Bài giảng bài phản ứng phân hạch vật lý 12 (7)

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12 Cảnh củavụ Hi-rô-si-ma sau vụtử Cột tan khóihoang nổ bom nguyên nổ bom nguyên tử (1945) Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Sự phân hạch a) Sự phân hạch urani Xét thí nghiệm Han Xtơ-ra-xman: dùng nơtron bắn vào urani Kết thí nghiệm: hạt nhân urani vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn, đồng thời có số nơtron giải phóng, bay PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Sự phân hạch a) Sự phân hạch urani Dùng nơtron nhiệt có lượng 0,01 eV bắn vào 235 , ta có phản ứng 92 U phân hạch: A1 A2 235 92 Z1 Z 2 n U  X  X  k n Trong đó, X X hạt nhân có số khối A thuộc loại trung bình (từ 80 đến 160) hầu hết hạt nhân phóng xạ {k số hạt nhân trung bình sinh ( k = 1, 2, 3…)} PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Sự phân hạch Định nghĩa phản ứng phân hạch Phân hạch phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ Chỉ xét phản ứng phân hạch kích thích (dùng nơtron chậm, có động 0,1 eV) Các hạt nhân bị phân hạch: 235 92 239 92 239 94 251 98 U ; U ; Pu; Cf Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Sự phân hạch Định nghĩa phản ứng phân hạch 235 Vd: Khi hấp thụ nơtron, hạt nhân U chuyển sang trạng thái kích thích (thành 236U ), trạng thái không bền vững, kết xảy phân hạch Phương trình phân hạch: n U  U  Y  I 3 n 235 92 236 92 95 39 138 53 1.Sự phân hạch: b) Đặc điểm chung phản ứng phân hạch - - Sau phản ứng, có nơtron (k > 2) phóng Mỗi phân hạch giải phóng lượng lớn, gọi lượng hạt nhân PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch dây chuyền: a) Định nghĩa: Các nơtron sinh sau phân hạch lại bị hấp thụ hạt nhân gần đó, làm xảy phân hạch tiếp theo, thế, phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền Phản ứng phân hạch dây chuyền Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch dây chuyền b) Điều kiện xảy phản ứng phân hạch dây chuyền: Để giảm thiểuvào số nơtron bị mấttrung thoát đảmmỗi bảo Phụ thuộc số nơtron bình k cònnhằm lại sau có k  1, khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải có giá trị tối phân hạch (còn gọi hệ số nhân nơtron) thiểu, gọi khối lượng tới hạn mth phản ứng dây chuyền không xảy -k1 dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian dẫn tới vụ nổ nguyên tử, không điều khiển PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Lò phản ứng hạt nhân Thanh điều khiển Chất làm chậm Thanh nhiên liệu Vỏ- Nhiệm kim loạivụ: thực phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì, có điều khiển Lớp phản xạ nơtron 235 239 graphit Đường- ống làm U ; Pu Nhiên liệu: thí nghiệm - Điều kiện hoạt động: dùng điều khiển có chứa Bo hay Cadimi, chất có tác dụng hấp thụ nơtron, để đảm bảo k=1 Thành bảo vệ phóng xạ Ống làm lạnh tải nhiệt Sơ đồ lò phản ứng nơtron nhiệt PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Nhà máy điện hạt nhân: Hơi (áp suất cao) Tua bin Điện Máy phát điện Hơi (áp suất thấp) Vùng Bộ phận chính: Nước lò phản ứng hạt nhân hoạt Lối vào (nóng) lò phận sinh động củaChất tải nhiệt cung cấp nhiệt choBộ chất làm mát sinh Bộ ngưng lò phản tụ áp suất cao làm chạy tua bin máy phát điện ứng Hơi nóng có Bơm Lối Nước mát chất làm mát Bình lò phản ứng Chu trình thứ Sơ đồ đơn giản hoá Nước (áp suất cao) Nước (áp suất thấp) nhà máy điện hạt nhân Chu trình thứ hai PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Hơi (áp suất cao) Vùng hoạt động lò phản ứng Nước (nóng) Điện Máy phát điện Tua bin Hơi (áp suất thấp) Bộ phận sinh Bơm Lối vào chất làm mát Bộ ngưng tụ Lối chất làm mát Nước mát Bình lò phản ứng Chu trình thứ Nước (áp suất cao) Nước (áp suất thấp) Chu trình thứ hai [...]...PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 4 Nhà máy điện hạt nhân: Hơi (áp suất cao) Tua bin Điện năng Máy phát điện Hơi (áp suất thấp) Vùng Bộ phận chính: Nước lò phản ứng hạt nhân hoạt Lối vào của (nóng) lò phận sinh hơi động củaChất tải nhiệt cung cấp nhiệt choBộ chất làm mát sinh hơi Bộ ngưng lò phản tụ hơi áp suất cao làm chạy tua bin máy phát điện ứng Hơi nóng có Bơm Lối ra của Nước mát chất làm mát Bình lò phản ứng. .. Nước (áp suất cao) Nước (áp suất thấp) một nhà máy điện hạt nhân Chu trình thứ hai PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Hơi (áp suất cao) Vùng hoạt động của lò phản ứng Nước (nóng) Điện năng Máy phát điện Tua bin Hơi (áp suất thấp) Bộ phận sinh hơi Bơm Lối vào của chất làm mát Bộ ngưng tụ hơi Lối ra của chất làm mát Nước mát Bình lò phản ứng Chu trình thứ nhất Nước (áp suất cao) Nước (áp suất thấp) Chu trình thứ hai  ... bình sinh ( k = 1, 2, 3…)} PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Sự phân hạch Định nghĩa phản ứng phân hạch Phân hạch phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ Chỉ xét phản ứng phân hạch kích thích (dùng nơtron... phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền Phản ứng phân hạch dây chuyền Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch dây chuyền b) Điều kiện xảy phản ứng phân hạch dây chuyền: Để giảm thiểuvào số... lượng hạt nhân PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch dây chuyền: a) Định nghĩa: Các nơtron sinh sau phân hạch lại bị hấp thụ hạt nhân gần đó, làm xảy phân hạch tiếp theo, thế, phân hạch tiếp diễn