy điện hạt nhân là mối lo ngại lớn.

Câu hỏi:

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

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 giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

1. Nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng cạnh hồ, sông và bờ biển vì

- Nhu cầu nước làm mát: Quá trình sản xuất điện hạt nhân cần sử dụng một lượng lớn nước để làm mát lò phản ứng. Nước được lấy từ nguồn nước tự nhiên như hồ, sông hoặc biển, sau khi sử dụng sẽ được thải trở lại môi trường.

- Hệ thống an toàn: Nước cũng được sử dụng để dập tắt lò phản ứng trong trường hợp khẩn cấp.

- Hạ tầng giao thông: Vị trí gần sông hoặc biển thuận lợi cho việc vận chuyển nhiên liệu hạt nhân và các thiết bị cần thiết.

- Mật độ dân cư: Các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng ở khu vực có mật độ dân cư thấp để giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến con người trong trường hợp xảy ra sự cố.

2.Nguy cơ ảnh hưởng tới sức khoẻ con người và môi trường:

Sự cố tại lò phản ứng hạt nhân có thể gây ra nhiều nguy cơ nghiêm trọng cho sức khoẻ con người và môi trường, bao gồm:

- Đối với con người:

+ Phơi nhiễm phóng xạ: Gây ra các triệu chứng như buồn nôn, nôn, tiêu chảy, rụng tóc, suy giảm hệ miễn dịch, ung thư và tử vong.

+ Bệnh tim mạch: Do căng thẳng và lo lắng sau sự cố.

+ Bệnh tâm lý: Do ảnh hưởng tâm lý của sự cố.

- Đối với môi trường:

+ Ô nhiễm phóng xạ: Gây ô nhiễm đất, nước và không khí, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người trong thời gian dài.

+ Hủy diệt môi trường sống: Do sự cố có thể dẫn đến cháy nổ, hỏa hoạn, ảnh hưởng đến môi trường sống của các sinh vật.

+ Giảm đa dạng sinh học: Do ảnh hưởng của ô nhiễm phóng xạ.

Câu hỏi:

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 giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

1. Vai trò:

- Cung cấp năng lượng: Nhà máy điện hạt nhân đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho các hoạt động kinh tế, xã hội và đời sống con người.

- Giảm thiểu khí thải nhà kính: So với các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nhà máy điện hạt nhân không thải ra khí CO2, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

- Đảm bảo an ninh năng lượng: Diversifying energy sources and reducing dependence on imported fossil fuels.

2. Đánh giá:

Ưu điểm:

- Hiệu quả cao: Sản xuất lượng điện lớn với lượng nhiên liệu tương đối nhỏ.

- Ít phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu: Nhiên liệu hạt nhân có thể được khai thác trong nước.

- Tạo ra việc làm: Việc xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân tạo ra nhiều việc làm cho người lao động.

Nhược điểm:

- Rủi ro tai nạn: Tai nạn hạt nhân có thể gây ra thảm họa môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong thời gian dài.

- Chất thải hạt nhân: Việc xử lý và lưu trữ chất thải hạt nhân là một vấn đề nan giải, cần được thực hiện an toàn trong hàng nghìn năm.

- Chi phí đầu tư cao: Chi phí xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân cao hơn so với các nhà máy điện truyền thống.

- Vấn đề an ninh: Khả năng khủng bố và tấn công mạng vào nhà máy điện hạt nhân là mối lo ngại lớn.

Cơ hội phát triển:

- Phát triển lò phản ứng thế hệ mới: An toàn hơn, ít chất thải hơn và hiệu quả hơn.

- Nâng cao nhận thức cộng đồng: Giúp mọi người hiểu rõ hơn về năng lượng hạt nhân và các biện pháp an toàn.

- Hợp tác quốc tế: Chia sẻ kiến thức và kinh nghiệm trong việc xây dựng và vận hành nhà máy điện hạt nhân.

Câu hỏi:

Thảo luận và thực hiện các yêu câu sau:

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

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 giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

1. Tia gamma trong chụp ảnh phóng xạ cắt lớp:

- Tia gamma được sử dụng trong chụp ảnh PET (Positron Emission Tomography) và SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography).

- Tia gamma có khả năng xuyên qua cơ thể con người và tương tác với các tinh thể nhấp nháy trong máy dò.

- Tương tác này tạo ra tín hiệu ánh sáng được chuyển đổi thành hình ảnh 3D của các cơ quan bên trong cơ thể.

- Tia gamma có ưu điểm:

+ Khả năng xuyên thấu tốt

+ Dễ dàng phát hiện

+ Phù hợp cho chụp ảnh các cơ quan sâu trong cơ thể

2. Vai trò của y học hạt nhân:

- Chẩn đoán bệnh: Chụp ảnh PET, SPECT, X-quang,...

- Điều trị bệnh: Xạ trị ung thư, điều trị cường giáp,...

- Nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu về sinh học, sinh lý, bệnh học,...

3. Đánh giá y học hạt nhân:

Ưu điểm:

- Chính xác: Cung cấp hình ảnh chi tiết về chức năng và cấu trúc của các cơ quan trong cơ thể, giúp chẩn đoán bệnh chính xác hơn.

