VL12

THẢM HỌA TỰ NHIÊN NHẬT BẢN 7/12/2011
Động đất mạnh nhất Nhật Bản (Vành đai lửa Thái Bình Dương)
Lúc 14:46:23, 11 tháng 3 năm 2011 (tức 05:46 UTC), kéo dài 6 phút
Cường độ 9,1  MW (~ 0,8 tỉ tấn TNT ; 3,3.1018J)
Độ sâu tâm chấn 32 km, cách bờ biển phía Đông bán đảo Oshika, Tōhoku 72 km
Tổng thiệt hại đến 235 tỉ $
Sóng thần cao nhất 38.5 m
tiến sâu hơn 10km
Thương vong 15.854 người thiệt mạng,
9.677 người bị thương và 3.155 người mất tích tại 18 tỉnh của Nhật Bản và hơn 125.000 công trình nhà ở bị hư hại hoặc phá hủy hoàn toàn
Ít nhất 3 vụ nổ lò phản ứng do rò rỉ khí hydro đã xảy khi hệ thống làm mát bị hỏng. Phải sơ tán 80 km cách nhà máy điện hạt nhân Fukushima I và II.
NƯỚC NHẬT TRƯỚC & SAU THẢM HỌA
THẢM HỌA KÉP ĐiỆN HẠT NHÂN FUKUSHIMA – JAPAN 2011
THẢM HỌA BOM NGUYÊN TỬ NHẬT BẢN 1945
Hình ảnh các loại vũ khí - bom nguyên tử
Cảnh hoang tàn, chết chóc, sau vụ ném bom nguyên tử xuống 2 thành phố Hidroshima và Nagashaki tháng 8 năm 1945
Julius Robert Oppenheimer
(1904-1967)
Ottô Han (Otto Hahn)
1879-1968
BOM NGUYÊN TỬ & THUNG LŨNG SILICON
Silicon Valley, San Jose, California
SỰ PHÂN HẠCH.
NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
URANIUM & LÀM GIÀU
Trong các đồng vị có thể phân hạch khi hấp thụ nơtrôn chậm, đáng chú ý nhất là đồng vị U235 và plutôni Pu239.
Urani thiên nhiên là hỗn hợp của 3 đồng vị: U238 chiếm 99,27%, U235 chiếm 0,72% và U234 chiếm 0,01%. Đồng vị U 235 dễ bị phân hạch nhất.
Việc tách riêng U235 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 lên vài hoặc vài chục phần trăm. Khối lượng tới hạn từ vài tấn đến vài chục tấn.
URANIUM & LÀM GIÀU
I. Hạt nhân & Sự phân hạch hạt nhân nặng
I. Hạt nhân & Sự phân hạch hạt nhân nặng
Là hiện tượng một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vở thành hai hạt nhân có số khối trung bình.
I. Sự phân hạch
Sự phân hạch là gì ?
Nó được tìm ra khi nào?
Nó được ứng dụng để làm ?
Sự phân hạch là một trong hai loại phản ứng tỏa năng lượng được phát hiện ngay trước đại chiến thứ hai.
Trong chiến tranh dùng để tạo bom nguyên tử .
Trong thời bình dùng sản suất điện trong nhà máy điện nguyên tử.
Sự phân hạch có 2 đặc điểm sau :
Tỏa ra năng lượng rất lớn
Sinh ra một số nơtron(2 hoặc 3 nơtron )
Phản ứng
II. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
k = 2
Nếu k > 1: phản ứng dây truyền vượt hạn, không kiểm soát được. Dùng chế tạo Bom nguyên tử
II.Phản ứng hạt nhân dây chuyền
Nếu k = 1: phản ứng dây truyền tới hạn, kiểm soát được. Dùng làm lò phản ứng hạt nhân.
Nếu k < 1: phản ứng dây truyền không xảy ra.
Muốn có k ? 1 thì khối lượng urani phải là m ? mh ; với mh gọi là khối lượng tới hạn.
Trong phản ứng phân hạch, có một số nơtrôn sinh ra bị mất mát do nhiều nguyên nhân. Nhưng nếu sau mỗi phản ứng, còn lại trung bình k nơtrôn tiếp tục gây ra phân hạch (k ? 1) thì số phân hạch tăng lên rất nhanh tạo ra phản ứng dây chuyền.
k được gọi là hệ số nhân nơtrôn.
II. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
Mỗi phân hạch chỉ toả ra năng lượng 200MeV = 3,2.1011J . Mỗi 1g U235 chứa 2,5.1021 hạt nhân nên khi phân hạch hết sẽ cho năng lượng rất lớn bằng 8.1010J (~ 22.000kWh)
Khi k>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).

Dựa trên cơ chế này, con người đã sử dụng
Nguồn năng lượng nguyên tử dùng để chế
tạo bom nguyên tử và nhà máy điện nguyên
tử

Lá thư mở màn thời đại nguyên tử
Các đoạn phim tư liệu nói về các vụ nổ bom nguyên tử.
Sự công phá dữ dội của nó.
SỰ PHÂN HẠCH. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
I. Sự phân hạch
II.Phản ứng hạt nhân dây chuyền
III. Nhà máy điện nguyên tử
1. Cấu tạo.
2. Hoạt động.
Hình ảnh minh họa.
Hình ảnh minh họa.
IV.Bài tập
Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân ở đó phản ứng được khống chế ở mức tới hạn (k=1) gồm :
1. Cấu tạo.
III. Nhà máy điện nguyên tử
Lò phản ứng
Chất tải nhiệt
Lò sinh hơi
Turbine phát điện
Hệ thống
nước làm mát
III. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
Những thanh nhiên liệu
hạt nhân làm bằng hợp kim
chứa urani đã làm giàu.
Chất làm chậm (nước nặng
D2O).
Các thanh điều chỉnh (hấp
thụ nơtrôn mà không phân
hạch). Khi lò hoạt động thì
các thanh điều chỉnh tự động
giữ độ cao sao cho k=1.
1. Cấu tạo:
SỰ PHÂN HẠCH. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
I. Sự phân hạch
II.Phản ứng hạt nhân dây chuyền
III. Nhà máy điện nguyên tử
1. Cấu tạo.
2. Hoạt động.
Hình ảnh minh họa.
Hình ảnh minh họa.
IV.Bài tập
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.
2. Hoạt động.
SỰ PHÂN HẠCH. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
I. Sự phân hạch
II.Phản ứng hạt nhân dây chuyền
III. Nhà máy điện nguyên tử
1. Cấu tạo.
2. Hoạt động.
Hình ảnh minh họa.
Hình ảnh minh họa.
IV.Bài tập

Các nhà máy điện nguyên tử trên thế giới

III. 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% U235).
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
A
B
C
D
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
CÂU 2 : Phản ứng hạt nhân dây truyền là 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
A
B
C
D
Có hệ số nhân nơtron s>1
Của hệ vượt hạn
Của hệ tới hạn
Thỏa bất kỳ điều nào ở A,B,C
SAI
SAI
SAI
BÀI TẬP CỦNG CỐ
A
B
C
D
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 :
CÂU 2
BÀI TẬP CỦNG CỐ
A
B
C
D
CÂU 2 : Phản ứng hạt nhân dây truyền là phản ứng phân hạch :
Có hệ số nhân nơtron s>1
Của hệ vượt hạn
Của hệ tới hạn
Thỏa bất kỳ điều nào ở A,B,C