Seminar lí sinh- phản ứng dây truyền nảy nhanh

Seminar lí sinh phản ứng dây truyền nảy nhanh

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP

KHOA SINH HỌC

GVHD: TS VÕ VĂN TOÀN LỚP: SINH 06A

SVTH: TỔ 1: TRƯƠNG PHÚC BÉ HUỲNH MINH CHÁNH NGUYỄN THỊ KIM CHI NGUYỄN THÀNH CHÍ ĐINH VĂN DU

PHAN VĂN NHÀN EM ĐẶNG THỊ NGỌC HÂN TĂNG THỊ THANH HƯƠNG NGUYỄN THỊ THÚY KIỀU

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

1.Khái niệm:

Phản ứng dây chuyền là phản ứng được xúc tác bởi sản phẩm trung gian.Điều kiện để xuất hiện phản ứng dây chuyền là phải có các trung tâm hoạt động đầu tiên, các trung tâm này có thể là các nguyên tử tự do hoặc các gốc tự do có điện tử không liên kết Các nguyên tử tự do hay các gốc tự do này có hoạt tính hóa học rất cao, chúng dễ tương tác với các phân tử khác, đứt một nguyên tử hoặ một nhóm nguyên tử ra khỏi phân tử Mặt khác chúng dể tương tác với nhau

2.Phân loại: Phản ứng dây chuyền có 2 loại:

Là phản ứng khi một gốc tự do mất đi thì lại xuất hiện gốc tự do mới

thay thế Như vậy lượng gốc tự do sẽ không thay đổi khi mạch bị đứt Sự đứt mạch xảy ra khi phản ứng không còn khả năng tạo gốc tự do mới

Là phản ứng khi một gốc tự do mất đi thì lại xuất hiện hai hoặc nhiều

gốc tự do mới thay thế Như vậy lượng gốc tự do sẽ thay đổi khi mạch bị

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

3.Cơ chế chung của phản ứng dây chuyền

Khi ta truyền cho hạt nhân một năng lượng đủ lớn, hạt nhân có thể

vỡ thành hai hay nhiều mảnh nhỏ hơn nó Năng lượng cần thiết, nhỏ nhất để làm hạt nhân phân chia được gọi là năng lượng kích hoạt Năng lượng kích hoạt được sử dụng cho hai phần: một phần truyền cho các nuclôn riêng biệt bên trong hạt nhân tạo ra các dạng chuyển động nội tại, một phần dùng để kích thích chuyển động tập thể của toàn bộ hạt nhân, do đó gây ra biến dạng và làm hạt nhân vỡ thành các mảnh nhỏ.

ĐOẠN PHIM

II MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN NẢY NHÁNH

1 Ứng dụng

2 Hậu quả của các vụ nổ hạt nhân

II MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN NẢY NHÁNH

1 Ứng dụng

a Xây dựng nhà máy điện nguyên tử

b Chế tạo vũ khí hạt nhân

II MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN NẢY NHÁNH

II MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN NẢY NHÁNH

Lợi dụng năng lượng cực lớn phát ra từ các phản ứng hạt nhân Nhân loại đã ứng dụng để chế tạo ra các loại vũ khí hạt nhân và xây dựng các nhà máy điện hạt nhân

Hiện nay, người ta làm nhiều loại lò phản ứng khác nhau với nhiên liệu, chất thải nhiệt, chất làm chậm khác nhau tùy theo mục đích sử dụng: nghiên cứu khoa học, cung cấp năng lượng nguyên tử hay sản xuất nhiên

Bộ phận chính của nhà máy này

là lò phản ứng hạt nhân, ở đó phản ứng phân hạch dây chuyền được khống chế ở mức tới hạn

Lò có những thanh nhiên liệu hạt nhân A thường làm bằng hợp kim chứa urani đã làm giàu Những thanh này đặt trong chất làm chậm B (nước nặng , hoặc than