- Nhạy cảm: Phát hiện sớm các bệnh lý, đặc biệt là ung thư, giúp điều trị hiệu quả hơn.

- Tính đặc hiệu: Sử dụng các chất phóng xạ có thể nhắm mục tiêu cụ thể vào các tế bào hoặc mô bệnh lý, giúp điều trị hiệu quả và hạn chế tác dụng phụ.

- Tính linh hoạt: Có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực y khoa khác nhau như chẩn đoán, điều trị, nghiên cứu khoa học.

Nhược điểm:

- Chi phí cao: Máy móc và thiết bị y học hạt nhân đắt tiền.

- Phơi nhiễm phóng xạ: Mặc dù liều lượng thấp, nhưng vẫn có nguy cơ tiềm ẩn.

- Hạn chế về tính ứng dụng: Không phải tất cả bệnh lý đều có thể chẩn đoán và điều trị bằng y học hạt nhân.

Cơ hội phát triển:

- Phát triển các loại thuốc phóng xạ mới: An toàn hơn, hiệu quả hơn và có khả năng nhắm mục tiêu chính xác hơn.

- Cải tiến kỹ thuật chẩn đoán và điều trị: Nâng cao độ chính xác, hiệu quả và giảm thiểu liều lượng phóng xạ.

- Mở rộng ứng dụng trong y học: Chẩn đoán và điều trị nhiều bệnh lý hơn.

Câu hỏi:

Khi sử dụng máy xạ trị để chữa bệnh, tia phóng xạ có tác động lên các tế bào khỏe mạnh không? Hãy tìm thông tin về các triệu chứng của bệnh nhân sau khi xạ trị.

Hướng dẫn giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

- Tia phóng xạ trong xạ trị có thể ảnh hưởng đến cả tế bào ung thư và tế bào khỏe mạnh xung quanh.

- Một số triệu chứng phổ biến:

+ Mệt mỏi: Đây là triệu chứng thường gặp nhất, có thể kéo dài trong vài tháng sau khi xạ trị.

+ Rụng tóc: Rụng tóc có thể xảy ra ở khu vực được xạ trị.

+ Thay đổi da: Da có thể bị đỏ, rát, bong tróc, hoặc sẫm màu.

+ Buồn nôn và nôn: Tùy thuộc vào vị trí xạ trị, có thể gặp buồn nôn và nôn.

+ Viêm niêm mạc: Miệng, họng, thực quản có thể bị lở loét, gây khó nuốt.

+ Tiêu chảy: Có thể xảy ra, đặc biệt khi xạ trị vào vùng bụng.

+ Thay đổi chức năng tình dục: Có thể ảnh hưởng đến ham muốn và khả năng tình dục.

Câu hỏi:

Thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nêu vai trò của ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm

2. 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.

Hướng dẫn giải :

Vận dụng lý thuyết về công nghiệp hạt nhân

Lời giải chi tiết :

1. Vai trò:

- Công nghệ sinh học:

+ Gây đột biến gen: Tạo ra các giống cây trồng và vật nuôi có năng suất cao, chống chịu sâu bệnh tốt.

+ Chẩn đoán và điều trị bệnh: Sử dụng đồng vị phóng xạ để chẩn đoán và điều trị ung thư, các bệnh tim mạch,...

+ Nghiên cứu sinh học phân tử: Sử dụng đồng vị phóng xạ để theo dõi quá trình chuyển hóa trong cơ thể.

- Bảo quản thực phẩm:

+ Chiếu xạ thực phẩm: Diệt vi sinh vật, nấm mốc, côn trùng gây hại, giúp bảo quản thực phẩm lâu hơn.

+ Hạn chế nảy mầm: Ngăn chặn quá trình nảy mầm của các loại củ, quả.

+ Kiểm soát côn trùng: Diệt trừ côn trùng trong thực phẩm.

2. Đánh giá:

Ưu điểm:

- Hiệu quả cao: Mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống.

- An toàn: Liều lượng sử dụng được kiểm soát an toàn cho sức khỏe con người.

- Tiện lợi: Dễ dàng áp dụng và sử dụng.

- Tính ứng dụng rộng rãi: Có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau.

Nhược điểm:

- Chi phí cao: Máy móc và thiết bị sử dụng cho ứng dụng phóng xạ hạt nhân khá đắt tiền.

- Nguy cơ tiềm ẩn: Nguy cơ rò rỉ phóng xạ nếu không được kiểm soát an toàn.

- Nhận thức cộng đồng: Một số người còn e ngại về việc sử dụng ứng dụng phóng xạ hạt nhân.

Cơ hội phát triển:

- Phát triển các kỹ thuật mới: Nâng cao hiệu quả, an toàn và giảm chi phí.

- Nâng cao nhận thức cộng đồng: Giúp mọi người hiểu rõ hơn về lợi ích và an toàn của ứng dụng phóng xạ hạt nhân.

- Mở rộng ứng dụng: Áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghệ sinh học và bảo quản thực phẩm.