Bài giảng vật lí 12 thao giảng phản ứng nhiệt hạch (6)

I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Phản ứng nhiệt hạch gì? lại Phản định nghĩa phảnhạch ứng phân a/.Hãy Đinhnhắc nghĩa: ứng nhiệt hạch? phản ứng hai hay nhiều hạt nhân Phân hạch ứng hạt nhẹ tổng hợplàlạiphản thành hạt nhân nặng nhân nặng vỡ mãnh nhẹ có hơn Thường chỉthành xét hạt nhân số A≤10 b/ Ví dụ phản ứng nhiệt hạch : H + H → He + n MƠ TẢ Q TRÌNH NHIỆT HẠCH 2 H He H H + H → He + n + 17, MeV Phản ứng tỏa lượng: Wtỏa = 17,6MeV/1 hạt nhân Hãy tìm kết dựa vào số liệu cho bảng cuối sách Điều kiện thực Để phản ứng nhiệt hạch xảy tuân theo điều kiện nào?  Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ  Mật độ hạt nhân plasma phải đủ lớn  Thời gian trì trạng thái plasma nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn II – NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH Năng lượng tỏa phản ứng nhiệt hạch gọi lượng nhiệt hạch 1 H + H → He H + H → He 4 2 H + H → He + n Năng lượng tỏa tổng hợp 1g He gấp 10 lần lượng tỏa phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần lượng tỏa đốt 1g C 3,8.10 26 W Hiểu thêm Phản ứng phải thực nhiệt độ cao (hàng chục, hàng trăm triệu độ), nên gọi phản ứng nhiệt hạch, nhiệt độ cao hạt nhân nhẹ có động đủ lớn để thắng lực đẩy Colomb tiến lại gần đến mức lực hạt nhân tác dụng kết hợp chúng lại Trong thiên nhiên có tồn phản ứng nhiệt hạch Nguồn gốc lượng Mặt Trời phản ứng nhiệt hạch lòng Mặt trời có nhiệt độ cao, cho phép phản ứng nhiệt hạch xảy Chẳng hạn: Mặt trời có công suất xạ lên tới 3,8.1026W tạo thành hạt nhân Heli từ hạt + nhân Hidro 41 H → H + e + 26,8MeV Hãy tìm ưu điểm nhược điểm phản ứng nhiệt hạch? Ưu điểm: * Phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn * Nguồn nhiên liệu tạo nên phản ứng nhiệt hạch dồi * Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm mơi trường Nhược điểm: Điều kiện thực khó khăn hơn: Nhiệt độ cao Vậy: _ Phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn _ Năng lượng nhiệt hạch nguồn gốc lượng hầu hết Những ưu việt lượng nhiệt hạch _ Nguồn nhiên liệu tạo nên phản ứng nhiệt hạch dồi _ Phản ứng nhiệt hạch không làm nhiễm mơi trường - Con người thực phản ứng nhiệt hạch dạng không kiểm soát được, ví dụ nổ bom khinh khí - Một mục tiêu quan trọng vật lý thực phản ứng nhiệt hạch dạng kiểm soát được, lượng tỏa dùng phục vụ cho sống người Lý khiến người quan tâm đến lượng nhiệt hạch: -Nhiên liệu tạo lượng nhiệt hạch vô tận: đơtêri triti có nhiều Trái đất (trong nước sông, biển) -Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch “sạch” phản ứng phân hạch có xạ hay cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT Đây phần giảm tải Củng cố * Phản ứng nhiệt hạch q trình hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành hạt nhân nặng * Thực tế quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch tạo nên Hêli * Điều kiện thực phản ứng nhiệt hạch : * Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ * Năng lượng nhiệt hạch nguồn gốc lượng