Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài: Bom nguyên tử. Nhà máy điện hạt nhân - Trường THPT Hà Bắc

Tr­êng THPT Hµ B¾c 
B¸o c¸o 
chuyªn ®Ò cña 
tæ tù nhiªn 
 Chuyªn ®Ò Ph¶n øng ph©n h¹ch 
Bom nguyªn tö 
nhµ m¸y ®iÖn h¹t nh©n 
 Chuyªn ®Ò Ph¶n øng ph©n h¹ch 
Bom nguyªn tö 
nhµ m¸y ®iÖn h¹t nh©n 
Chú ý click vào các đoạn phim để xem 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
1. Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng. 
2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. 
3 .Phản ứng phân hạch có điều khiển 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
Phản ứng phân hạch là gì? 
 Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai m ¶ nh nhẹ hơn. 	 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
+ Cách thực hiện : bắn nơtrôn chậm vào hạt nhân (cì vµi Mev ), hạt nhân chuyển lên trạng thái kích thích (không bền vững), vỡ ra thành hai mảnh. 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
1 Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng . 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
1 Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng. 
1 hạt 235 U phân hạch tỏa ra khoảng 210MeV. 
1gam 235 U phân hạch tỏa năng lượng bằng 8,5.10 10 J. 
Tương đương sự tỏa nhiệt của 8,5 tấn than. 
 Hoặc 2 tấn dầu hỏa cháy hoàn toàn. 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
2 Phản ứng phân hạch dây chuyền. 
Sau mỗi phân hạch có k nơtrôn sinh ra quay lại kích thích các hạt nhân 235 U tạo nên những phân hạch mới 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
2 Phản ứng phân hạch dây chuyền. 
k < 1 : PƯ PH dây chuyền kh«ng x¶y ra 
k = 1 : PƯPH dây chuyền tự duy trì, NL phát ra không đổi theo thời gian. 
 k >1	 : PƯPH dây chuyền tự duy trì, NL phát ra tăng nhanh gây bùng nổ. Khối lượng chất phân hạch phải là khối lượng tới hạn. 
	Thí dụ với U thì m = 15kg; với Pu thì m = 5kg. 
vÝ dô 
TÝnh nhiÖt l­îng to¶ ra khi 1kg U 235 ph©n h¹ch hÕt? biÕt mçi ph©n h¹ch to¶ ra 210Mev .®Ó to¶ ra nhiÖt l­îng nh­ vËy cÇn ®èt ch¸y hoµn toµn bao nhiªu dÇu? biÕt 1kg dÇu ®èt ch¸y hÕt to¶ ra 3.10 7 ( J) 
Gi¶i 
NhiÖt l­îng to¶ ra tõ 1kg U235 khi ph©n h¹ch lµ 
Q=210.1,6.10 -13 .10 3 .6,023.10 23 /235 
Q=8,61.10 13 (J) 
L­îng dÇu cÇn ®èt ®Ó cã nhiÖt l­îng nh­ trªn lµ: 
M=8,61.10 13 /3.10 7 
M= 2870000kg =2870 tÊn 
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 
II – NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH 
3 Phản ứng phân hạch có điều khiển (khi k = 1) 
Thực hiện phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân 
Dùng thanh điều khiển có chứa bo, cađimi để điều khiển cho k luôn bằng 1. 
Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng được dùng để sản xuất điện năng trong nhà máy điện nguyên tử, 
LÒ PHẢN ỨNG NƯỚC ÁP SUẤT CAO (PWR) 
 Nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện nguyên tử khác nhau ở điểm gì? 
Nhà máy điện nguyên tử, làm sôi nước, dùng hơi nước làm quay tuốcbin giống như nhà máy nhiệt điện (than, dầu, khí tự nhiên). Điểm khác nhau là ở chỗ: 
+ Nhiên liệu trong nhà máy nhiệt điện là nhiên liệu hoá thạch còn nhà điện nguyên tử sử dụng là Uranium 
+ Vì năng lượng phát sinh do phản ứng phân hạch nên không cần oxy , chính vì thế mà hoàn toàn không thải ra các chất gây ô nhiễm môi trường như các loại khí CO2, NOx, SOx. 
+Năng lượng nguyên tử là nguồn năng lượng rất lớn nên chỉ với một lượng nhỏ nhiên liệu mà vẫn thu được năng lượng lớn. Chi phÝ vËn chuyÓn thÊp   
Y95 
I138 
n 
n 
n 
 - 
U236 
U235 
n 
 
Nhà máy điện nguyên tử được thiết kế an toàn tối ưu. 
Có thể nói rằng một nửa nhà máy điện nguyên tử là các thiết bị an toàn. Do đó, chi phí cao . 
Hơn nữa, trong quá trình xây dựng, người ta tiến hành kiểm tra gắt gao ở từng công đoạn để đảm bảo an toàn nên thời gian xây dựng cũng khá dài. 
 Việt Nam nếu xây dựng sẽ cần khoảng 5 năm. 
BOM NGUYÊN TỬ 
Ho¹t ®éng: theo c¬ chÕ ph¶n øng ph©n h¹ch k >1 
BOM NGUYÊN TỬ 
Litle boy-Quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới. dài 3,3 mét, đường kính 0,7 mét, nặng 4 tấn, có tên gọi là “Chú Nhóc Con” (Little Boy), “Lõi” của quả bom này là 1 kg Uranium với thành phần đồng vị U-235 chiếm trên 90%. 
 Quả bom này đã nổ ở Hiroshima (Nhật) vào ngày 6/8/1945 và gây ra cái chết cho hơn 20 vạn người. nó đã biến 92% thành phố Hiroshima thành gạch vụn và tro tàn 
nhiều nạn nhân của vụ đánh bom Hiroshima và Nagasaki qua đời vì nhiễm độc phóng xạ, ảnh hưởng đến các thế hệ tương lai của những người sống qua nó. Bệnh bạch cầu được truyền lại cho con cháu của những người sống sót.