CHƯƠNG VII – BÀI 5: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

Bài học,Vật Lý 12,Vật Lý Phổ Thông Không có bình luận

I- Sự phân hạch:

Là hiện tượng một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn.

II- Phản ứng phân hạch kích thích:

1/ Định nghĩa:

Là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thu một neutron và chuyển sang trạng thái không bền vững, sau đó tự vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình (kèm theo một vài neutron phát ra).

n + X → X* → Y + Z + kn (k = 1,2,3)

- Quá trình phân hạch không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X* nên gọi là phản ứng phân hạch kích thích.
– Ví dụ: Sự phân hạch của hạt nhân U235:

1/ Neutron hấp thụ: Có hai loại neutron:

  • Neutron chậm (hay neutron nhiệt): là neutron có động năng dưới 0,1eV. Đồng vị dễ dàng phân hạch khi hấp thu neutron chậm.
  • Neutron nhanh: là neutron có động năng lớn hơn 1MeV. Đồng vị dễ dàng phân hạch khi hấp thu neutron nhanh.

- Neutron chậm dễ bị hấp thu hơn neutron nhanh.

3/ Đặc điểm của phản ứng phân hạch kích thích:

Phản ứng phân hạch kích thích sinh ra 2 đến 3 neutron và tỏa ra năng lượng khoảng 210MeV dưới dạng động năng của các hạt.

4/ Phản ứng phân hạch dây chuyền:

Nếu sau mỗi phân hạch, còn lại trung bình k neutron (k ≥ 1), thì sau n lần phân hạch liên tiếp số neutron được giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch mới.
– Vậy số neutron tăng lên rất nhanh theo cấp số nhân tạo ra phản ứng phân hạch dây chuyền, k được gọi là hệ số nhân neutron.

a/ Điều kiện về hệ số nhân neutron để phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra:

b/ Điều kiện về khối lượng chất phóng xạ để phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra:

- Muốn cho k ≥ 1 để phản ứng hạt nhân dây chuyền xảy ra thì khối lượng chất phân hạch:

  • Phải đạt một giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mth. (Với thì mth = 15kg; với plutoni mth = 5kg).
  • Phải đủ lớn để số neutron bị “bắt” nhỏ hơn nhiều so với số neutron được giải phóng.

5/ Phản ứng phân hạch có điều khiển:

Phản ứng này được thực hiện ở lò phản ứng hạt nhân, nhiên liệu phân hạch thường là U235 hay Pu239, hệ số nhân neutron trong lò phải giữ ở mức k = 1.

III- Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân:

1/ Cấu tạo lò phản ứng hạt nhân:

- Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân ở đó phản ứng được khống chế ở mức tới hạn k = 1), gồm những thanh nhiên liệu A (thường làm bằng hợp kim chứa U235 hay Pu239) , đặt trong chất làm chậm B và các thanh điều khiển C (chứa bo hay cađimi – những chất này có tác dụng hấp thụ neutron).

- Chất tải nhiệt.

- Lò sinh hơi D.

2/ Hoạt động của lò phản ứng:

- Năng lượng tỏa ra của phản ứng phân hạch chuyển thành nhiệt năng và truyền cho chất tải nhiệt.

- Chất tải nhiệt nhận năng lượng từ lò phản ứng tải qua lò sinh hơi D. Hơi nước được dùng để chạy turbin của máy phát điện.

- Khi số neutron trong lò tăng lên quá nhiều (k > 1), người ta cho các thanh điều khiển ngập sâu vào khu vực chứa nhiên liệu phân hạch để hấp thụ số neutron thừa. Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian.

3/ Ứng dụng:

- Nếu kỹ thuật an toàn được đảm bảo tốt thì lò phản ứng hạt nhân đượng dùng làm nhà máy điện nguyên tử rất tiện lợi vì có kích thước nhỏ, tiêu tốn rất ít nhiên liệu. Do đó cũng có thể đặt chúng lên máy bay, tàu thủy.

———————————————-

ỨNG DỤNG VẬT LÝ TRONG ĐỜI SỐNG

♦ Tại sao tia phóng xạ lại nguy hiểm cho sức khoẻ con người? ♦ Cách xử trí khi có sự cố phóng xạ? ♦ Làm giàu Uranium là gì? Tại sao phải làm giàu Uranium? Công nghệ làm giàu Uranium?

———————————————-

TƯ LIỆU

♦ Thảm họa hạt nhân Chernobyl (Ukraina) ♦ Thảm họa hạt nhân Fukushima (Nhật Bản) ♦ Kế hoạch xây dựng nhà máy điện hạt nhân của Việt Nam.

Chia sẻ

Leave a Comment

Chú ý khi viết bài:
- Viết bài nhớ gõ dấu tiếng việt (không có vietkey cũng gõ được)!
- Sử dụng nút omega để hiện khung gõ công thức toán học, sau đó copy code có dạng "[MAT]...[/MAT]" vào bài comment.
- Nhớ xem kỹ lại bài trước khi gửi

*