Bài soạn bài 56 - Phản ứng phân hạch

Cột khói của một vụ nổ bom nguyên tử Cảnh tan hoang của Hi-rô-si-ma sau vụ nổ bom nguyên tử (1945) BÀI 56 Bài 56: PH N NG PHÂN H CHẢ Ứ Ạ 1. Sự phân hạch a) Sự phân hạch của urani Xét thí nghiệm của Han và Xtơ-ra-xman: dùng nitron bắn vào urani. Kết quả thí nghiệm: hạt nhân urani vỡ thành hai hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn, đồng thời có một số nơtron được giải phóng. Bài 56: PH N NG PHÂN H CHẢ Ứ Ạ nkXXUn A Z A Z 1 021 235 92 1 0 2 2 1 1 ++→+ U 235 92 1 X Dùng nơtron nhiệt có năng lượng 0,01 eV bắn vào , ta có phản ứng phân hạch: 1. Sự phân hạch a) Sự phân hạch của urani Trong đó, và là hạt nhân có số khối A thuộc loại trung bình (từ 80 đến 160) và hầu hết là hạt nhân phóng xạ k là số hạt nhân trung bình được sinh ra ( k = 1, 2, 3…) 2 X Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn. Chỉ xét phản ứng phân hạch kích thích (dùng nơtron chậm, có động năng dưới 0,1 eV). Các hạt nhân có thể bị phân hạch: Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1. Sự phân hạch Định nghĩa phản ứng phân hạch .;;; 251 98 239 94 239 92 235 92 CfPuUU Vd: Khi hấp thụ nơtron, hạt nhân chuyển sang trạng thái kích thích (thành ), trạng thái này không bền vững, và kết quả là xảy ra phân hạch. Phương trình phân hạch: U 235 Bài 56: PH N NG PHÂN H CHẢ Ứ Ạ 1. Sự phân hạch Định nghĩa phản ứng phân hạch U 236 nIYUUn 1 0 138 53 95 39 236 92 235 92 1 0 3++→→+ - Sau mỗi phản ứng, đều có hơn 2 nơtron (k > 2) được phóng ra. - Mỗi phân hạch đều giải phóng ra năng lượng lớn, còn gọi là năng lượng hạt nhân. Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1.Sự phân hạch b) Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch Bài 56: PH N NG PHÂN H CHẢ Ứ Ạ 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền a) Định nghĩa Các nơtron sinh ra sau mỗi phân hạch lại có thể bị hấp thụ bởi các hạt nhân ở gần đó, làm xảy ra phân hạch tiếp theo, và cứ thế, sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền. Phản ứng phân hạch dây chuyền Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền b) Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền: Phụ thuộc vào số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi phân hạch (còn gọi là hệ số nhân nơtron) - k < 1 - k = 1 - k > 1 phản ứng dây chuyền không xảy ra. phản ứng dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi, điều khiển được, xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân. dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian dẫn tới vụ nổ nguyên tử, không điều khiển được. Để giảm thiểu số nơtron bị mất vì thoát ra ngoài nhằm đảm bảo có k 1, thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân phải có một giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn ≥ th m [...].. .Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Thanh điều khiển 3 Lò phản ứng hạt nhân Chất làm chậm Thanh nhiên liệu - Nhiệm vụ: Vỏ kim loại thực hiện phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, có điều khiển Lớp phản xạ nơtron 235 bằng graphit Đường ống làm U ;239 Pu - Nhiên liệu: thí nghiệm - Điều kiện hoạt động: dùng các thanh điều khiển có chứa Bo hay... tải nhiệt Sơ đồ lò phản ứng nơtron nhiệt Bài 56: 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: lò phản ứng hạt nhân Nước hoạt Lối vào của (nóng) Chất tải nhiệt cung cấp nhiệt choBộ phận hơi lò sinh động của 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... bin máy phát điện ứng Hơi nóng có Bơm Lối ra của Nước mát chất làm mát Bình lò phản ứng Chu trình thứ nhất Nước (áp suất cao) Nước (áp suất thấp) Chu trình thứ hai Sơ đồ đơn giản hoá của một nhà máy điện hạt nhân Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH Hơi (áp suất cao) Vùng hoạt động của lò phản ứng Nước (nóng) Bơm Nước mát Bình lò phản ứng Chu trình thứ nhất Máy phát điện Tua bin Bộ phận sinh hơi Hơi (áp suất thấp) . nhân. Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1.Sự phân hạch b) Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch Bài 56: PH N NG PHÂN H CHẢ Ứ Ạ 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. dây chuyền. Phản ứng phân hạch dây chuyền Bài 56: PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền b) Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền: