Bài giảng vật lí 12 thao giảng phản ứng phân hạch (9)

CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT HẬU QUẢ CỦA BOM NGUN TỬ HÌNH ẢNH HOANG TÀN CỦA HI-RƠ-SI-MA (NHẬT) SAU VỤ NỔ BOM NGUN TỬ (1945) Bài 38 38 Bài PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH NỘI DUNG CHÍNH I Cơ chế phản ứng phân hạch 1.Phản ứng phân hạch 2.Phản ứng phân hạch kích thích II Năng lượng phân hạch 1.Phản ứng phân hạch toả lượng 2.phản ứng phân hạch dây chuyền 3.phả ứng phân hạch có điều khiển PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Bài 38 38 Bài PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH I Cơ chế phản ứng phân hạch Phản ứng phân hạch ? Phân hạch phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ Phản ứng hạt nhân kích thích Phải truyền cho hạt X lượng đủ lớn,giá trị tối thiểu gọi lượng kích hoạt cỡ vài MeV Phương pháp: Bắn nơtron vào hạt X , X chuyển sang trạng thái kích thích xảy phân hạch Phản ứng hạt nhân kích thích SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH n + X → X → Y + Z + kn * ( K = 1, ,3 ) II NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch tỏa lượng 1 n+ n+ 235 92 235 92 U→ U→ 236 92 236 92 U → Y+ * U → * 95 39 139 54 138 53 95 38 I+3 n Xe + Sr + n Năng lượng phân hạch lượng tỏa phản ứng phân hạch Năng lượng toả phản ứng gọi lượng phân hạch Bảng phân bố NL giải phóng q trình phân hạch hạt nhân U Năng lượng giải phóng phân hạch (trong 10-4s) Năng Lượng tỏa phóng xạ mảnh Tổng NL tỏa • ĐN mảnh : 167MeV • ĐN nơtrơn : 5MeV • ĐN prơtơn : 6Mev • ĐN gamma : 6MeV • ĐN nơtrinơ : 12Mev • ĐN êlectron : 8MeV 204MeV II NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH phản ứng phân hạch dây chuyền * Mỗi phân hạch có kèm theo giải phóng 2,5 nơtron (tínhTB) * Các nơtron kích thích hạt nhân khác chất phân hạch tạo nên phản ứng kết phản ứng xảy liên tiếp tạo thành phản ứng dây chuyền * Sau phân hạch có k nơtrơn sinh quay lại kích thích hạt nhân 235U tạo nên phân hạch mới, sau n lần phân hạch có k n nơtrơn giải phóng tạo k n phân hạch SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN II NĂNG LƯƠNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch dây chuyền Đặc điểm: - Nếu k < 1: PƯPH dây chyền tắt nhanh - Nếu k = 1: PƯPH dây chuyền tự trì lượng phát khơng đổi theo thời gian - Nếu k > 1: PƯPH dây chuyền tự trì lượng phát tăng nhanh va gây nên bùng nổ ( bom ngun tử.) Điều kiện: * k ≥ ( m ≥ mth ) Muốn khối lượng chất phân hạch phải đủ lớn khối lượng tối thiểu chất phân hạch để phản ứng trì gọi khối lượng tới hạn (mth) VD: Với 235U: mth = 15kg; Với 239Pu: mth = 5kg II NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH Phản ứng phân hạch có điều khiển (khi k = 1) Thực phản ứng lò phản ứng hạt nhân Dùng điều khiển có chứa bo, cađimi để điều khiển cho k ln Năng lượng tỏa từ lò phản ứng dùng để sản xuất điện nhà máy điện ngun tử, Với lò phản ứng vừa phải đặt lên máy bay, hay tàu thủy SƠ ĐỒ NHÀ MÁY ĐIỆN NGUN TỬ Hơi tới tuabin điều chỉnh lò sinh nhiên liệu Nước chấtlàm chậm Bơm Năng lượng toả từ lò phản ứng không đổi theo thời gian EM CĨ BIÊT ? Nhiều nhà máy điện ngun tử xây dựng nước cơng nghiệp Trên 35% tổng điện sản xuất hàng năm Pháp, Thụy Điển, Phần Lan… Trên 30% Nhật Trên 12% Mỹ Nước ta có lò phản ứng hạt nhân nhỏ Đà Lạt, dùng để nghiên cứu khoa học sản xuất đồng vị phóng xạ (cơng