Tài liệu Bài giảng bài phản ứng nhiệt hạch vật lý 12 (5)

Phản ứng phân hạch là gì? Đặc điểm của nó và cho thí dụ? Phản ứng phân hạch la øhiện tượng một hạt n + U  Xe + Sr + 2 n + 212MeV nhân rất nặng như urani, plutoni… hấp thụ một notron và vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình. TD: 1 0 235 92 139 54 95 38 1 0 Hệ số nhân neutron là gì ? Nó có ý nghĩa gì trong khi nghiên cứu phản ứng phân hạch? Hệ số nhân nơtron s là tỉ số giữa số nơtron sinh ra và số nơtron mất đi. Nếu: * s < 1: hệ thống dưới hạn, phản ứng dây chuyền không xảy ra. * s = 1: hệ thống tới hạn, phản ứng dây chuyền xảy ra kiểm soát được (bom nguyên tử) * s > 1: hệ thống vượt hạn, phản ứng dây chuyền không kiểm soát được (nhà máy điện nguyên tử) PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Phản ứùng nhiệt hạch a) Định nghĩa b) Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch c) Năng lượng của phản ứng nhiệt hạch. 2. Phản ứng nhiệt hạch trong tự nhiên 3. Phản ứng nhiệt hạch nhân tạo a) Phản ứng nhiệt hạch không điều khiển b) Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển và ưu việt của năng lượng phản ứng nhiệt hạch a) Định nghĩa: Là hiện tượng hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp thành một hạt nhân nặng hơn (thường xảy ra ở những hạt nhân nhẹ có A 10) TD: b) Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch: - Phải cần nhiệt độ lên các hạt nhân ban đầu có động năng rất lớn 2 50 đến 2 100 triệu 4 độ làm cho 1 -15 H + m) H  2 He n + 3,25MeV chuyển động sát nhau (cỡ kết+hợp 1 10 1 chúng mới 0 nhau (do lực hạt nhân). - Mật độ các4hạt nhân 1phải đủ cao 3 H + 1H  2 He + 0 n + 17,6MeV 2 1  c) Năng lượng của phản ứng nhiệt hạch: - Một phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng bé hơn một phản ứng hạt nhân. - Tuy nhiên nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì năng lượng nhiệt hạch lớn hơn nhiều so với năng lượng hạt nhân TD: 1 gam phân hạch U(235) (vụ nổ hạt nhân) tỏa ra một năng lượng tương đương 1,9 tấn xăng. Tổng hợp 1 gam He(4) cho một năng lượng tương đương 19 tấn xăng (gấp 10 lần trên) Phản ứng nhiệt hạch trong tự nhiên: - Năng lượng từ mặt trời và các ngôi sao tỏa ra chủ yếu do phản ứng nhiệt hạch xảy ra. - Phổ biến nhất là quá trình tổng hợp He từ Hidro như sau: - Vì khối lượng mặt trời rất lớn mà cấu tao chủ yếu là hidro nên năng lượng mặt trời tỏa ra hầu như vô tận 4 H  He + 2 e + 26,8MeV 1 1 4 2 0 1 + Thuốc nổ kích hoạt Bom A   Hỗn hợp Li và H Các vụ thử bom nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển và ưu việt của năng lượng nhiệt hạch: - Điều quan tâm hiện nay là kiểm soát được phản ứng nhiệt hạch để sử dụng vì mục đích hòa bình. Dự kiến đến năm 2020 sẽ kiểm soát được. - Phản ứng nhiệt hạch sau đây hiện được quan tâm D + 31T  42 He + 01n + 17,6MeV 2 1 - Ưu việt của năng lượng nhiệt hạch: * Nguồn nhiên liệu đơtơri và triti rất dồi dào ,dễ khai thác và ít tốn kém . * Sản phẩm của phản ứng nhiệt hạch rất ít ô nhiễm môi trường Hãy phân biệt định tính phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch (về nhiên liệu, điều kiện thực hiện, năng lượng tỏa ra cùng một lượng nhiên liệu và ô nhiễm môi trường)? Phản ứng nhiệt hạch không điều khiển:( bom nhiệt hạch) - Nhiệt độ cao tạo bởi vụ nổ bom A. - Nhờ đó phản ứng giữa Li và H tạo ra He và tỏa ra một năng lượng cực kì lớn (do hai vụ nổ cộng lại) - Hiện nay phản ứng nhiệt hạch chưa điều khiển được nên năng lượng của nó chưa được khai thác.