Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 38: Phản ứng phân hạch - Ôn Thị Huỳnh Anh

Ôn Thị Huỳnh Anh 
VAÄT LYÙ 12 
GIÁO VIÊN : 
Phaûn öùng phaân haïch 
Trường BC Châu Thành 
3. Phát biểu định luật phóng xạ 
1.Định nghĩa hiện tượng phóng xạ  
2.Có mấy dạng phóng xạ.Viết phương trình phóng xạ anpha  
Phóng xạ 
Phóng xạ là quá trình phân huỷ tự phát của hạt nhân không bền vững . Quá trình phân huỷ này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ . Hạt nhân tự phân huỷ gọi là hạt nhân mẹ , hạt nhân được tạo thành sau phân huỷ gọi là hạt nhân con 
Phương trình phóng xạ anpha : 
Số hạt nhân phân huỷ của một nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ 
Kiểm tra bài cũ 
Năng lượng của các phản ứng hạt nhân đã tạo nguồn năng lượng mới cho nhân loại . Những phản ứng hạt nhân nào đã được sử dụng ? Cách khai thác các nguồn năng lượng ấy ra sao? Bài học mới sẽ giúp chúng ta giải quyết vấn đề đó . 
Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đo ́ một hạt nhân nặng vơ ̃ thành hai mảnh nhe ̣ hơn . 
I. Cơ chế của phản ứng phân hạch 
1. Phản ứng phân hạch là gì ? 
C1/ Quá trình phóng xa ̣ α có phải là phân hạch không ? 
 Không phải là phân hạch 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
2. Phản ứng phân hạch kích thích 
Để tạo ra phản ứng phân hạch của hạt nhân X phải truyền cho X một năng lượng đủ lớn – giá trị tối thiểu của năng lượng này được gọi là năng lượng kích hoạt vào cở vài MeV. Phương pháp dễ nhất để truyền năng lượng kích hoạt cho hạt nhân X là cho một nơtron bắn vào X để X “bắt” nơtron đó. 
C2/ Tại sao không dùng proton thay cho notron? 
 Vì proton tích điện dương, chịu tác dụng lực đẩy do các hạt nhân tác dụng 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
Khi bắt nơtron hạt nhân X chuyển sang trạng thái kích thích kí hiệu X* trạng thái này không bền vững và kết quả xảy ra phân hạch 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
Sơ đồ phản ứng phân hạch 
Khi phân hạch hạt nhân X* vỡ thành hai mảnh kèm theo một vài nơtron phát ra 
Quá trình phân hạch hạt nhân X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X* 
n + X  X*  Y +Z + kn 
k là số notron sinh ra 
Y, Z là 2 hạt nhân sinh ra 
 C3/ Nêu đặc điểm của một phân hạch ? 
II.Năng lượng phân hạch 
Xét các phản ứng phân hạch U 235 sau đây 
1.Phản ứng phân hạch toả năng lượng 
Phản ứng phân hạch là phản ứng toả năng lượng , năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch . 
Một phân hạch Urani toả ra cỡ 200Mev 
1g U giải phóng năng lượng 8,5.10 10 J tương đương với 8,5 tấn than hoặc 2 tấn dầu hoả toả ra khi cháy hết 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
Bảng phân bố năng lượng giải phóng trong quá trình phân hạch 
Năng lượng giải phóng ngay khi phân hạch (trong 10 -14 s ) 
Động năng của các mảnh :167Mev 
Động năng của các nơtron:5Mev 
Động năng của các phôtôn: 6Mev 
Năng lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh 
Động năng của các êlectron: 8Mev 
Động năng của các gamma: 6Mev 
Tổng năng lượng toả ra 
204Mev 
Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là động năng của các mảnh 
C4/ Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch ở dạng nào? 
2.Phản ứng phân hạch dây chuyền 
Sự phân hạch hạt nhân U 235 có kèm theo sự giải phóng từ 2 đến 3 nơtron trung bình là 2,5 nơtron với năng lượng lớn, với P 239 là 3 n 
Các nơtron này có thể kích thích các hạt nhân khác phân hạch tạo nên phân hạch mới. Kết quả là các phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp tạo thành phản ứng dây chuyền 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
Mô tả phản ứng dây chuyền 
n 
n 
n 
n 
U 
n 
n 
n 
U 
n 
n 
n 
U 
U 
U 
U 
U 
Mô tả phản ứng dây chuyền 
k = 2 
U 
n 
U 
U 
U 
U 
U 
U 
C5/ Giả sử sau một lần phân hạch có k nơtron được giải phóng đến kích thích hạt nhân U 235 khác tạo nên những phân hạch mới thì sau n phân hạch số nơtron giaỉ phóng là bao nhiêu và gây ra bao nhiêu phân hạch? 