Trong một lò phản ứng hạt nhân, các thanh Uran thiên nhiên hay plutôni rất mỏng xếp xen kẽ các lớp khá dày của chất làm chậm tạo thành vùng hoạt động trong đó xảy ra

chuyền

Như vậy, nơtrôn nhanh sinh ra do phản ứng phân hạch, sẽ bị giảm tốc đến vận tốc nhiệt trong chất làm chậm Muốn điều chỉnh hoạt động của lò mạnh lên hay yếu đi thì dùng các thanh Cadmi có đặc tính hấp thụ mạnh nơtrôn nhiệt: muốn lò chạy yếu đi thì cho dồn những thanh Cadmi vào

lò, muốn lò chạy mạnh lên thì rút dần ra, để bảo đảm hệ số nhân nơtrôn

Người ta cho chất làm lạnh chảy theo những đường ống vào trong lò để bảo đảm giữ nhiệt độ lò không cao quá mức nguy hiểm Nếu lò dùng để cung cấp năng lượng thì chất làm lạnh đồng thời là chất tải nhiệt, chất này phải ít hấp thụ nơtrôn.

Một dòng nước thường sẽ nhận nhiệt nóng trong buồng trao đổi nhiệt và biến thanh hơi .

Hơi nước làm chạy tua bin phát điện giống như trong nhà máy nhiệt dụng

nhiệt thu được, nhà máy điện nguyên tử có thiết kế khác thành bằng thép, tường bằng bê tông, để chặn các tia phóng xạ lò phản ứng trở thành vượt hạn.

Nhiều nhà máy điện nguyên tử đã được xây dựng ở các nước

công nghiệp và cung cấp một lượng điện năng đáng kể: trên 35% tổng điện năng sản xuất hàng năm ở Pháp, Thuy Đỉên, Phần Lan… 30% ở Nhật, 12% ở Mĩ, 7% ở Liên Xô cũ…Tuy nhiên sự cố xảy ra ở nhà máy điện nguyên tử Trécnobưn (ucraina) đã buộc một số nước cân nhắc lại việc xây dựng các

nhà máy điện nguyên tử.

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

500 kW, có 89 thanh nhiên liệu là hợp kim chứa urani đã làm giàu tới 36% U235

Lò phản ứng hạt nhân cũng đã được đặt trên các tàu thuỷ, tàu ngầm; chỉ cần một lần nạp nhiên liệu là các tàu này có thể hoạt động liên tục vài năm Người ta đang nghiên cứu giảm

khối lượng của lò để có thể đặt trên máy bay.

II MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN NẢY NHÁNH

1 Ứng dụng

b Chế tạo vũ khí hạt nhân

VŨ KHÍ HẠT NHÂN

Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hoặc nhiệt hạch gây ra

Năng lượng được giải thoát bởi vụ nổ bom hạt nhân được đo bằng

kiloton hoặc megaton - tương đương với hàng ngàn và hàng triệu tấn

* Các loại vũ khí hạt nhân:

- Bom hạt nhân

- Đầu đạn hạt nhân

- Tên lửa hạt nhân

- Ngư lôi hạt nhân (tàu ngầm hạt nhân)

Bức xạ nhiệt — 30-50% tổng năng lượng

Bức xạ ion — 5% tổng năng lượng

Bức xạ dư (bụi phóng xạ) — 5-10% tổng năng lượng

Đầu đạn hạt nhân

Bom hạt nhân

* Tính năng chiến đấu của vũ khí hạt nhân thể hiện bằng các nhân tố sát thương phá hoại là:

Là nhân tố sát thương, phá hoại chủ yếu và tức thời

Bức xạ quang gây cháy, gây nóng chảy,

gây biến dạng trên phạm vi lớn

* Bức xạ xuyên:

Là dòng bức xạ của các tia gama va nơtrôn phát ra từ vùng nổ

và truyền đi mọi phía Thời gian của bức xạ xuyên là 10 đến

15 giây sau khi nổ.

