Bài giảng bài phản ứng nhiệt hạch vật lý 12 (3)

  • Số trang: 21 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 28 |
  • Lượt tải: 0
hoangtuavartar

Đã đăng 24906 tài liệu

Mô tả:

I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Phản ứng nhiệt hạch là gì? lạiPhản định nghĩa phảnhạch ứnglà phân hạch? a/. Hãy Đinhnhắc nghĩa: ứng nhiệt phản ứng Phân là phản trong nhẹ đó một nhân trong đó hạch hai hay nhiềuứng hạt nhân tổnghạt hợp lại nặng vỡhạt thành 2 mãnh nhẹ .Thường hơn. thành một nhân nặng hơn chỉ xét các hạt nhân có số A≤10. b/. Ví dụ về phản ứng nhiệt hạch : 2 1 3 1 4 2 1 0 H + H = He + n MÔ TẢ QUÁ TRÌNH NHIỆT HẠCH 2 1 2 1 4 2 H He 3 1 H H  H  He  n  17, 6MeV 3 1 4 2 1 0 Phản ứng trên tỏa năng lượng: Wtỏa = 17,6MeV/1 hạt nhân Hãy tìm ra kết quả này dựa vào các số liệu cho trong bảng ở cuối sách 2. Điều kiện thực hiện. Để phản ứng nhiệt hạch xảy ra thì nó tuân theo những điều kiện nào? Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ.  Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn  Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn . II – NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch 1 1 2 1 3 1 4 2 H + H = He 2 1 4 2 H + H = He 2 1 3 1 4 2 1 0 H + H = He + n Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1g C. 3,8.10 26 W Hiểu thêm Phản ứng phải thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng chục, hàng trăm triệu độ), nên còn gọi là phản ứng nhiệt hạch, vì chỉ ở nhiệt độ cao các hạt nhân nhẹ mới có động năng đủ lớn để thắng lực đẩy Colomb và tiến lại gần nhau đến mức lực hạt nhân tác dụng và kết hợp chúng lại. Trong thiên nhiên có tồn tại những phản ứng nhiệt hạch. Nguồn gốc của năng lượng Mặt Trời là do các phản ứng nhiệt hạch vì trong lòng Mặt trời có nhiệt độ rất cao, cho phép các phản ứng nhiệt hạch xảy ra Chẳng hạn: Mặt trời có công suất bức xạ lên tới là 3,8.1026W do sự tạo thành hạt nhân Heli từ các hạt nhân Hidro 2  0 4 H  H  e  26,8MeV 1 1 4 2 Hãy tìm ra những ưu điểm và nhược điểm của phản ứng nhiệt hạch? Ưu điểm: * Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn. * Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào. * Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường Nhược điểm: Điều kiện thực hiện khó khăn hơn: Nhiệt độ rất cao Vậy: _ Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn. _ Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch _ Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào. _ Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường. - Con người cũng thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được, ví dụ sự nổ của bom khinh khí - Một mục tiêu quan trọng của vật lý là thực hiện phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, năng lượng tỏa ra khi đó sẽ dùng phục vụ cho cuộc sống con người Lý do khiến con người quan tâm đến năng lượng nhiệt hạch: -Nhiên liệu tạo năng lượng nhiệt hạch hầu như vô tận: đó là đơtêri và triti có rất nhiều trên Trái đất (trong nước sông, biển) -Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch “sạch” hơn phản ứng phân hạch vì ít có bức xạ hay cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT Đây là phần giảm tải Củng cố * Phản ứng nhiệt hạch là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn. * Thực tế chỉ quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch tạo nên Hêli * Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch : * Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ. * Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao. * Năng lượng nhiệt hạch trên trái đất, với những ưu việt không gây ô nhiễm và nguyên liệu dồi dào sẽ là nguồn năng lượng của thế kỉ XXI III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT Một số hình ảnh về bom khinh khí 2. Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển 2 1 3 1 4 2 1 0 H + H = He + n +17,6MeV T bám vào một tấm đồng; D được gia tốc đến 2MeV đập vào T. Phản ứng xảy ra phát ra n và năng lượng 14,1MeV Các vụ thử bom nhiệt hạch • LÒ PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH JET Mặt cắt của lò PƯNH JET- chỉ ra thể plasma • ỨNG DỤNG 4. JET (Joint European Torus) là thí nghiệm vật lý nhân tạo lớn nhất của Châu Âu để giam giữ plasma đang hoạt động. Được đặt tại Anh, mục đích chính của nó là để mở đường cho tương lai các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thí nghiệm như ITER và DEMO. ỨNG DỤNG Thành phần cơ bản của lò phản ứng nhiệt hạch. 1. Bộ phận tạo từ trường 2. Buồng phản ứng 3. Divertor 4. Buồng chân không 5. Buồng lạnh 6. Hệ thống điều khiển và đo đạc - Việc tìm kiếm giải pháp để tạo ra phản ứng nhiệt hạch nhân tạo, có kiểm soát là khả thi. - Thông qua các thí nghiệm con người đang dần làm chủ được công nghệ và kỹ thuật sản xuất điện từ phản ứng nhiệt hạch. - Trong tương lai không xa các nhà máy điện nhiệt hạch sẽ được hình thành và đóng góp đáng kể vào nguồn năng lượng của thế giới. Câu 1: Điều nào sau đây là đúng khi nói về phản ứng nhiệt hạch? A.Chỉ xẩy ra ở nhiệt độ rất cao B. Phản ứng nhiệt hạch là một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng C. Hiện nay, phản ứng nhiệt hạch không thể kiểm soát được D. D. Tất Tất cả cả đều đều đúng. đúng. Câu 2: Nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì năng lượng toả ra bởi phản ứng phân hạch A. Bằng với phản ứng nhiệt hạch. B. Lớn hơn phản ứng nhiệt hạch. C. Nhỏ hơn phản ứng nhiệt hạch . D. Không so sánh được.
- Xem thêm -