Bài 60: Sự phân hạch. Nhà máy điện nguyên tử

Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân loại rất nặng hấp thụ một nơtrôn rồi vỡ thành 2 hạt nhân trung bình.. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀNMột phần số nơtrôn sinh ra bị mất mát vì nhiều nguyên nh

TRƯỜNG THPT PHONG CHÂU

GV: DƯƠNG ĐỨC HOÀ

TIẾT 88 LỚP : 12A2

Chào mừng các

thầy cô giáo đến

dự giờ Với lớp 12a2

KIỂM TRA BÀI CŨ:

Tiết 88:

SỰ PHÂN HẠCH.

NHÀ MÁY ĐIỆN

NGUYÊN TỬ

Ottô Han (ng ười Đức-nobel hoá năm 1944 ) v à meiner (người

Đức gốc Do Thái) là những

người đầu tiên tìm ra sự phân hạch

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Hái: ThÕ nµo lµ sù ph©n h¹ch?

Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân (loại rất nặng) hấp thụ một nơtrôn rồi vỡ thành 2 hạt nhân trung bình

Hỏi: Điều kiện để sự phân hạch xảy ra ?

Nơtrôn chậm, có động năng < 0,1eV dễ bị hấp thụ hơn nơtrôn nhanh

Nêu phân hạch của U 235 và đ2 sự phân hạch?

Với X, X’: các hạt nhân trung bình (A từ 80 đến 160; Z từ 30 đến 64) và k=2 hoặc 3 : số nơtrôn sinh ra.

Năng lượng toả ra cỡ 200 Mev( động năng X,X’ là chủ yếu)

Ph¶n øng ph©n h¹ch U235

n Rb

Cs U

n

93 37

140 55

236 92

1 0 235

92      3

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Một phần số nơtrôn sinh ra bị mất mát vì nhiều nguyên nhân, nhưng nếu sau mỗi phân hạch, vẫn còn lại trung bình s nơtrôn, mà s>=1, thì s nơtrôn này đập

vào các hạt nhân U 235 khác, lại gây ra s phân hạch, sinh ra s2 nơtrôn rồi s3, s4… nơtrôn

Số phân hạch tăng rất nhanh trong một thời gian ngắn: ta có phản ứng hạt nhân dây chuyền.

s: gọi là hệ số nhân nơtrôn.

n nn

H ỏi: Theo em hiểu thế nào là phản ứng dây

chuyền? Trong hoá học phản ứng cháy có phải là

PƯ dây chuyền không?

n nn

U

n nn

U

U

U

U U

Hỏi: Nếu s=2 thì số phân hạch tăng theo quy luật nào?

U

Hỏi: Tính gần đúng năng lượng toả ra (kwh) khi 1 gam U235 phân hạch hoàn toàn?

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

Vậy ý nghĩa của hệ số nhân nơtrôn(s) là gì?

Khi s>1:Hệ thống gọi là vượt hạn: ta 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

Khi s=1, hệ thống gọi là tới hạn: phản ứng

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

Khi s<1, hệ thống gọi là dưới hạn: phản ứng

dây chuyền không xảy ra

Hỏi:Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra? Điều kiện là S  1

Hỏi:Điều kiện để s1 là gì ?

Để s1 khối lượng U 235 phải đạt tới một giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mh

Vậy tại sao để phản ứng dây chuyền xảy ra

lại cần điều kiện m  mh

Xét 1 khối Urani hình cầu bán kính R Giả sử trong

1 đơn vị thể tích có có a nơtrôn sinh ra trong 1 s thì số nơtrôn sinh ra trong 1s ở toàn khối là n1 =

Gọi b là số nơtrôn thoát ra khỏi 1 đơn vị diện tích

bề mặt trong 1s thì số nơtrôn mất đi là

n2 =

Tỷ số n1/n2= Ra/3b càng có lợi cho p.ứng phát triển nếu R lớn tức là khối lượng U càng lớn

Urani càng giàu thì a càng lớn; Rmin càng nhỏmh càng nhỏ (càng

d ễ gây nổ nếu tích trữ nhiều )

BOM NGUYÊN TỬ (little boy + fat Man)

Mỹ ném xuống Hiroshima và Nagasaki 8.1945

I PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

 Trong các đồng vị có thể phân hạch khi hấp thụ 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 tỷ lệ U235 lên vài hoặc vài chục phần trăm Khối lượng tới hạn từ vài tấn đến vài chục tấn tuỳ tỷ lệ làm giàu cao hay thấp.

II NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

Hỏi: Đọc SGK và nêu cấu tạo của lò phản ứng hạt nhân? tác dụng của bộ phận A,C

A C

D

II NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

hợp kim chứa urani đã làm giàu.

động giữ độ cao sao cho s=1.

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

II NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

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

Trên 35% tổng điện năng sản xuất hàng năm ở Pháp, Thụy Điển, Phần Lan…

Sau vụ nổ ở Chernobyl-Ukraina Nhà máy điện hạt nhân ở Pháp

Củng cố bài

Câu 1 Hãy chọn câu phát biểu đúng

1) Phóng xạ cũng là sự phân hạch vì nó toả năng lượng

2) Phần lớn năng lượng toả ra trong phân hạch là năng

lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh (e - ,gamma )

3) Các hạt nhân sinh ra trong sự phân hạch đều là phóng xạ

nên sự phân hạch dây chuyền gây ra nguy hiểm phóng xạ 4) Plutôni (Pu) là chất không thể phân hạch được

Câu 2 Hãy chọn câu phát biểu sai

1) Khi hạ thấp các thanh điều chỉnh trong lò PƯ HN thì s giảm 2) Khi nơtrôn va chạm vào các hạt nhân của chất làm chậm thì

chúng mất dần động năng và bị chậm lại

3) Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra với U235 thì cần

tăng nhiệt độ của nó lên cao

4) Để sự phân hạch dễ xảy ra thì nơtrôn phải là chậm

C ác vấn đề trọng tâm

1) Định nghĩa, đặc điểm, điều kiện sự phân hạch?

2) Phản ứng phân hạch dây chuyền là gì ? Điều kiện để

năng lượng? Tính khối lượng xăng tương đương, biết

V ề nhà:

Đề nghị các em:

1) Học bài cũ+ làm bài 9.14; 9.19

trong SBT 2) Đọc trước bài mới

Đề nghị các em:

1) Học bài cũ+ làm bài 9.14; 9.19

trong SBT 2) Đọc trước bài mới

1) Bom Little boy thả xuống Hiroshima ngày 6.8.1945

(lõi bằng U235)bởi phi đội bay B29 , gồm 12

người.Có sức công phá tương đương 16 nghìn tấn thuốc nổ TNT,giết chết 140 nghìn người Bom nặng 4,63 tấn,dài 3,25 m

2) Bom fat man thả xuống Nagasaki ngày 9.8.1945 (lõi

bằng Plutôni 239), sức công phá tương đương 21 nghìn tấn TNT,hơn 40 nghìn người chết Fat man to gấp 2 lần Little boy nhưng khối lượng bằng 10%

Little boy

3) Vụ nổ nguyên tử Chernobyl ngày 26.4.1986 phát ra

lượng phóng xạ gấp 400 lần quả bom ném xuống Hiroshima(56 người chết ngay,hơn 200 nghìn người chết sau đó)

4)Năm 2015 nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở VN xây

dựng tại Ninh Thuận ( kinh phí 3,4 tỷ đô la)

5) Bom hạt nhân có tên Sa Hoàng của Liên xô có sức

công phá lớn nhất (tương đương 54 triệu tấn TNT)

• 1) Muốn cho hiện nội dung mỗi slide ngay lập tức(không theo tuần tự từng

mục):slide show/set up show/Trong show option chọn without animation

• 2) Muốn hiện chế độ view show chỉ ở 1 số slide nhất định ta vào slide show/set up show/chọn số slide from… to….

• 3) Để tự động trình chiếu: slide show/slide transition/chọn automatically after và

chọn thời gian tự động để chuyển slide(tính bằng giây)/chọn apply to all slide để áp dụng cho tất các slide

• 4) Tăng độ phân giải(độ nét cho slide):slide show/ set up show/trong hộp slide show resolution chọn 800x600(ngầm định là độ phân giải hiện tại)

• 5) Cũng trong hộp thoại sety up show nếu chọn using timings, is present thì khi

đang ở slide cuối nó sẽ tự động thoát

• 6) Muốn hiện thời gian trình chiếu từng slide và toàn bộ các slide ta vào slide