Bài giảng môn Vật lí Lớp 12 - Bài 38: Phản ứng phân hạch (Bản hay)

Trừơng THPT Marie Curie – 2010-2011 
Giáo viên Lý : 
TH: BẠCH HUYỀN NAM PHƯƠNG 
LOP 12A1 
Cột khói của một vụ nổ bom nguyên tử 
Cảnh tan hoang của Hi- rô-si-ma sau vụ nổ bom nguyên tử (1945) 
BÀI 56: 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Bài 56:  PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
1. Sự phân hạch 
a) Sự phân hạch của urani 
	 Xét thí nghiệm của Han và Xtơ-ra-xman : dùng nơtron bắn vào urani . 
	 Kết quả thí nghiệm : hạt nhân urani vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn , đồng thời có một số nơtron được giải phóng , bay ra . 
Bài 56:  PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Dùng nơtron nhiệt có năng lượng 0,01 eV bắn vào , ta có phản ứng phân hạch : 
1. Sự phân hạch 
a) Sự phân hạch của urani 
Trong đó , và là hạt nhân có số khối A thuộc loại trung bình ( từ 80 đến 160) và hầu hết là hạt nhân phóng xạ . 
{k là số hạt nhân trung bình được sinh ra ( k = 1, 2, 3)} 
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn . 
Chỉ xét phản ứng phân hạch kích thích ( dùng nơtron chậm , có động năng dưới 0,1 eV ). 
Các hạt nhân có thể bị phân hạch : 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
1. Sự phân hạch 
Định nghĩa phản ứng phân hạch 
Phản ứng phân hạch là gì? 
Vd : Khi hấp thụ nơtron , hạt nhân chuyển sang trạng thái kích thích ( thành ), trạng thái này không bền vững , và kết quả là xảy ra phân hạch . 
	  Phương trình phân hạch : 
Bài 56:  PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
1. Sự phân hạch 
Định nghĩa phản ứng phân hạch 
Sau mỗi phản ứng , đều có hơn 2 nơtron ( k > 2) được phóng ra . 
Mỗi phân hạch đều giải phóng ra năng lượng lớn , còn gọi là năng lượng hạt nhân . 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Sự phân hạch : 
b) Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch 
HÃY NÊU NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH? 
Bài 56:  PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền : 
a) Định nghĩa : 
Các nơtron sinh ra sau mỗi phân hạch lại có thể bị hấp thụ bởi các hạt nhân ở gần đó , làm xảy ra phân hạch tiếp theo , và cứ thế , sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền . 
 Phản ứng phân hạch dây chuyền . 
Thế nào là phản ứng phân hạch dây chuyền? 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền 
b) Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền : 
Phụ thuộc vào số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi phân hạch ( còn gọi là hệ số nhân nơtron ) 
 k < 1	 
 k = 1	 
 k > 1	 
phản ứng dây chuyền không xảy ra . 
phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi , điều khiển được , xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân . 
dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian dẫn tới vụ nổ nguyên tử , không điều khiển được . 
Để giảm thiểu số nơtron bị mất vì thoát ra ngoài nhằm đảm bảo có k 1, thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải có một giá trị tối thiểu , gọi là khối lượng tới hạn 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
3. Lò phản ứng hạt nhân 
Trình bày nhiệm vụ, nhiên liệu và 
điều kiện hoạt động 
của lò phản ứng hạt nhân!!! 
 Nhiệm vụ : thực hiện phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì , có điều khiển . 
 Nhiên liệu : 
 Điều kiện hoạt động : dùng các thanh điều khiển có chứa Bo hay Cadimi , là các chất có tác dụng hấp thụ nơtron , để đảm bảo k = 1 
Thanh nhiên liệu 
Chất làm chậm 
Vỏ kim loại 
Lớp phản xạ nơtron bằng graphit 
Ống làm lạnh và tải nhiệt 
Thanh điều khiển 
Thành bảo vệ phóng xạ 
Đường ống làm thí nghiệm 
Sơ đồ lò phản ứng nơtron nhiệt 
4. Nhà máy điện hạt nhân : 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Vùng hoạt động của lò phản ứng 
Nước ( nóng ) 
Bơm 
Nước mát 
Bình lò phản ứng 
Hơi ( áp suất cao ) 
Tua bin 
Điện năng 
Máy phát điện 
Hơi ( áp suất thấp ) 
Lối vào của chất làm mát 
Bộ ngưng tụ hơi 
Lối ra của chất làm mát 
Nước ( áp suất thấp ) 
Nước ( áp suất cao ) 
Chu trình thứ hai 
Chu trình thứ nhất 
Bộ phận sinh hơi 
Sơ đồ đơn giản hoá của một nhà máy điện hạt nhân . 
Bộ phận chính : lò phản ứng hạt nhân . 
Chất tải nhiệt cung cấp nhiệt cho lò sinh hơi . 
Hơi nóng có áp suất cao làm chạy tua bin máy phát điện . 
Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Vùng hoạt động của lò phản ứng 
Nước ( nóng ) 
Bơm 
Nước mát 
Bình lò phản ứng 
Hơi ( áp suất cao ) 
Tua bin 
Điện năng 
Máy phát điện 
Hơi ( áp suất thấp ) 
Lối vào của chất làm mát 
Bộ ngưng tụ hơi 
Lối ra của chất làm mát 
Nước ( áp suất thấp ) 
Nước ( áp suất cao ) 
Chu trình thứ hai 
Chu trình thứ nhất 
Bộ phận sinh hơi 
CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN THEO DÕI