suất 500kW, có 89 nhiên liệu hợp kim chứa Urani làm giàu tới 36% U 235) BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU : Tìm phát biểu SAI sau tính chất phản ứng phân hạch : Là phản ứng tỏa lượng SAI Xảy hấp thụ nơtron SAI Chỉ xảy với nguyên tử 235 92 U 00s 30s 20s 09s 10s 06s 07s 01s 02s 03s 21s 22s 23s 24s 25s 26s 27s 28s 29s 11s 12s 13s 14s 15s 16s 17s 18s 19s 08s 04s 05s Tạo hai hạt nhân có số khối trung bình SAI BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU : Tìm phát biểu SAI sau tính chất phản ứng phân hạch : Là phản ứng tỏa lượng RẤT GIỎI Xảy hấp thụ nơtron Chỉ xảy với nguyên tử 235 U 92 Tạo hai hạt nhân có số khối trung bình BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU : Phản ứng phân hạch phần tử sau có đóng góp lượng lớn xảy phản ứng Động nơtron SAI Động prôtôn SAI Động êlectron SAI Động mảnh 00s 30s 20s 09s 10s 06s 07s 01s 02s 03s 21s 22s 23s 24s 25s 26s 27s 28s 29s 11s 12s 13s 14s 15s 16s 17s 18s 19s 08s 04s 05s BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU : Phản ứng hạt nhân phân hạch phần tử sau có đóng góp lượng lớn xảy phản ứng Động nơtron Động prôtôn Động êlectron Động mảnh RẤT GIỎI NỘI DUNG BÀI HỌC Phân hạch vỡ hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình ( kèm theo vài nơ trơn phát ra) Phân hạch 235U tác dụng nơ trơn tỏa NL vào cỡ 200MeV trì theo q trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng u đủ lớn) Các sản phẩm phân hạch hạt nhân chứa nhiều nơ tron phóng xạ bê ta trừ Phản ứng phân hạch dây chuyền có điều khiển tạo lò phản ứng Làm tập ,5 ,6 Trang198 SGK Bài 38 sách tập BÀI TOÁN CHO PHẢN ỨNG n+ U → 235 92 U→ Y+ 236 92 95 39 138 53 I+3 n Phản ứng toả hay thu lượng , tính lượng toả (hay thu vào) Cho biết khối lượng hạt U = 234,99332u, I = 138,89700u 235 139 Y = 93,89014u , n = 1, 00866u 94 KẾT QUẢ BÀI TOÁN n+ U → 235 92 U→ Y+ I+3 n 236 92 95 39 138 53 W = {1,00866+234,99332 –(138,89700 +93,89014 + 1,00866)}.931,5 MeV = 175,923 MeV Là phản ứng toả lượng [...]... LƯỢNG PHÂN HẠCH 2 phản ứng phân hạch dây chuyền * Mỗi sự phân hạch có kèm theo sự giải phóng 2,5 nơtron (tínhTB) * Các nơtron này có thể kích thích các hạt nhân khác của chất phân hạch tạo nên những phản ứng mới kết quả là các phản ứng xảy ra liên tiếp tạo thành 1 phản ứng dây chuyền * Sau mỗi phân hạch có k nơtrơn sinh ra quay lại kích thích các hạt nhân 235U tạo nên những phân hạch mới, sau n lần phân. .. chất phân hạch phải đủ lớn khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng duy trì được trong đó gọi là khối lượng tới hạn (mth) VD: Với 235U: mth = 15kg; Với 239Pu: mth = 5kg 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 ln bằng 1 Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng. .. 25s 26s 27s 28s 29s 11s 12s 13s 14s 15s 16s 17s 18s 19s 08s 04s 05s Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình SAI BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU 1 : Tìm phát biểu SAI sau đây về tính chất của phản ứng phân hạch : Là phản ứng tỏa năng lượng RẤT GIỎI Xảy ra do sự hấp thụ nơtron Chỉ xảy ra với nguyên tử 235 U 92 Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU 2 : Phản ứng phân hạch phần tử nào sau đây... phản ứng dây chuyền * Sau mỗi phân hạch có k nơtrơn sinh ra quay lại kích thích các hạt nhân 235U tạo nên những phân hạch mới, sau n lần phân hạch