Bai 60 Su phan hach Nha may dien nguyen tu

KIỂM TRA BÀI CŨ:
Cho phản ứng hạt nhân:
A + B  C + D
Định nghĩa phản ứng hạt nhân toả năng lượng ?
Những loại phản ứng hạt nhân nào có thể tỏa năng lượng ?
Tiết 88:
SỰ PHÂN HẠCH.
NHÀ MÁY ĐIỆN
NGUYÊN TỬ




Ottô Han (người Đức-nobel hoá năm 1944) và meiner (người Đức gốc Do Thái) là những người đầu tiên tìm ra sự phân hạch
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
Hỏi: Thế nào là sự phân hạch?
S? phõn h?ch l� hi?n tu?ng m?t h?t nhõn (lo?i r?t n?ng) h?p th? m?t notrụn r?i v? th�nh 2 h?t nhõn trung bỡnh.
H?i: Di?u ki?n d? s? phõn h?ch x?y ra ?
Notrụn ch?m, cú d?ng nang < 0,1eV d? b? h?p th? hon notrụn nhanh.
Nờu phõn h?ch c?a U 235 v� d2 s? phõn h?ch?

V?i X, X`: cỏc h?t nhõn trung bỡnh (A t? 80 d?n 160; Z t? 30 d?n 64) v� k=2 ho?c 3 : s? notrụn sinh ra.
Nang lu?ng to? ra c? 200 Mev( d?ng nang X,X` l� ch? y?u)

















Phản ứng phân hạch U235
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
Một phần số nơtrôn sinh ra bị mất mát vì nhiều nguyên nhân, nhưng nếu sau mỗi phân hạch, vẫn còn lại trung bình s nơtrôn, mà s>=1, thì s nơtrôn này đập vào các hạt nhân U 235 khác, lại gây ra s phân hạch, sinh ra s2 nơtrôn rồi s3, s4… nơtrôn.
Số phân hạch tăng rất nhanh trong một thời gian ngắn: ta có phản ứng hạt nhân dây chuyền.
s: gọi là hệ số nhân nơtrôn.
n
n
n



Hỏi: Theo em hiểu thế nào là phản ứng dây chuyền? Trong hoá học phản ứng cháy có phải là PƯ dây chuyền không?

n
U
n
n
n
U
n
n
n
U
U
U
U
U
Hỏi: Nếu s=2 thì số phân hạch tăng theo quy luật nào?
s = 2

Hỏi: Tính gần đúng năng lượng toả ra (kwh) khi 1 gam U235 phân hạch hoàn toàn?
Mỗi phân hạch chỉ toả ra năng lượng 200MeV = 3,2.1011J nhưng 1 gam U 235 chứa tới 2,5.1021 hạt nhân nên khi phân hạch sẽ cho năng lượng rất lớn, bằng 8.1010J tương đương 22.000kWh.
Vậy ý nghĩa của hệ số nhân nơtrôn(s) là gì?
Khi s>1:Hệ thống gọi là vượt hạn: ta không khống chế được phản ứng dây chuyền, năng lượng toả ra có sức tàn phá dữ dội (trường hợp bom nguyên tử).
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
Khi s=1, hệ thống gọi là tới hạn: phản ứng dây chuyền tiếp diễn nhưng không tăng vọt, năng lượng tỏa ra không đổi và có thể kiểm soát được (chế độ hoạt động của lò phản ứng hạt nhân).
Khi s<1, hệ thống gọi là dưới hạn: phản ứng dây chuyền không xảy ra.
Hỏi:Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra?
Điều kiện là S  1
Hỏi:Điều kiện để s1 là gì ?
Để s1 khối lượng U 235 phải đạt tới một giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mh.
Vậy tại sao để phản ứng dây chuyền xảy ra
lại cần điều kiện m  mh
Xét 1 khối Urani hình cầu bán kính R. Giả sử trong 1 đơn vị thể tích có có a nơtrôn sinh ra trong 1 s thì số nơtrôn sinh ra trong 1s ở toàn khối là n1 =
Gọi b là số nơtrôn thoát ra khỏi 1 đơn vị diện tích bề mặt trong 1s thì số nơtrôn mất đi là
n2 =
Tỷ số n1/n2= Ra/3b càng có lợi cho p.ứng phát triển nếu R lớn tức là khối lượng U càng lớn
Urani càng giàu thì a càng lớn; Rmin càng nhỏmh càng nhỏ (càng dễ gây nổ nếu tích trữ nhiều)