Bức xạ xuyên là nhân tố sát thương đặc trưng của vũ khí hạt nhân; nó gây ra sát thương, phá hoại do tác dụng ion hóa

nguyên tử, phân tử, môi trường mà nó chiếu vào, làm thay đổi tính chất của môi trường; khi chiếu vào người sẽ gây hiệu ứng sinh học.

Đối với người, bức xạ xuyên gây nên bệnh phóng xạ ở các mức độ khác nhau, có thể dẫn đến chết Biểu hiện chung của bệnh phóng xạ là mệt mỏi, kém ăn, rụng tóc, sốt cao, buồn

nôn.

Bán kính gây bệnh phóng xạ là:

Độ 1: cự ly 1.380 m

Độ 2: cự ly 1.200 m

* Nhiễm phóng xạ: (nhiễm xạ, xung điện từ)

Là hiện tượng mặt đất, mặt nước, các công trình, các phương tiện… bị nhiễm các chất phóng xạ sinh ra khi khi vũ khí hạt nhân nổ Do phân rã phóng xạ mà các chất phóng xạ đã phát ra các tia phóng xạ anpha, bêta, gama gây tác hại cho người

Nhiễm xạ là nhân tố sát thương, phá hoại đặc trưng của vũ khí hạt nhân, gây tác hại nguy hiểm cho con người trong thời gian đầu và có thể kéo dài do sự phân rã của các dồng vị phóng xạ

Khi vũ khí hạt nhân nổ, mặt đất hình thành một khu nhiễm xạ có dạng hình tròn quanh tâm nổ, có bán kính hàng kilomet, làm cho địa hình bị nhiễm xạ Ngoài ra, khi cầu lửa nguội đi, nó sẽ lan truyền theo hướng gió như một vết mây, trong đó chứa nhiều bụi phóng xạ; bụi này rơi xuống đất, tạo thành một khu nhiễm xạ rộng hàng chục, hàng trăm kilomet

Chất phóng xạ gây nguy hiểm cho con người bằng ba con đường:

- Chiếu xạ bên ngoài

- Nhiễm xạ da

- Nhiễm xạ bên trong(do hít phải bụi, khí phóng xạ, ăn uống thức ăn

nhiễm xạ)

Hiện nay trên thế giới có 9 quốc gia đã cho nổ hay đã dùng vũ khí hạt nhân:

5 quốc gia trong số đó được Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân xem là các quốc gia có vũ khí hạt nhân Bao gồm:

3 nước không ký vào hiệp định này thực hiện các thí nghiệm cho nổ

vũ khí hạt nhân: Ấn Độ, Pakistan và Bắc Triều Tiên

MỘT SỐ THÔNG TIN LIÊN QUAN

Một trong những thảm họa hạt nhân mà loài người luôn nhớ tới là vụ ném bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki (Nhật Bản)

Ước tính đã có khoảng 140.000 người dân Hiroshima thiệt mạng do vụ

nổ cũng như bởi hậu quả vô cùng nặng nề mà nó để lại Còn tại Nagasaki, con số người thiệt mạng là 74.000 người Đó chỉ là những con

số được Quân đội Mỹ chiếm đóng tại Nhật công bố vào tháng 2/1946 mà chưa thể tính được những nạn nhân tử vong sau này do các bệnh về phóng xạ Theo thống kê, con số người chết do phóng xạ tại cả hai thành phố Hiroshima và Nagasaki từ năm 1950 đến năm 1990 là hàng trăm nghìn người

CLIP 1 CLIP 2

Kể từ khi nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ra đời cho tới nay, thế giới đã chứng kiến nhiều sự cố hạt nhân Những

sự cố, đôi khi là thảm họa, đã tạo thành mối ám ảnh của không ít người

Thảm họa hạt nhân lớn đầu tiên xảy ra năm 1979 tại tổ máy số 2 của nhà máy “Three Mile Island”, nằm trên hòn đảo có diện tích 3,3km2 trên sông Susquehanna (bang Pennsylvania, Mỹ) Đây được coi là tai nạn hạt nhân dân sự nghiêm trọng của phương Tây và bị xếp vào mức 5 trên thang sự cố hạt nhân quốc tế - INES của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA)(thang được chia thành 8 mức, từ 0 đến 7).