Sau n phân hạch liên tiếp số nơtron giải phóng là k n và kích thích gây ra k n phân hạch mới. 
Các trường hợp 
 k <1: 
Phản ứng dây chuyền tắt nhanh 
 k <1: 
 Phản ứng tự duy trì và năng lượng không đổi 
 k >1: 
Phản ứng tự duy trì và năng lượng tăng nhanh 
C6/ Để đạt k>1 cần có điều kiện gì? 
Muốn k>1 khối lượng chất phân hạch đạt giá trị giới 
hạn : U235 là 15kg , Pu là 5kg 
3. Phản ứng phân hạch có điều khiển 
Phản ứng phân hạch này được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân (ứng k=1 ) 
Để bảo đảm k=1 người ta dùng những thanh điều khiển có chứa bo hay cađimi. Nhiên liệu phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân thường là U 235 hay Pu 239 . 
Năng lượng phản ứng trong lò phản ứng không đổi theo thời gian t 
PHAÛN ÖÙNG PHAÂN HAÏCH. 
BAØI 38 
Lò phản ứng hạt nhân 
Nhaø maùy ñang hoaït ñoäng 
Moät nhaø maùy ñieän haït nhaân 
 CUÛNG COÁ 
CAÂU 1 : Tìm phaùt bieåu SAI sau ñaây veà tính chaát cuûa phaûn öùng phaân haïch : 
A 
B 
C 
D 
Laø phaûn öùng toûa naêng löôïng 
Xaûy ra do söï haáp thuï nôtron 
Chæ xaûy ra vôùi nguyeân töû 235 92 U 
Taïo ra hai haït nhaân coù soá khoái trung bình 
SAI 
SAI 
SAI 
 CUÛNG COÁ 
CAÂU 2 : Để tạo ra phản ứng hạt nhân có điều khiển cần phải: 
A 
B 
C 
D 
Tạo ra nhiệt độ cao trong lò (500 độ C) 
Chế tạo các lò phản ứng chứa nước áp suất cao 
Tạo nên một chu trình trong lò phản ứng 
Dùng những thanh điều khiển có chứa Bo hay Cd 
SAI 
SAI 
SAI 
 CUÛNG COÁ 
CAÂU 3 : Nh ữ ng ñieàu kieän caàn phaûi coù ñeå taïo neân phaûn öùng daây chuyeàn laø g ì ? ( Hãy chọn câu sai ) 
A 
B 
C 
D 
Sau mỗi lần phân hạch, số n giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1 
Lượng nhiên liêu phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền 
Nhiệt độ phải được đưa lên cao 
SAI 
SAI 
SAI 
Phải có nguồn tạo ra nơtron 
 CUÛNG COÁ 
A 
B 
C 
D 
Laø phaûn öùng toûa naêng löôïng 
Xaûy ra do söï haáp thuï nôtron 
Chæ xaûy ra vôùi nguyeân töû 235 92 U 
Taïo ra hai haït nhaân coù soá khoái trung bình 
RAÁT 
GIOÛI 
CAÂU 1 : Tìm phaùt bieåu SAI sau ñaây veà tính chaát cuûa phaûn öùng phaân haïch : 
CAÂU 2 
 CUÛNG COÁ 
A 
B 
D 
RAÁT 
GIOÛI 
CAÂU 2 : Để tạo ra phản ứng hạt nhân có điều khiển cần phải: 
Dùng những thanh điều khiển có chứa Bo hay Cd 
CAÂU 3 
Tạo ra nhiệt độ cao trong lò (500 độ C) 
Chế tạo các lò phản ứng chứa nước áp suất cao 
Tạo nên một chu trình trong lò phản ứng 
C 
 CUÛNG COÁ 
A 
B 
C 
D 
Sau mỗi lần phân hạch, số n giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1 
Lượng nhiên liêu phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền 
Nhiệt độ phải được đưa lên cao 
Phải có nguồn tạo ra nơtron 
RAÁT 
GIOÛI 
CAÂU 3 : Tìm phaùt bieåu SAI sau ñaây veà tính chaát cuûa phaûn öùng phaân haïch :