có k n nơtrơn giải phóng và tạo ra k n phân hạch mới SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN II NĂNG LƯƠNG PHÂN HẠCH 2 Phản ứng phân hạch dây chuyền Đặc điểm: - Nếu k < 1: PƯPH dây chyền tắt nhanh - Nếu k = 1: PƯPH dây chuyền tự duy trì năng lượng phát ra khơng đổi theo... RẤT GIỎI NỘI DUNG BÀI HỌC Phân hạch là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình ( kèm theo một vài nơ trơn phát ra) Phân hạch của 235U dưới tác dụng của một nơ trơn tỏa ra NL vào cỡ 200MeV và được duy trì theo q trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng u đủ lớn) Các sản phẩm của phân hạch là những hạt nhân chứa nhiều nơ tron và phóng xạ bê ta trừ Phản ứng phân hạch dây chuyền có... chuyền có điều khiển được tạo ra trong lò phản ứng Làm bài tập 4 ,5 ,6 Trang198 SGK Bài 38 trong sách bài tập BÀI TOÁN CHO PHẢN ỨNG 1 0 n+ U → 235 92 U→ Y+ 236 92 95 39 138 53 I+3 n 1 0 Phản ứng toả hay thu năng lượng , tính năng lượng toả ra (hay thu vào) Cho biết khối lượng của các hạt U = 234,99332u, I = 138,89700u 235 139 Y = 93,89014u , n = 1, 00866u 94 1 KẾT QUẢ BÀI TOÁN 1 0 n+ U → 235 92 U→ Y+ I+3... lớn nhất khi xảy ra phản ứng Động năng của các nơtron SAI Động năng của các prôtôn SAI Động năng của êlectron SAI Động năng của các mảnh 00s 30s 20s 09s 10s 06s 07s 01s 02s 03s 21s 22s 23s 24s 25s 26s 27s 28s 29s 11s 12s 13s 14s 15s 16s 17s 18s 19s 08s 04s 05s BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU 2 : Phản ứng hạt nhân phân hạch phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng Động năng của các... Điển, Phần Lan… Trên 30% ở Nhật Trên 12% ở Mỹ Nước ta có một lò phản ứng hạt nhân nhỏ ở Đà Lạt, dùng để nghiên cứu khoa học và sản xuất đồng vị phóng xạ (cơng suất 500kW, có 89 thanh nhiên liệu là hợp kim chứa Urani đã làm giàu tới 36% U 235) BÀI TẬP CỦNG CỐ CÂU 1 : Tìm phát biểu SAI sau đây về tính chất của phản ứng phân hạch : Là phản ứng tỏa năng lượng SAI Xảy ra do sự hấp thụ nơtron SAI Chỉ xảy... Với lò phản ứng vừa phải có thể đặt lên máy bay, hay tàu thủy SƠ ĐỒ NHÀ MÁY ĐIỆN NGUN TỬ Hơi đi tới tuabin điều chỉnh lò sinh nhiên liệu hơi Nước chấtlàm chậm Bơm Năng lượng toả ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian EM CĨ BIÊT ? Nhiều nhà máy điện ngun tử đã được xây dựng ở các nước cơng nghiệp Trên 35% tổng điện năng sản xuất hàng năm ở Pháp, Thụy Điển, Phần Lan… Trên 30% ở Nhật Trên 12% ở Mỹ... 235 139 Y = 93,89014u , n = 1, 00866u 94 1 KẾT QUẢ BÀI TOÁN 1 0 n+ U → 235 92 U→ Y+ I+3 n 236 92 95 39 138 53 1 0 W = {1,00866+234,99332 –(138,89700 +93,89014 + 3 1,00866)}.931,5 MeV = 175,923 MeV Là phản ứng toả năng lượng ... 2 .phản ứng phân hạch dây chuyền 3.phả ứng phân hạch có điều khiển PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Bài 38 38 Bài PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH I Cơ chế phản ứng phân hạch Phản ứng phân hạch ? Phân hạch phản ứng hạt... (1945) Bài 38 38 Bài PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH NỘI DUNG CHÍNH I Cơ chế phản ứng phân hạch 1 .Phản ứng phân hạch 2 .Phản ứng phân hạch kích thích II Năng lượng phân hạch 1 .Phản ứng phân hạch toả lượng 2 .phản. .. n Năng lượng phân hạch lượng tỏa phản ứng phân hạch Năng lượng toả phản ứng gọi lượng phân hạch Bảng phân bố NL giải phóng q trình phân hạch hạt nhân U Năng lượng giải phóng phân hạch (trong