Three Mile Island

Sự cố hạt nhân thứ hai được nhắc tới nhiều hơn là thảm họa hạt nhân Chernobyl, xảy ra vào ngày 26-4-1986 khi nhà máy điện nguyên tử

Chernobyl ở Pripyat, Ukraine bị nổ Đây được coi là tai nạn hạt nhân tồi

tệ nhất trong lịch sử và duy nhất bị liệt vào mức 7 của thang INES

Chernobyl sau tai nạn

Do không có tường chắn, đám mây bụi phóng xạ bay lên từ nhà máy lan rộng ra nhiều vùng phía Tây Liên Xô, Đông và Tây Âu, Scandinavia, Anh và phía Đông nước Mỹ Nhiều vùng rộng lớn thuộc Ukraine, Belarus và Nga bị ô nhiễm nghiêm trọng, dẫn tới việc phải sơ tán và tái định cư cho hơn 336.000 người.

Một bản báo cáo năm 2005 do Hội nghị Chernobyl, dưới quyền lãnh đạo của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) và Tổ chức Y tế thế giới (WHO), đưa ra cho rằng có 56 người chết ngay lập tức; 47 công nhân và 9 trẻ em vì ung thư tuyến giáp và ước tính rằng có khoảng 9.000 người, trong số gần 6,6 triệu, cuối cùng sẽ chết vì một loại bệnh ung thư nào đó…

Hiện trường vụ tai nạn tại

nhà máy điện hạt nhân

Nhà máy điện hạt nhân Mayak

Năm 1957, nhà máy điện hạt nhân Mayak (Kyshtym, Liên Xô cũ) gặp sự

cố ở mức 6 của thang INES Một lượng phóng xạ lớn đã thoát khỏi lò phản ứng, khiến 200 người chết, 10.000 phải đi sơ tán và khu vực rộng 250km² bị phong tỏa

Nạn nhân trong sự cố hạt nhân (ảnh vẽ minh họa)

Cũng trong năm 1957, một sự cố diễn ra ở nhà máy Windscale (Anh), bị xếp vào mức 5 của thang INES Đám mây phóng xạ

thoát ra ngoài, bị gió cuốn đi và tác động đến một phần lục địa châu Âu Lệnh cấm sử dụng sữa được áp dụng trong 2 tháng tại khu vực có iện tích 500km² bao quanh nhà máy

Năm 1980, nhà máy điện hạt nhân Saint-Laurent (Loir-et-Cher, Pháp) gặp sự cố ở mức 4 thang INES Sau tai nạn, nhà máy này đã

bị phá hủy nặng nề và phải ngừng cung cấp điện trong 2 năm rưỡi Đây được coi là sự cố hạt nhân nghiêm trọng nhất ở Pháp

Năm 1999, sự cố mức 5 tháng INES xảy ra tại Tokaimura, cách Tokyo (Nhật Bản) 120km về phía Đông Bắc Tai nạn xảy

ra do lỗi của con người, khi công nhân đưa lượng uranium lớn (16kg) vượt quá mức cho phép (2,3kg) vào thùng Vụ rò rỉ phóng xạ khiến 2 công nhân nhà máy thiệt mạng và khoảng

600 người khác bị nhiễm phóng xạ

Một số sự cố hạt nhân khác như: Năm 2006, tại Thụy Điển,

sự cố được xếp vào mức 2 của thang INES xảy ra tại nhà máy hạt nhân Forsmark; năm 2007, rò rỉ phóng xạ xảy ra ở biển Kashiwazaki-Kariwa (Nhật Bản) sau một vụ động đất 6,6 độ ở Niigata

Tai nạn hạt nhân xảy ra ở khắp nơi, kể cả ở những nước có trình độ khoa học tiên tiến của thế giới như Mỹ, Liên Xô, Nhật Bản…

