Nlmt hatnhan nhom4 thuytrang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM - - BÀI TIỂU LUẬN Đề tài: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN GVHD: Nhóm: Ts Nguyễn Lữ Phương Thành viên nhóm Nguyễn Thị Thuỳ Trang (nhóm trưởng) Ngơ Chí Hiển Đỗ Ngọc Thanh Tâm Võ Thị Anh Thư Nguyễn Nhật Anh Hồ Hoàng Phúc Chung Thanh Sơn Vũ Thị Thủy 0150020096 0150020254 0150020083 0150020040 0150020203 0150020225 0150020130 0150020238 MỤC LỤC Tổng quan tình hình lượng hạt nhân 1.1 Lịch sử hình thành phát triển .1 1.1.1 Nguồn gốc khám phá ban đầu 1.1.2 Quá trình phát triển giới 1.1.3 Quá trình phát triển Việt Nam 1.2 Hạt nhân nguyên tử 1.2.1 Cấu tạo hạt nhân nguyên tử .7 1.2.2 Lực hạt nhân tính chất Năng lượng hạt nhân cơng nghệ lị phản ứng .9 2.1 Khái niệm 2.2 Các dạng phản ứng hạt nhân .9 2.2.1 Phản ứng nhiệt hạch 2.2.2 Phản ứng phân hạch 11 2.2.3 Phân rã hạt nhân .14 2.3 Tầm quan trọng lượng hạt nhân 15 2.4 Ưu điểm – Nhược điểm 17 2.4.1 Ưu điểm 17 2.4.2 Nhược điểm .19 2.5 Cơng nghệ lị phản ứng hạt nhân 21 2.5.1 Khái niệm 21 2.5.2 Đặc điểm lò phản ứng 21 2.5.3 Nguyên lý 22 Các vấn đề lượng hạt nhân .24 3.1 Vấn đề an toàn lượng hạt nhân 24 3.1.1 Phóng xạ hạt nhân 25 3.1.2 Các rủi ro thường gặp 25 3.1.3 Rủi ro nghiêm trọng giới: Thảm hoạ Chernobyl 28 3.2 Tác động lượng hạt nhân 34 3.2.1 Tác động đến môi trường 34 3.2.2 Tác động đến người 37 3.3 Một số biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ứng phó cố hạt nhân 38 3.3.1 Biện pháp ngăn ngừa cố nhà máy điện hạt nhân 38 3.3.2 Biện pháp hạn chế hậu cố hạt nhân 40 3.3.3 Loại trừ ảnh hưởng hậu cố hạt nhân 41 Ứng dụng lượng hạt nhân 43 4.1 Ứng dụng y tế 43 4.2 Ứng dụng công nghiệp 44 4.3 Ứng dụng nông nghiệp 44 4.4 Nghiên cứu trình tự nhiên 45 4.5 Nghiên cứu bảo vệ môi trường 45 4.6 Ứng dụng bảo quản, biến tính khử trùng tự nhiên 45 4.7 Ứng dụng hạt nhân dầu mỏ 46 Chiến lược phát triển lượng hạt nhân .46 5.1 Định hướng phát triển .46 5.2 Những thách thức phát triển lượng hạt nhân Việt Nam 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Tổng quan tình hình lượng hạt nhân 1.1 Lịch sử hình thành phát triển 1.1.1 Nguồn gốc khám phá ban đầu Nguyên tố Uranium phát lần vào năm 1789 nhà hóa học người Đức, Martin Klaproth đặt tên dựa theo tên Thiên Vương (Uranus) Đến năm 1895 bức xạ ion được phát hiện bởi Wilhelm Rontgen thí nghiệm cho dòng điện chạy qua ống chân không thủy tinh tạo nên tia X liên tục Năm 1986, Henri Becquerel phát hiện quặng Pecblen – Một loại quặng khoáng sản chứa Radium và Uranium có khả làm tối kính ảnh Becquerel thấy rằng những chất chứa Uranium và cả các hợp chất có Uranium mà không có tính chất huỳnh quang đều có thể phát các tia bức xạ các hợp chất khác chứa Calcium hay kẽm lại không có tính chất Sau nhiều thí nghiệm, Becquerel tới kết luận chất Uranium là nguyên nhân khiến các bản thu ảnh bị tác dụng và ông đã nghĩ tới việc thí nghiệm bằng Uranium nguyên chất thời bấy giờ chưa có kim loại này nên ông đành phải tạm hoãn Ông