A + B → C + D trong đó, A và B là các hạt tương tác, C và D là các hạt sản phẩm. Các hạt có thể là hạt nhân hoặc các hạt sơ cấp. 2 Phát biểu được định luật bảo toàn bảo toàn số khối, bảo toàn điện tích, bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân.
[Thông hiểu]
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân :
•Định luật bảo toàn điện tích : Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm.
• Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số
nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
•Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần : Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.
•Định luật bảo toàn động lượng :
Vectơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng vectơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm.
3 Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng toả ra hay thu vào trong
[Vận dụng]
Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng toả ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân.
Gọi mtrước và msau lần lượt là tổng khối lượng của các hạt trước phản
161
phản ứng hạt nhân. Năng lượng tỏa ra hay thu vào của một phản ứng hạt nhân là : W = (mtrước - msau)c2
Nếu mtrước > msau thì W > 0 , ta có phản ứng toả năng lượng. Nếu mtrước < msau thì W < 0 , ta có phản ứng thu năng lượng.
Muốn thực hiện phản ứng hạt nhân thu năng lượng, phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ lớn.
Hai loại phản ứng hạt nhân toả năng lượng là phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch. 4. PHảN ứNG PHÂN HạCH Stt Chuẩn KT, KN quy định trong chương trình mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú 1 Nêu được phản ứng phân hạch là gì và viết được một phương trình ví dụ về phản ứng này. [Thông hiểu]
Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn (có khối lượng cùng cỡ). Kèm theo quá trính phân hạch, có một số nơtron được giải phóng. Quá trình phân hạch có thể xảy ra theo nhiều cách khác nhau.
Dùng nơtron nhiệt (còn gọi là nơtron chậm) có động năng cỡ 0,01 eV bắn vào 235U, ta có phản ứng phân hạch : → 1 2 1 2 A A 1 235 1 0n + 92U Z X +1 Z X + k n2 0 X1, X2 là các hạt nhân có số khối A thuộc loại trung bình (từ 80 đến 160) và hầu hết là các hạt nhân phóng xạ ; k là số hạt nơtron trung bình được sinh ra (cỡ 2,5). Phản ứng này tỏa ra một năng lượng cỡ 200 MeV dưới dạng động năng của các hạt.
2 Nêu được phản ứng dây chuyền là gì và nêu được các điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra.
[Thông hiểu]
• Các nơtron sinh ra sau mỗi phân hạch của urani (hoặc plutoni…) lại có thể bị hấp thụ, gây ra phản ứng phân hạch tiếp theo và cứ thế sự phân hạch được tiếp diễn thành dây chuyền. Số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian rất ngắn, ta có phản
162
• Giả sử sau một lần phân hạch, có trung bình k nơtron được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235U khác tạo nên những phân hạch mới.
Khi k < 1 phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
Khi k = 1 phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra với mật độ nơtron không đổi. Đó là phản ứng dây chuyền điều khiển được.
Khi k > 1 thì dòng nơtron tăng liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử. Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển được.
Ngoài ra, để giảm số nơtron bị mất vì thoát ra ngoài, đảm bảo cho phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra, thì khối lượng của chất phân hạch (nhiên liệu phân hạch) phải có một giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn.
3 Nêu được các bộ
phận chính của nhà máy điện hạt nhân.
[Thông hiểu]
Các bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân, chất tải nhiệt sơ cấp, lò sinh hơi, tua bin phát điện.
Phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, có điều khiển, được tạo ra trong lò phản ứng hạt nhân. Nhiên liệu phân hạch trong phần lớn phản
ứng hạt nhân là 235U hoặc 239Pu. Để đảm bảo k = 1, trong lò phản ứng hạt nhân người ta dùng các thanh điều khiển có chứa bo hoặc cađimi, là các chất có tác dụng hấp thụ mạnh nơtron thừa. Cùng với thanh nhiên liệu, trong lò phản ứng hạt nhân còn có chất làm chậm nơtron (nước thường, D2O,than chì…)
163
Stt Chuẩn KT, KN quy
định trong chương trình
mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú
1 Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì và điều kiện để hạch là gì và điều kiện để
phản ứng này xảy ra.
[Thông hiểu]
• Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó các hạt nhân nhẹ hợp lại thành các hạt nhân nặng hơn.
•Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra là:
- Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.