Bài giảng Vật lý 12 - Bài 39: Phản ứng nhiệt hạch

39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCHI – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH1. Phản ứng nhiệt hạch là gì?a/. Đinh nghĩa: Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn .Thường chỉ xét các hạt nhân có số A≤10.Hãy nhắc lại định nghĩa phản ứng phân hạch?Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 mãnh nhẹ hơn.b/. Ví dụ về phản ứng nhiệt hạch :MÔ TẢ QUÁ TRÌNH NHIỆT HẠCH39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCHPhản ứng trên tỏa năng lượng:Wtỏa = 17,6MeV/1 hạt nhânHãy tìm ra kết quả này dựa vào các số liệu cho trong bảng ở cuối sách 2. Điều kiện thực hiện.Để phản ứng nhiệt hạch xảy ra thì nó tuân theo những điều kiện nào?Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ. Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn  Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn .39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCHII – NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCHNăng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1g C.39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCHHiểu theâm Phaûn öùng phaûi thöïc hieän ôû nhieät ñoä raát cao (haøng chuïc, haøng traêm trieäu ñoä), neân coøn goïi laø phaûn öùng nhieät haïch, vì chæ ôû nhieät ñoä cao caùc haït nhaân nheï môùi coù ñoäng naêng ñuû lôùn ñeå thaéng löïc ñaåy Colomb vaø tieán laïi gaàn nhau ñeán möùc löïc haït nhaân taùc duïng vaø keát hôïp chuùng laïi. Trong thieân nhieân coù toàn taïi nhöõng phaûn öùng nhieät haïch. Nguoàn goác cuûa naêng löôïng Maët Trôøi laø do caùc phaûn öùng nhieät haïch vì trong loøng Maët trôøi coù nhieät ñoä raát cao, cho pheùp caùc phaûn öùng nhieät haïch xaûy ra	Chaúng haïn: Maët trôøi coù coâng suaát böùc xaï leân tôùi laø 3,8.1026W do söï taïo thaønh haït nhaân Heli töø caùc haït nhaân Hidro Hãy tìm ra những ưu điểm và nhược điểm của phản ứng nhiệt hạch?Ưu điểm:* Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn. _ Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao* Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào. * Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trườngNhược điểm: Điều kiện thực hiện khó khăn hơn: Nhiệt độ rất caoVậy: _ Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn.Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch_ Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào._ Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường.Con ngöôøi cuõng thöïc hieän ñöôïc phaûn öùng nhieät haïch döôùi daïng khoâng kieåm soaùt ñöôïc, ví duï söï noå cuûa bom khinh khíMoät muïc tieâu quan troïng cuûa vaät lyù laø thöïc hieän phaûn öùng nhieät haïch döôùi daïng kieåm soaùt ñöôïc, naêng löôïng toûa ra khi ñoù seõ duøng phuïc vuï cho cuoäc soáng con ngöôøiLyù do khieán con ngöôøi quan taâm ñeán naêng löôïng nhieät haïch:Nhieân lieäu taïo naêng löôïng nhieät haïch haàu nhö voâ taän: ñoù laø ñôteâri vaø triti coù raát nhieàu treân Traùi ñaát (trong nöôùc soâng, bieån)Veà maët sinh thaùi, phaûn öùng nhieät haïch “saïch” hôn phaûn öùng phaân haïch vì ít coù böùc xaï hay caën baõ phoùng xaï laøm oâ nhieãm moâi tröôøng III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤTĐây là phần giảm tảiCủng cố * Phản ứng nhiệt hạch là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn. * Thực tế chỉ quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch tạo nên Hêli * Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch : * Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ.* Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao. * Năng lượng nhiệt hạch trên trái đất, với những ưu việt không gây ô nhiễm và nguyên liệu dồi dào sẽ là nguồn năng lượng của thế kỉ XXI	Câu 1: Điều nào sau đây là đúng khi nói về phản ứng nhiệt hạch?Chỉ xẩy ra ở nhiệt độ rất caoB. Phản ứng nhiệt hạch là một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượngC. Hiện nay, phản ứng nhiệt hạch không thể kiểm soát đượcD. Tất cả đều đúng.D. Tất cả đều đúng.Câu 2: Nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì năng lượng toả ra bởi phản ứng phân hạch A. Bằng với phản ứng nhiệt hạch.B. Lớn hơn phản ứng nhiệt hạch.C. Nhỏ hơn phản ứng nhiệt hạch .D. Không so sánh được. C. Nhỏ hơn phản ứng nhiệt hạch .Các em biết người ta ứng dụng rộng rãi nhất là làm gì không ?CHẾ BOMĐiều ứng dụng đầu tiên là chế bom HIII – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤTEm hãy xem một đoạn phim ngắn và hãy rút ra cho mình phải hành động ra sao gì ?Quả bom được bung dù ở độ cao 10,5km để làm chậm thời gian rơi, 2 chiếc máy bay có 188 giây để thoát khỏi khu vực nổ. Cuối cùng quả bom đã phát nổ ở độ cao 4,2km trên quần đảo Novaya Zemlya nằm ngoài khơi phía bắc Liên Xô, vụ nổ đã tạo lên chùm sáng lớn tới mức cách đó 1.000km vẫn nhìn thấy rõ.Đây là thông sốĐám mây hình nấm sau đó cao khoảng 64km (gần cao hơn bảy lần Núi Everest) và rộng 40km. Hội tụ khí quyển gây ra thiệt hại ở khoảng cách lên tới 1000km Sóng địa chấn do vụ nổ gây ra có thể đo được thậm chí ở lần chạy quanh Trái đất thứ ba. (hay rung động địa chấn của vụ nổ được ghi nhận là đã lan 3 vòng quanh trái đất)Ước tính ban đầu về đương lượng nổ của Hoa Kỳ là 57 Mt (1 Megaton tương đương với sức công phá của 1 triệu tấn thuốc nổ TNT), nhưng từ năm 1991 mọi nguồn tin của Nga đều nói rằng nó có đương lượng nổ 50 Mt. Khrushchev đã cảnh báo trong một bài phát biểu được quay phim trước nghị viện Liên Xô về sự tồn tại của một quả bom 100 Mt (về kỹ thuật việc thiết kế một quả bom có đương lượng nổ này là có thể).Đây là điều đáng lo ngạiThử vũ khí hạt nhân của MỹuCaùc vuï thöû bom nhieät haïch2. Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển39PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCHT bám vào một tấm đồng; D được gia tốc đến 2MeV đập vào T. Phản ứng xảy ra phát ra n và năng lượng 14,1MeVLÒ PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH JETMặt cắt của lò PƯNH JET- chỉ ra thể plasma ỨNG DỤNG 4. JET (Joint European Torus) là thí nghiệm vật lý nhân tạo lớn nhất của Châu Âu để giam giữ plasma đang hoạt động.  Được đặt tại Anh, mục đích chính của nó là để mở đường  cho tương lai các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thí nghiệm như ITER và DEMO.ỨNG DỤNGThành phần cơ bản của lò phản ứng nhiệt hạch.1. Bộ phận tạo từ trường 2. Buồng phản ứng3. Divertor 4. Buồng chân không 5. Buồng lạnh 6. Hệ thống điều khiển và đo đạc - Việc tìm kiếm giải pháp để tạo ra phản ứng nhiệt hạch nhân tạo, có kiểm soát là khả thi.- Thông qua các thí nghiệm con người đang dần làm chủ được công nghệ và kỹ thuật sản xuất điện từ phản ứng nhiệt hạch.- Trong tương lai không xa các nhà máy điện nhiệt hạch sẽ được hình thành và đóng góp đáng kể vào nguồn năng lượng của thế giới.Dặn dòLàm các bài tập SGK trang 203.Ôn tập chương VI,VIIChân thành cảm ơn quý thầy côCác em học sinh 12CHÀO TẠM BIỆT !