Nguyên nhân có nhiều, từ sai sót trong thiết kế, thi công cho đến lỗi vận hành hay sự tác động của các yếu tố tự nhiên Mặc dù vậy, các nhà khoa học cho rằng lỗi của con người vẫn là quan trọng nhất Thảm họa hạt nhân Chernobyl là một ví dụ điển hình: Ngoài yếu tố thiết kế, tai nạn xảy

ra chủ yếu do con người không tuân thủ quy phạm khi tiến hành thí nghiệm trên lò phản ứng

Chiến tranh hạt nhân nếu xảy ra sẽ phá hoại nghiêm trọng môi trường sinh thái

Việc sử dụng vũ khí hạt nhân sẽ giải phóng một khối lượng lớn bụi phóng xạ và các tác nhân độc hại khác gây tổn hại sinh thái, phá hoại tầng ozon trái đất, làm thay đổi khí hậu, phá hoại tầng đối lưu khí quyển, ảnh hưởng tầng điện ly và tính ổn định từ trường Bụi phóng xạ và các hợp chất độc được tạo ra từ các vụ nổ hạt nhân sẽ dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng bầu khí quyển Những hạt bụi và khói hạt nhân tán xạ trong tầng khí quyển dẫn đến hạ thấp nhiệt độ, thay đổi khí hậu, tạo ra hạn hán, thực vật khô cằn, hoang mạc hoá đất đai, đóng băng các nguồn nước ngọt

Nếu như sử dụng loại vũ khí này sẽ khiến

dân số giảm đi nhanh chóng, sức khoẻ con

người bị huỷ hoại, xuất hiện các bệnh tật

mới, làm biến đổi gen

Không chỉ có những hậu quả nhãn tiền mà chúng ta thấy được Việc sản xuát và sử dụng vũ khí hạt nhân còn có nhiều hậu quả trầm trọng lâu dài.Gây ra tình trạng ô nhiễm phóng xạ.

Ảnh hưởng trầm trọng đến sức khỏe va sự sinh tồn của con người và các sinh vật khác

Mặc khác, việc khắc phục hậu quả của các thảm họa này là cực kỳ tốn kém và cũng nguy hại đến sức khỏe của người khắc phục

Trong vòng 40 năm, 58 lò phản ứng của Pháp đã cho ra hơn 1 triệu mét khối chất thải.

Sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, người ta ít lo lắng về loại chất thải đặc biệt phiền phức này, chỉ việc thuê một chiếc tàu chở hàng, đem ra biển và ném tất cả xuống Và như thế 40.000 thùng chất thải

đã được dìm xuống đáy Đại Tây Dương, vùng biển Tây Ban Nha và vùng biển Bretagne (Pháp) Rất lâu sau đó, vào khoảng những năm

1980, người Mỹ đã nghiên cứu khả năng đưa các chất thải này vào không gian Người ta cũng định đem bỏ chúng trong sa mạc Tuy nhiên, cả hai “sáng kiến” này chưa được thực hiện

Ở Đức, 100.000 thùng chứa chất thải hạt nhân đã được cất giữ từ những năm 1960 tại một mỏ muối bỏ hoang được cho là không thấm nước Nhưng đất đã dịch chuyển và nước đã len lỏi khắp nơi Mỗi ngày, tại đây, người ta phải hút đến 12 mét khối nước bị nhiễm phóng xạ

Bên cạnh mối nguy hiểm chất thải nói trên, quá trình sản xuất điện của nhà máy điện hạt nhân đòi hỏi phải sử dụng nước để làm lạnh – và cũng

là một mối nguy: cạnh tranh, chiếm nguồn nước sinh hoạt của nhân dân

Đó là một thực tế những nhà vận động cho năng lượng hạt nhân không bao giờ đề cập đến

CLIP MỸ NÉM 2 QUẢ BOM NGUYÊN TỬ

XUỐNG HIROSHIMA