sự phân nhánh

KiỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Hiện tượng phóng xạ là gì? Có mấy dạng
phóng xạ?
Câu 2: Trình bày đặc điểm của các tia phóng xạ?
Câu 3: Phát biểu nội dung và viết biểu thức định
luật phóng xạ? Công thức tính chu kì bán rã?


Ottô Han (Otto Hahn) 1879-1968


HÌNH ẢNH HOANG TÀN CỦA HI-RÔ-SI-MA
(NHẬT) SAU VỤ NỔ BOM NGUYÊN TỬ (1945)


ĐÀI TƯỞNG NiỆM HOÀ BÌNH Ở NAGASAKI
(NHẬT)




I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

1. Phản ứng phân hạch là gì?
- Là sự vỡ ra của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung
bình (kèm theo một vài nơtron phát ra)
2. Phản ứng phân hạch kích thích
238
239
U

,
U
,
-Xét các phân hạch của 235
92
92
92 U
chúng là nhiên liệu cơ bản của phản ứng hạt nhân.
- Sơ đồ phản ứng phân hạch
Để phân hạch
xảy ra cần
phải làm gì?
n + X→ X*→ Y +Z +kn (k = 1,2, 3.....)
- Quá trình phân hạch của X là không trực tiếp mà phải qua
trạng thái kích thích X*


II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
- Xét các phản ứng phân hạch sau:
1
0

236
*
95
138
1
n + 235
U
→

U
→
Y
+
I
+
3
92
92
39
53
0n

1
0

236
*
139
95
1
n + 235
U
→
U
→
Xe
+
Sr
+

2
92
92
54
38
0n

1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng
- Phản ứng phân hạch U235 là phản ứng phân hạch
toả năng lượng , năng lượng đó gọi là năng lượng
phân hạch
- Mỗi phân hạch U235 tỏa năng lượng 212 MeV


2. Phản ứng dây chuyền

U
n
U

n

U

n
U

U

n

U

U


2. Phản ứng dây chuyền

U
U
U
U

n

U
U
U

k=2


2. Phản ứng dây chuyền
Nếu
có k nơtron
n
- Giả sử sau mỗi phân hạch- có
k nơtron
được thì
giảisau
phóng

lần tạo
phânnên
hạch
liên tiếp,
đến kích thích các hạt nhân U235
những
phânsốhạch
nơtron giải phóng ra là bao
mới.
nhiêu và tiếp tục kích thích
n
- Sau n lần phân hạch liên tiếp, sốbao
nơtron
giải
phóng
ra
là
k
nhiêu phân hạch mới? và
kích thích kn phân hạch mới (k: gọi là hệ số nhân nơtrôn)
+ Khi k<1 : phản ứng phân
tắt nhanh
+ Khihạch
k<1 dây
điềuchuyền
gì xảy ra?
+ Khi k =1 : phản ứng phân
tự duy trì,
+ Khihạch
k =1dây

điềuchuyền
gì xảy ra?
năng lượng phát ra không đổi + khi k>1 điều gì xảy ra?
+ Khi k>1 : phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì,
năng lượng phát ra tăng nhanh, có thể gây bùng nổ
- Muốn k ≥ 1 thì khối lượng của chất phân hạch phải đủ
Muốn
≥ 1 phải
làmsố
gì?nơtron
lớn để số nơron bị “bắt” nhỏ hơn
rất knhiều
so với
được giải phóng.Cụ thể khối lượng tới hạn của U235 vào cỡ
15kg ,của Pu239 vào cỡ 5kg.


3. Phản ứng phân hạch có điều kiện
- Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân,
tương ứng với trường hợp k = 1
- Năng lượng toả ra không đổi theo thời gian.


* Cần biết về bom nguyên tử:
- 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.
- Khi k>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).


BOM NGUYÊN TỬ

Julius Robert
Oppenheimer
(1904–1967)


Đọc thêm: NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ


Đọc thêm: NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ

Chất
tải
nhiệt

Hơi đi tới tuabin

C

D
Nước

A

B
Bơm

Đọc thêm: 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 k=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


Đọc thêm: 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…
- 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

Câu 1: Tìm phát biểu sai khi nói về phản ứng phân
hạch?
A. Là phản ứng toả năng lượng
B. Xảy ra do sự hấp thụ các nơtron chậm
C. Chỉ xảy ra với U286
D. Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình


CỦNG CỐ
Câu 2: Phần lớn năng lượng toả ra trong phân hạch là gì?
A. Động năng của các nơtron phát ra
B. Động năng của các mảnh
C. Năng lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh
D. Năng lượng các phôtôn của tia γ


HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
Câu 1: Phản ứng phân hạch là gì? Viết các phản
ứng phân hạch của U235?
Câu 2: So sánh quá trình phóng xạ α và quá
trình phân hạch?
Câu 3: Làm các bài tập SGK/198
* Xem trước bài phản ứng nhiệt hạch