đã nghiên cứu hiện tượng và chứng minh được rằng đó là bức xạ Beta (electron) và hạt Alpha (hạt nhân Heli) được phát xạ Như vậy, Becquerel đã khám phá tính chất của một thứ kim loại mới có khả phát các tia bức xạ Nhưng điều kiện khám phá của Roentgen và Becquerel chưa khiến cho các nhà bác học đương thời chú ý Ći năm 1897, Mari Curie quan tâm đến Vào năm 1902, nhà vật lý học người New Zealand, Ernest Rutherford (1871 – 1937) chứng minh phóng xạ kiện tự phát, hạt Alpha Beta phát xạ từ hạt nhân tạo nhiều nguyên tố khác Ông (cùng với Soddy) đưa thuyết phân rã phóng xạ chứng minh tạo thành Heli q trình phóng xạ Ông coi "cha đẻ" vật lý hạt nhân đưa mơ hình hành tinh ngun tử đặt sở cho học thuyết đại cấu tạo nguyên tử sau Từ năm 1919, ông làm việc Cambridge Tại đây, ông thực thành cơng thí nghiệm bắn hạt Alpha vào phân tử Nito Ông nhận thấy hạt nhân Nito có xếp lại biến thành Oxy Niels Bohr (1885 – 1962), nhà vật lý người Đan Mạch có nhiều đóng góp cho hiểu biết nguyên tử phân bố electron quanh hạt nhân vào năm 1940 Bohr trao giải thưởng Nobel vào năm 1922 đóng góp quan trọng nghiên cứu nguyên tử học lượng tử Ông coi nhà vật lý học tiếng kỷ 20.  Đến năm 1911, nhà vật lý người Anh Frederick Soddy (1877 – 1956) phát nguyên tố phóng xạ tự nhiên có số đồng vị khác (nuclit phóng xạ) Cũng năm 1911, nhà hóa học người Hungary George Charles de Hevesy (1885 – 1966) sử dụng đồng vị nguyên tử đánh dấu để nghiên cứu trình hóa học Vào năm 1932, James Chadwick phát tồn nơtron Cũng vào năm 1932, Cockcroft Walton tạo hạt nhân biến đổi cách bắn phá nguyên tử proton tăng tốc Năm 1934, Irene Curie Frederic Joliot phát biến đổi hạt nhân trình bắn phá tạo đồng vị phóng xạ nhân tạo Năm 1935, nhà vật lý học người Ý Enrico Fermi (1901 – 1954) phát dùng nơtron để bắn phá thay cho proton tạo nhiều đồng vi phóng xạ nhân tạo Fermi có nhiều đóng góp to lớn phát triển phân rã Beta, phát triển lò phản ứng hạt nhân đầu tiên loài người Vào cuối năm 1938, hai nhà hóa học người Đức Otto Hahn (1879 – 1968) Fritz Strassmann (1902 – 1980), thí nghiệm chứng minh phản ứng phân hạch đã tạo phân tử Bari có khối lượng nửa so với khối lượng ban đầu Uranium Sau đó, nữ vật lý học người Thụy Điển Lise Meitner (1878 – 1968) cháu bà Otto Frisch chứng minh chất trình phân hạch hạt nhân giữ lại nơtron, nơtron gây rung động mạnh hạt nhân khiến vỡ thành hai phần không Đồng thời, hai nhà nghiên cứu ước tính lượng giải phóng từ q trình phân hạch hạt nhân lên tới khoảng 200 triệu Volt Sau đó, Frisch tiếp tục nghiên cứu kiểm chứng xác nhận số vào tháng năm 1939 Đồng thời, kiểm chứng Frisch xác nhận dự đoán Albert Einstein mối liên hệ khối lượng lượng công bố vào năm 1905 1.1.2 Quá trình phát triển giới  Vào thập niên 1940 02/12/1942, phản ứng hạt nhân dây chuyền tự trì xảy trường đại học Chicago 16/07/1945, đặc vụ Manhattan quân đội Mĩ thử bom nguyên tử Alamogordo, New Mexico, tên gọi mật Dự án Manhattan 06/08/1945, bom nguyên tử mang tên Thằng gầy thả xuống