Bài 38. Phản ứng phân hạch

Trường THPT Hà Bắc
Báo cáo
chuyên đề của
tổ tự nhiên





Chuyên đề
Phản ứng phân hạch
Bom nguyên tử
nhà máy điện hạt nhân





Chuyên đề
Phản ứng phân hạch
Bom nguyên tử
nhà máy điện hạt nhân
Chú ý click vào các đoạn phim để xem
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1. Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng.
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền.
3 .Phản ứng phân hạch có điều khiển
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
Phản ứng phân hạch là gì?
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai m¶nh nhẹ hơn.
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
+ Cách thực hiện : bắn nơtrôn chậm vào hạt nhân(cì vµi Mev), hạt nhân chuyển lên trạng thái kích thích (không bền vững), vỡ ra thành hai mảnh.
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1 Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng.
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1 Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng.
1 hạt 235U phân hạch tỏa ra khoảng 210MeV.
1gam 235U phân hạch tỏa năng lượng bằng 8,5.1010J.
Tương đương sự tỏa nhiệt của 8,5 tấn than.
Hoặc 2 tấn dầu hỏa cháy hoàn toàn.
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
2 Phản ứng phân hạch dây chuyền.


Sau mỗi phân hạch có k nơtrôn sinh ra quay lại kích thích các hạt nhân 235U tạo nên những phân hạch mới
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
2 Phản ứng phân hạch dây chuyền.
k < 1 : PƯ PH dây chuyền kh«ng x¶y ra
k = 1 : PƯPH dây chuyền tự duy trì, NL phát ra không đổi theo thời gian.
k >1 : PƯPH dây chuyền tự duy trì, NL phát ra tăng nhanh gây bùng nổ. Khối lượng chất phân hạch phải là khối lượng tới hạn.
Thí dụ với U thì m = 15kg; với Pu thì m = 5kg.
ví dụ
Tính nhiệt lượng toả ra khi 1kg U 235 phân hạch hết? biết mỗi phân hạch toả ra 210Mev .để toả ra nhiệt lượng như vậy cần đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu dầu? biết 1kg dầu đốt cháy hết toả ra 3.107( J)
Giải
Nhiệt lượng toả ra từ 1kg U235 khi phân hạch là
Q=210.1,6.10-13.103 .6,023.1023/235
Q=8,61.1013(J)
Lượng dầu cần đốt để có nhiệt lượng như trên là:
M=8,61.1013/3.107
M= 2870000kg =2870 tấn
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
3 Phản ứng phân hạch có điều khiển (khi k = 1)
Thực hiện phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân
Dùng thanh điều khiển có chứa bo, cađimi để điều khiển cho k luôn bằng 1.
Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng được dùng để sản xuất điện năng trong nhà máy điện nguyên tử,
LÒ PHẢN ỨNG NƯỚC ÁP SUẤT CAO (PWR)
Nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện nguyên tử khác nhau ở điểm gì?
Nhà máy điện nguyên tử, làm sôi nước, dùng hơi nước làm quay tuốcbin giống như nhà máy nhiệt điện (than, dầu, khí tự nhiên). Điểm khác nhau là ở chỗ:
+ Nhiên liệu trong nhà máy nhiệt điện là nhiên liệu hoá thạch còn nhà điện nguyên tử sử dụng là Uranium
+ Vì năng lượng phát sinh do phản ứng phân hạch nên không cần oxy, chính vì thế mà hoàn toàn không thải ra các chất gây ô nhiễm môi trường như các loại khí CO2, NOx, SOx.
+Năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng rất lớn nên chỉ với một lượng nhỏ nhiên liệu mà vẫn thu được năng lượng lớn. Chi phÝ vËn chuyÓn thÊp 
Y95
I138
n
n
n
?-
U236
U235
n
?
Nhà máy điện nguyên tử được thiết kế an toàn tối ưu.
Có thể nói rằng một nửa nhà máy điện nguyên tử là các thiết bị an toàn. Do đó, chi phí cao .
Hơn nữa, trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành kiểm tra gắt gao ở từng công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng cũng khá dài.
Việt Nam nếu xây dựng sẽ cần khoảng 5 năm.
BOM NGUYÊN TỬ
Hoạt động: theo cơ chế phản ứng phân hạch k >1
BOM NGUYÊN TỬ
Litle boy-Quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới. dài 3,3 mét, đường kính 0,7 mét, nặng 4 tấn, có tên gọi là “Chú Nhóc Con” (Little Boy), “Lõi” của quả bom này là 1 kg Uranium với thành phần đồng vị U-235 chiếm trên 90%.
Quả bom này đã nổ ở Hiroshima (Nhật) vào ngày 6/8/1945 và gây ra cái chết cho hơn 20 vạn người. nó đã biến 92% thành phố Hiroshima thành gạch vụn và tro tàn
nhiều nạn nhân của vụ đánh bom Hiroshima và Nagasaki qua đời vì nhiễm độc phóng xạ, ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai của những người sống qua nó. Bệnh bạch cầu được truyền lại cho con cháu của những người sống sót.