Sự phân hạch-nhà máy điện nguyên tử-2 ppt

loại rất nặng hấp thụ một nơtrôn rồi vỡ thành 2 hạt nhân trung bình.. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀNnhiều nguyên nhân, nhưng nếu sau mỗi nơtrôn, mà s>1, thì s nơtrôn này đập vào các hạt nhân U 235

Cho phản ứng hạt nhân:

A + B  C + D

nhân toả năng lượng ?

tỏa năng lượng ?

Tiết 89:

(loại rất nặng) hấp thụ một nơtrôn rồi vỡ thành 2 hạt nhân trung bình

hấp thụ hơn nơtrôn nhanh

Với X, X’: các hạt nhân trung bình (số khối từ 80 đến 160) và k=2 hoặc 3 : số nơtrôn sinh ra.

MeV n

k X

X U

n

U 01 23692 Z A Z A'' ' 01 200

235

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

n U

n U

U

U

U

U

s = 2

U

n

U

U

U

U U

U

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

nhiều nguyên nhân, nhưng nếu sau mỗi

nơtrôn, mà s>1, thì s nơtrôn này đập vào các hạt nhân U 235 khác, lại gây ra s

nơtrôn

chuyền

 s: gọi là hệ số nhân nơtrôn

 Mỗi phân hạch chỉ toả ra năng lượng

200MeV = 3,2.1011J nhưng 1 gam U 235 chứa tới 2,5.1021 hạt nhân nên khi phân hạch sẽ cho năng lượng rất lớn, bằng

8.1010J tương đương 22.000kWh

không khống chế được phản ứng dây chuyền, năng lượng toả ra có sức tàn phá

dữ dội (trường hợp bom nguyên tử)

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

ứng dây chuyền tiếp diễn nhưng không tăng vọt, năng lượng tỏa ra không đổi (chế độ hoạt động của lò phản ứng hạt nhân)

ứng dây chuyền không xảy ra

giá trị tới hạn mh

Julius Robert

Oppenheimer

(1904–1967)

Julius Robert

Oppenheimer

(1904–1967)

nơtrôn chậm, đáng chú ý nhất là đồng vị U 235

và plutôni Pu 239.

 Urani thiên nhiên là hỗn hợp của 3 đồng vị: U

238 chiếm 99,27%, U 235 chiếm 0,72% và U

234 chiếm 0,01% Đồng vị U 235 dễ bị phân hạch nhất.

 Việc tách riêng U 235 rất công phu, tốn kém, nên các lò phản ứng hạt nhân thường dùng Urani thiên nhiên đã làm giàu, tức là qua chế biến, đã tăng lên vài hoặc vài chục phần trăm Khối lượng tới hạn từ vài tấn đến vài chục tấn.

II NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

B

tải

nhiệt

B ơm

Nước

D

II NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

 A : những thanh nhiên liệu hạt nhân làm bằng hợp kim chứa urani đã làm giàu.

 B : chất làm chậm (nước nặng D2O).

 C : các thanh điều chỉnh (hấp thụ nơtrôn mà không phân hạch)

 Khi lò hoạt động thì các thanh điều chỉnh tự động giữ độ cao sao cho s=1.

 Phản ứng phân hạch tỏa ra năng lượng dưới dạng động năng của các mảnh hạt nhân và các hạt khác, động năng này chuyển thành nhiệt, nhờ chất tải nhiệt cung cấp nhiệt cho lò sinh hơi, hơi nước làm chạy tua bin phát điện

xây dựng ở các nước công nghiệp.

 Trên 35% tổng điện năng sản xuất hàng năm ở Pháp, Thụy 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 (công suất 500kW, có 89 thanh nhiên liệu là hợp kim chứa Urani đã làm giàu tới 36% U 235)

CỦNG CỐ

khác nhau, một phản ứng phân hạch của

U 235:

bao nhiêu năng lượng? Tính khối lượng xăng tương đương, biết năng suất toả

MeV e

n La

Mo n

235