Bài 38. Phản ứng phân hạch

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT




HÌNH ẢNH HOANG TÀN CỦA HI-RÔ-SI-MA (NHẬT) SAU VỤ NỔ BOM NGUYÊN TỬ (1945)
HẬU QUẢ CỦA BOM NGUYÊN TỬ

PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I . Cơ chế của phản ứng phân hạch
1.Phản ứng phân hạch là gì
2.Phản ứng phân hạch kích thích
II . Năng lượng phân hạch
1.Phản ứng phân hạch toả năng lượng
2.phản ứng phân hạch dây chuyền
3.phả ứng phân hạch có điều khiển

Bài 38
NỘI DUNG CHÍNH


PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH


PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I . Cơ chế của phản ứng phân hạch
1 . Phản ứng phân hạch là gì ?
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn

2 . Phản ứng hạt nhân kích thích
Phải truyền cho hạt X một năng lượng đủ lớn,giá trị tối thiểu này gọi là năng lượng kích hoạt cỡ vài MeV
Phương pháp: Bắn nơtron vào hạt X , X chuyển sang trạng thái kích thích và xảy ra phân hạch

Bài 38

SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
( K = 1, 2 ,3 )
2 . Phản ứng hạt nhân kích thích
II . NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1 Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng.




Năng lượng phân hạch là năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch.




Năng lượng toả ra trong phản ứng gọi là năng lượng phân hạch
Bảng phân bố của NL giải phóng trong
quá trình phân hạch của một hạt nhân U
Năng lượng giải phóng ngay khi phân hạch (trong 10-4s)
Năng Lượng tỏa ra do phóng xạ của các mảnh
Tổng NL tỏa ra
ĐN của các mảnh : 167MeV
ĐN của các nơtrôn : 5MeV
ĐN của các prôtôn : 6Mev
ĐN của các gamma : 6MeV
ĐN của các nơtrinô : 12Mev
ĐN của các êlectron : 8MeV
204MeV
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
2. phản ứng phân hạch dây chuyền
* Mỗi sự phân hạch có kèm theo sự giải phóng 2,5 nơtron (tínhTB)

* Các nơtron này có thể kích thích các hạt nhân khác của chất phân hạch tạo nên những phản ứng mới kết quả là các phản ứng xảy ra liên tiếp tạo thành 1 phản ứng 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, sau n lần phân hạch có nơtrôn giải phóng và tạo ra phân hạch mới.


SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN




II. NĂNG LƯƠNG PHÂN HẠCH
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền
Đặc điểm:
- Nếu k < 1: PƯPH dây chyền tắt nhanh
- Nếu k = 1: PƯPH dây chuyền tự duy trì năng lượng phát ra không đổi theo thời gian
- Nếu k > 1: PƯPH dây chuyền tự duy trì năng lượng phát ra tăng nhanh va có thể gây nên bùng nổ ( như bom nguyên tử.)
Điều kiện:

* k  1 ( m  mth ) Muốn thế khối lượng chất phân hạch phải đủ lớn khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng duy trì được trong đó gọi là khối lượng tới hạn (mth).

VD: Với 235U: mth = 15kg; Với 239Pu: mth = 5kg

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,
Với lò phản ứng vừa phải có thể đặt lên máy bay, hay tàu thủy.



Bơm
Nước
Hơi đi tới tuabin
SƠ ĐỒ NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
Năng lượng toả ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian



Nhiều nhà máy điện nguyên tử đã được xây dựng ở các nước công nghiệp.

Trên 35% tổng điện năng sản xuất hàng năm ở Pháp, Thụy Điển, Phần Lan…

Trên 30% ở Nhật. Trên 12% ở Mỹ.

Nước ta có một lò phản ứng hạt nhân nhỏ ở Đà Lạt, dùng để nghiên cứu khoa học và sản xuất đồng vị phóng xạ (công suất 500kW, có 89 thanh nhiên liệu là hợp kim chứa Urani đã làm giàu tới 36% U 235).
EM CÓ BIÊT ?
BÀI TẬP CỦNG CỐ
CÂU 1 : Tìm phát biểu SAI sau đây về tính chất của phản ứng phân hạch :
30s
29s
28s
27s
26s
25s
24s
23s
22s
21s
20s
19s
18s
17s
16s
15s
14s
13s
12s
11s
10s
09s
08s
07s
06s
05s
04s
03s
02s
01s
00s
Là phản ứng tỏa năng lượng
Xảy ra do sự hấp thụ nơtron
Chỉ xảy ra với nguyên tử 235 92U
Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình
SAI
SAI
SAI
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Là phản ứng tỏa năng lượng
Xảy ra do sự hấp thụ nơtron
Chỉ xảy ra với nguyên tử 235 92U
Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình
CÂU 1 : Tìm phát biểu SAI sau đây về tính chất của phản ứng phân hạch :
BÀI TẬP CỦNG CỐ
CÂU 2 : Phản ứng phân hạch phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng

30s
29s
28s
27s
26s
25s
24s
23s
22s
21s
20s
19s
18s
17s
16s
15s
14s
13s
12s
11s
10s
09s
08s
07s
06s
05s
04s
03s
02s
01s
00s
Động năng của các nơtron
Động năng của các prôtôn
Động năng của êlectron
Động năng của các mảnh
SAI
SAI
SAI
BÀI TẬP CỦNG CỐ
CÂU 2 : Phản ứng hạt nhân phân hạch phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng
Động năng của các nơtron
Động năng của các prôtôn
Động năng của các êlectron
Động năng của các mảnh
Phân hạch là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình ( kèm theo một vài nơ trôn phát ra).
Phân hạch của 235U dưới tác dụng của một nơ trôn tỏa ra NL vào cỡ 200MeV và được duy trì theo quá trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng u đủ lớn). Các sản phẩm của phân hạch là những hạt nhân chứa nhiều nơ tron và phóng xạ bê ta trừ.
Phản ứng phân hạch dây chuyền có điều khiển được tạo ra trong lò phản ứng.
Làm bài tập 4 ,5 ,6 Trang198 SGK
Bài 38 trong sách bài tập
NỘI DUNG BÀI HỌC

Phản ứng toả hay thu năng lượng , tính năng lượng toả ra (hay thu vào) Cho biết khối lượng của các hạt
CHO PHẢN ỨNG
BÀI TOÁN

W = {1,00866+234,99332 -(138,89700 +93,89014 + 3 . 1,00866)}.931,5 MeV = 175,923 MeV

KẾT QUẢ BÀI TOÁN
Là phản ứng toả năng lượng