BOM NGUYÊN TỬ (little boy + fat Man)
Mỹ ném xuống Hiroshima và Nagasaki 8.1945
Julius Robert Oppenheimer
(1904–1967) là cha đẻ của bom nguyên tử)
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
Trong các đồng vị có thể phân hạch khi hấp thụ nơtrôn chậm, đáng chú ý nhất là đồng vị U 235 và plutôni Pu 239.
Urani thiên nhiên là hỗn hợp của 3 đồng vị: U 238 chiếm 99,27%, U 235 chiếm 0,72% và U 234 chiếm 0,01%. Đồng vị U 235 dễ bị phân hạch nhất.
Việc tách riêng U 235 rất công phu, tốn kém, nên các lò phản ứng hạt nhân thường dùng Urani thiên nhiên đã làm giàu, tức là qua chế biến, đã tăng tỷ lệ U235 lên vài hoặc vài chục phần trăm. Khối lượng tới hạn từ vài tấn đến vài chục tấn tuỳ tỷ lệ làm giàu cao hay thấp.
II. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
Hỏi: Đọc SGK và nêu cấu tạo của lò phản ứng hạt nhân? tác dụng của bộ phận A,C
Bơm
Nước
Hơi đi tới tuabin
II. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
A : những thanh nhiên liệu hạt nhân làm bằng hợp kim chứa urani đã làm giàu.
B : chất làm chậm (nước nặng D2O,than chì…).
C : các thanh điều chỉnh (hấp thụ nơtrôn mà không phân hạch như Bo,cadimi).
Khi lò hoạt động thì các thanh điều chỉnh tự động giữ độ cao sao cho s=1.
Phản ứng phân hạch tỏa ra năng lượng dưới dạng động năng của các mảnh hạt nhân và các hạt khác, động năng này chuyển thành nhiệt, nhờ chất tải nhiệt cung cấp nhiệt cho lò sinh hơi, hơi nước làm chạy tua bin phát điện.
II. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
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).
Sau vụ nổ ở Chernobyl-Ukraina
Nhà máy điện hạt nhân ở Pháp
Củng cố bài
Câu 1 Hãy chọn câu phát biểu đúng
1) Phóng xạ cũng là sự phân hạch vì nó toả năng lượng
2) Phần lớn năng lượng toả ra trong phân hạch là năng lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh (e- ,gamma..)
3) Các hạt nhân sinh ra trong sự phân hạch đều là phóng xạ nên sự phân hạch dây chuyền gây ra nguy hiểm phóng xạ
4) Plutôni (Pu) là chất không thể phân hạch được
Câu 2 Hãy chọn câu phát biểu sai
1) Khi hạ thấp các thanh điều chỉnh trong lò PƯ HN thì s giảm
2) Khi nơtrôn va chạm vào các hạt nhân của chất làm chậm thì chúng mất dần động năng và bị chậm lại
3) Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra với U235 thì cần tăng nhiệt độ của nó lên cao
4) Để sự phân hạch dễ xảy ra thì nơtrôn phải là chậm
Các vấn đề trọng tâm
1) Định nghĩa, đặc điểm, điều kiện sự phân hạch?
2) Phản ứng phân hạch dây chuyền là gì ? Điều kiện để nó xảy ra?
3) Cấu tạo của lò phản ứng hạt nhân của nhà máy điện nguyên tử ?
Bài tập
U235 có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau, một phản ứng phân hạch của U 235:

Cho NA = 6,02.1023 mol-1.
Hỏi 1g U235 phân hạch hoàn toàn toả ra bao nhiêu năng lượng? Tính khối lượng xăng tương đương, biết năng suất toả nhiệt của xăng là 46.106 J/Kg.
Về nhà:
Đề nghị các em:
1) Học bài cũ+ làm bài 9.14; 9.19 trong SBT
2) Đọc trước bài mới

1) Bom Little boy thả xuống Hiroshima ngày 6.8.1945 (lõi bằng U235)bởi phi đội bay B29 , gồm 12 người.Có sức công phá tương đương 16 nghìn tấn thuốc nổ TNT,giết chết 140 nghìn người. Bom nặng 4,63 tấn,dài 3,25 m
2) Bom fat man thả xuống Nagasaki ngày 9.8.1945 (lõi bằng Plutôni 239), sức công phá tương đương 21 nghìn tấn TNT,hơn 40 nghìn người chết. Fat man to gấp 2 lần Little boy nhưng khối lượng bằng 10% Little boy
3) Vụ nổ nguyên tử Chernobyl ngày 26.4.1986 phát ra lượng phóng xạ gấp 400 lần quả bom ném xuống Hiroshima(56 người chết ngay,hơn 200 nghìn người chết sau đó)
4)Năm 2015 nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở VN xây dựng tại Ninh Thuận ( kinh phí 3,4 tỷ đô la)
5) Bom hạt nhân có tên Sa Hoàng của Liên xô có sức công phá lớn nhất (tương đương 54 triệu tấn TNT)
1) Muốn cho hiện nội dung mỗi slide ngay lập tức(không theo tuần tự từng mục):slide show/set up show/Trong show option chọn without animation
2) Muốn hiện chế độ view show chỉ ở 1 số slide nhất định ta vào slide show/set up show/chọn số slide from… to….
3) Để tự động trình chiếu: slide show/slide transition/chọn automatically after và chọn thời gian tự động để chuyển slide(tính bằng giây)/chọn apply to all slide để áp dụng cho tất các slide
4) Tăng độ phân giải(độ nét cho slide):slide show/ set up show/trong hộp slide show resolution chọn 800x600(ngầm định là độ phân giải hiện tại)
5) Cũng trong hộp thoại sety up show nếu chọn using timings, is present thì khi đang ở slide cuối nó sẽ tự động thoát
6) Muốn hiện thời gian trình chiếu từng slide và toàn bộ các slide ta vào slide show/rehearse timings
7)Nếu chỉ muốn hiện một số slide nào đó:slide show/custom show/new/chọn slide muốn hiện/ấn add
8) Muốn ẩn 1 slide hiện hành ta vào slide đó rồi chọn slide show/hide slide