Hiroshima, Nhật Bản Ba ngày sau, bom , thả xuống Nagasaki, Nhật Bản Nước Nhật đầu hàng hôm 15/08, kết thúc Thế chiến thứ hai 01/08/1946, chương trình hành động Năng lượng nguyên tử 1946 (của Mĩ) lập Ủy ban Năng lượng nguyên tử (AEC) để điều khiển phát triển lượng hạt nhân khảo sát ứng dụng hịa bình lượng hạt nhân 06/10/1947, AEC lần nghiên cứu khả sử dụng hịa bình lượng nguyên tử, đưa báo cáo vào năm sau 01/03/1949, AEC cơng bố chọn địa điểm Idaho xây dựng nhà máy thử nghiệm lò phản ứng quốc gia  Thập niên 1950 20/12/1951, Arco, Idaho, lò phản ứng tái sinh thực nghiệm lần sản sinh điện từ lượng hạt nhân, thắp sáng bốn bóng đèn 14/06/1952, tàu ngầm hạt nhân hải quân, Nautilus, đặt Groton, Connecticut 30/03/1953, Nautilus bắt đầu khởi động đơn vị hạt nhân 08/12/1953, tổng thống Eisenhower đọc phát biểu “Ngun tử cho Hịa bình” trước Liên hiệp quốc Ông kêu gọi hợp tác quốc tế mạnh mẽ nhằm phát triển lượng ngun tử mục đích hịa bình 30/08/1954, tổng thống Eisenhower kí Luật Năng lượng nguyên tử năm 1954, lần bổ sung quan trọng Luật Năng lượng nguyên tử ban đầu, cho phép chương trình lượng hạt nhân dân tiếp cận gần với công nghệ hạt nhân 10/01/1955, AEC công bố Chương trình Lị phản ứng cấp điện, theo AEC ngành công nghiệp hợp tác việc xây dựng điều hành lò phản ứng điện hạt nhân thực nghiệm 17/07/1955, Arco, Idaho, thị tứ 1000 dân, trở thành thị tứ cấp điện lượng hạt nhân, lị phản ứng nước sơi thực nghiệm BORAX III 08 – 20/08/1955, Geneva, Thụy Sĩ, chủ trì Hội nghị quốc tế lần thứ Liên hiệp quốc Cơng dụng hịa bình lượng ngun tử 12/07/1957, tổ hợp hạt nhân dân cấp điện Lị phản ứng thí nghiệm Natri Santa Susana, California Nhà máy cấp điện năm 1966 02/09/1957, Đạo luật Price – Anderson đảm bảo tài cho dân chúng giấy phép AEC nhà thầu xảy tai nạn bất ngờ nhà máy điện hạt nhân 01/10/1957, Liên hiệp quốc thành lập Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế (IAEA) Vienna, Áo, để xúc tiến việc sử dụng hịa bình lượng hạt nhân chống truyền bá vũ khí hạt nhân khắp giới 02/12/1957, nhà máy điện hạt nhân quy mô lớn giới bắt đầu hoạt động Shippingport, Pennsylvania Nhà máy đạt tới công suất trọn vẹn ba tuần sau cấp điện cho khu vực Pittsburgh 22/05/1958, bắt đầu chế tạo tàu buôn chạy lượng hạt nhân giới, N.S Savannah, Camden, New Jersey Con tàu hạ thủy ngày 21/07/1959 15/10/1959, nhà máy điện hạt nhân Dresden-1 Illinois, nhà máy điện hạt nhân nước Mĩ xây dựng ngân sách nhà nước, đạt tới phản ứng hạt nhân tự trì  Thập niên 1960 19/08/1960, nhà máy điện hạt nhân thứ ba Mĩ, Nhà máy điện hạt nhân Yankee Rowe, đạt tới phản ứng hạt nhân tự trì Đầu năm 1960, lần nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ sử dụng nơi xa xơi để cấp điện cho trạm khí tượng hải đăng hàng hải 22/11/1961, hải quân Mĩ hạ thủy tàu lớn giới, U.S.S Enterprise Nó tàu sân bay cấp điện hạt nhân có khả tốc độ lên tới 30knot với quãng đường lên tới 400000dặm (740800km) mà không cần nạp lại nhiên liệu 26/08/1964, tổng thống Lyndon B Johnson kí Đạo luật Quyền tư hữu Các chất liệu Hạt nhân đặc biệt, cho phép ngành công nghiệp điện hạt nhân sở hữu nhiên liệu đơn vị nhà máy Sau ngày 30/06/1973, quyền tư hữu nhiên liệu Uranium bắt buộc 12/12/1963, công ty Điện Bóng đèn Trung Jersey cơng bố ủy nhiệm nhà máy điện hạt nhân Oyster Creek, lần nhà máy hạt nhân xem lựa chọn mang tính kinh tế so với nhà máy nhiên liệu hóa thạch 03/10/1964, ba tàu biển cấp điện hạt nhân, Enterprise, Long Beach, Bainbridge, hồn thành “Cuộc hành qn biển”, hành trình vòng quanh giới 03/04/1965, lò phản ứng hạt nhân không gian (SNAP – 10A) nước Mĩ phóng lên quỹ đạo SNAP viết tắt Systems for Nuclear Auxiliary Power (Hệ thống phát điện hạt nhân bổ trợ)  Thập niên 1970 05/03/1970, Mĩ, Anh, Liên Xô 45 quốc gia khác phê chuẩn Hiệp ước Khơng phổ biến Vũ khí hạt nhân 1971, 22 nhà máy điện hạt nhân thương mại hoạt động khắp nước Mĩ Chúng sản xuất 2.4% điện nước Mĩ lúc 1973, công ty Mĩ đăng kí 41 nhà máy điện hạt nhân, số kỉ lục năm 1974, nhà máy điện hạt nhân 1000MW vào phục vụ – Commonwealh Edison’s Zion 11/10/1974, Đạo luật Cơ cấu lại Năng lượng năm 1974 phân chia chức AEC hai quan – Ban điều hành Nghiên cứu Phát triển Hạt nhân (ERDA) thực chức nghiên cứu phát triển, Ủy ban Điều phối Hạt nhân (NRC) đảm đương vai trò điều phối điện hạt nhân 07/04/1977, tổng thống Jimmy Carter công bố nước Mĩ hỗn vơ thời hạn kế hoạch tái xử lí nhiên liệu hạt nhân qua sử dụng 04/08/1977, tổng thống Carter kí Đạo luật Tổ chức Bộ Năng lượng, chuyển chức ERDA sang quan – Bộ Năng lượng (DOE) 01/10/1977, DOE bắt đầu hoạt động 28/03/1979, tai nạn thảm khốc lịch sử điện hạt nhân thương mại nước Mĩ xảy nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island gần Harristburgh, Pennsylvania 1.1.3 Quá trình phát triển Việt Nam Cùng với xu hướng phát triển nhà máy điện hạt nhân giới nói chung châu Á nói riêng, đặc biệt nước phát triển Việt Nam, việc sử dụng lượng hạt nhân để giảm bớt gánh nặng lượng ô nhiễm trọng Đầu năm 1960, quyền Sài Gịn xây lị phản ứng Triga Mark II Đà Lạt, đến 4/3/1963 hoạt động với công suất 250KW 26/4/1976, Viện nghiên cứu hạt nhân thành lập 1982, Viện khởi công xây dựng công trình khơi phục mở rộng lị phản ứng hạt nhân Lò phản ứng mang tên IVV – 1984, Lò phản ứng IVV – vào hoạt động thức cơng suất 500KW Từ ngày 15/2/1985, Viện nghiên cứu hạt nhân hoàn tồn làm chủ cơng tác vận hành khai thác sử dụng lò phản ứng Đây lò phản ứng có quy mơ lớn Việt Nam Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận tên gọi chung chuỗi hai nhà máy điện hạt nhân I II dự án xây dựng Ninh Thuận, Việt Nam với tổng công suất 4000MW Theo quy hoạch phát triển điện lực quốc gia, nhà máy điện hạt nhân I II hoàn thành vào năm 2022 1.2 Hạt nhân nguyên tử 1.2.1 Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Cấu tạo nguyên tử bao gờm một hạt nhân (mang điện tích dương) và các electron (mang điện tích âm) quay quanh hạt nhân - Đường kính nguyên tử vào khoảng 10-11m Đường kính hạt nhân vào khoảng 10-15m