hầu hết * Năng lượng nhiệt hạch trái đất, với ưu việt không gây ô nhiễm nguyên liệu dồi nguồn lượng kỉ XXI Đây thông số Quả bom bung dù độ cao 10,5km để làm chậm thời gian rơi, máy bay có 188 giây để thoát khỏi khu vực nổ Cuối bom phát nổ độ cao 4,2km quần đảo Novaya Zemlya nằm ngồi khơi phía bắc Liên Xơ, vụ nổ tạo lên chùm sáng lớn tới mức cách 1.000km nhìn thấy rõ Đám mây hình nấm sau cao khoảng 64km (gần cao bảy lần Núi Everest) rộng 40km Hội tụ khí gây thiệt hại khoảng cách lên tới 1000km Sóng địa chấn vụ nổ gây đo chí lần chạy quanh Trái đất thứ ba (hay rung động địa chấn vụ nổ ghi nhận lan vòng quanh trái đất) Thử vũ khí hạt nhân Mỹu Đây điều đáng lo ngại Ước tính ban đầu đương lượng nổ Hoa Kỳ 57 Mt (1 Megaton tương đương với sức công phá triệu thuốc nổ TNT), từ năm 1991 nguồn tin Nga nói có đương lượng nổ 50 Mt Khrushchev cảnh báo phát biểu quay phim trước nghị viện Liên Xô tồn bom 100 Mt (về kỹ thuật việc thiết kế bom có đương lượng nổ có thể) Các vụ thử bom nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển H + H → He + n + 17, 6MeV T bám vào đồng; D gia tốc đến 2MeV đập vào T Phản ứng xảy phát n lượng 14,1MeV • LỊ PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH JET Mặt cắt lò PƯNH JET- thể plasma • ỨNG DỤNG JET (Joint European Torus) thí nghiệm vật lý nhân tạo lớn Châu Âu để giam giữ plasma hoạt động Được đặt Anh, mục đích để mở đường cho tương lai lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thí nghiệm ITER DEMO ỨNG DỤNG Thành phần lò phản ứng nhiệt hạch Bộ phận tạo từ trường Buồng phản ứng Divertor Buồng chân không Buồng lạnh Hệ thống điều khiển đo đạc - Việc tìm kiếm giải pháp để tạo phản ứng nhiệt hạch nhân tạo, có kiểm sốt khả thi - Thơng qua thí nghiệm người dần làm chủ công nghệ kỹ thuật sản xuất điện từ phản ứng nhiệt hạch - Trong tương lai không xa nhà máy điện nhiệt hạch hình thành đóng góp đáng kể vào nguồn lượng giới Câu 1: Điều sau nói phản ứng nhiệt hạch? A.Chỉ xẩy nhiệt độ cao B Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân tỏa lượng C Hiện nay, phản ứng nhiệt hạch kiểm soát D D Tất Tất cả đều đúng Câu 2: Nếu tính theo khối lượng nhiên liệu lượng toả phản ứng phân hạch A Bằng với phản ứng nhiệt hạch B Lớn phản ứng nhiệt hạch C Nhỏ phản ứng nhiệt hạch C Nhỏ phản ứng nhiệt hạch D Không so sánh Dặn dị • Làm tập SGK trang 203 • Ôn tập chương VI,VII CHÀO TẠM BIỆT ! ... theo khối lượng nhiên liệu lượng toả phản ứng phân hạch A Bằng với phản ứng nhiệt hạch B Lớn phản ứng nhiệt hạch C Nhỏ phản ứng nhiệt hạch C Nhỏ phản ứng nhiệt hạch D Không so sánh Dặn dị • Làm... 26,8MeV Hãy tìm ưu điểm nhược điểm phản ứng nhiệt hạch? Ưu điểm: * Phản ứng nhiệt hạch toả lượng lớn * Nguồn nhiên liệu tạo nên phản ứng nhiệt hạch dồi * Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường... nguồn lượng giới Câu 1: Điều sau nói phản ứng nhiệt hạch? A.Chỉ xẩy nhiệt độ cao B Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân tỏa lượng C Hiện nay, phản ứng nhiệt hạch khơng thể kiểm sốt D D Tất Tất