Phản ứng phân hạch, Nhiệt hạch:

Phản ứng phân hạch Phản ứng nhiệt hạch

* Khái niệm: Phản ứng phân hạch là phản ứng làm vỡ 1 hạt nhân nặng thành 2 hạt nhân nhẹ hơn và vài notron, sau khi hấp thụ 1 notron chậm.

* Notron chậm (notron nhiệt) có năng lượng cỡ 0.01eV. - Đặc điểm:

+ Phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài (cần cung cấp năng lượng)

+ có tốc độ thay đổi được. + Sản phẩm không xác định. + Tỏa năng lượng

+ Có động năng = động năng trung bình của chuyển động nhiệt.

* Nơ tron nhanh: notron có năng lượng cỡ 1 MeV. * Phản ứng phân hạch tự phát cũng có thể xảy ra nhưng với xác suất nhỏ.

* Khái niệm: là phản ứng hai hay nhiều hạt nhân nhẹ (D, T) tổng hợp thành hạt nhân nặng hơn thường A  10. 2 3 4 1 1 1 2 0 2 2 3 1 1 1 2 0 7 2 4 4 1 3 1 2 2 0 17.5 4 15.1 H H He n MeV H H He n MeV Li H He He n MeV              * Đặc điểm:

+ Phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài (cần cung cấp năng lượng)

+ có tốc độ thay đổi được. + Sản phẩm xác định. + Tỏa năng lượng

Phản ứng phân hạch dây chuyền:

* 235

U phân hạch 2.5 notron rồi bị hấp thụ tạo thành

hạt U, Pu khác nhauphân hạch tiếp tục xảy ra: gọi là

phản ứng phân hạch dây chuyền.

* 239Puphân hạch tạo thành 3 notron.

* Điều kiện xảy ra:

+ Hấp thụ notron chậm. Gọi k là số notron trung bình còn lại sau phân hạch (hệ số notron). k<1: phản ứng phân hạch không xảy ra.

+ k=1: xảy ra với mật độ notron không đổi kiểm soát

được trong lò hạt nhân. k > 1: dòng 1

0ntăng liên tục

không kiểm soát được nổ nguyên tử hạt nhân.

+ Để đảm bảo k1 thì mnguyên liệu > mthan.

235 15

than

m U  kgvà mthan239Pu5kg

* Điều kiện thực hiện:

+ Chuyển sang hỗn hợp nhiên liệu trạng thái

plasma tạo bởi hạt nhân và e tự do (104K).

+ Tăng tốc hạt nhân tạo cho chúng có Wđ đủ

lớn thắng lực đẩy Culong giữa chúng và cho chúng tiến lại gần đến mức lực hạt nhân phát huy tác dụng.

+ 3 Điều kiện:

Nhiệt độ khí Đơ teri  109 K, Wđ 105 eV (ở

nhiệt độ cao)

Mật độ hạt nhân trong plasma (n) đủ lớn.

t đủ dài  n. t  (104 106) s/cm3.

Lò phản ứng hạt nhân:

www.fb.com/thon1fc 41

Cacdini vì chúng có khả năng hấp thụ notron.

* Khi k=1 cho các thanh này ngập sâu vào khu vực chứa nhiều năng lượng phân hạch.

* Năng lượng từ lò không đổi theo thời gian=> ứng dụng làm nhà máy điện hạt nhân.

* Chất làm chậm: H2O, nước nặng, gia fit,… tác dụng

giảm động năng của notron thứ cấp biến đổi notron nhanh 2MeV thành notron chậm 0.01eV.

* Chất tải nhiệt: hấp thụ nhiệt của phản ứng và đun nước thành hơi để làm quay tua bin máy phát.

chúng.

* Nhiệt hạch trên trái đất:

+ Xảy ra dưới dạng không kiểm soát của bom Hidro (hay bom không khí).

+ Đang nghiên cứu thực hiện phản ứng có điều khiển được.

+ Ưu điểm:

Nguồn năng lượng ưu việt, không gẫy ô nhiễm (năng lượng sạch)

Là nguồn nguyên liệu dồi dào.

* Nuclon không có năng lượng liên kết. Hạt nhân nguyên tử X khác: có năng lượng liên kết như 1

1pvà 1 0n.