Bài giảng vật lí 12 thao giảng phản ứng nhiệt hạch (6)

I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT
HẠCH
1. Phản ứng nhiệt hạch là gì?
lại Phản
định nghĩa
phảnhạch
ứng là
phân
a/.Hãy
Đinhnhắc
nghĩa:
ứng nhiệt
hạch?
phản
ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân
Phân
hạch
ứng
trong
đó một
hạt
nhẹ
tổng
hợplàlạiphản
thành
một
hạt nhân
nặng
nhân
nặng vỡ
2 mãnh

nhẹ có
hơn.
hơn
.Thường
chỉthành
xét các
hạt nhân
số
A≤10.
b/. Ví dụ về phản ứng nhiệt hạch :
2
1

H + H → He + n
3
1

4
2

1
0


MÔ TẢ QUÁ TRÌNH NHIỆT HẠCH

2
1

2

1

4
2

H

He

3
1

H

H + H → He + n + 17, 6 MeV
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

H + H → He

2
1

H + H → He

3
1

2
1

4
2

4
2

2
1

H + H → He + n
3
1

4
2

1
0

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
1
4
2 +
nhân Hidro
41 H → 2 H + 0 e + 26,8MeV


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


Các em biết người
ta ứng dụng rộng
rãi nhất là làm gì
không ?


CHẾ
BOM




III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT

Điều ứng dụng đầu tiên là chế bom H

Em hãy xem một đoạn phim
ngắn và hãy rút ra cho mình
phải hành động ra sao gì ?


Đây là thông số
Quả bom được bung dù ở độ cao
10,5km để làm chậm thời gian rơi, 2
chiếc máy bay có 188 giây để thoát khỏi
khu vực nổ. Cuối cùng quả bom đã phát
nổ ở độ cao 4,2km trên quần đảo
Novaya Zemlya nằm ngoài khơi phía bắc
Liên Xô, vụ nổ đã tạo lên chùm sáng lớn
tới mức cách đó 1.000km vẫn nhìn thấy
rõ.


Đám mây hình nấm sau đó cao khoảng
64km (gần cao hơn bảy lần Núi Everest) và
rộng 40km. Hội tụ khí quyển gây ra thiệt
hại ở khoảng cách lên tới 1000km Sóng địa
chấn do vụ nổ gây ra có thể đo được thậm
chí ở lần chạy quanh Trái đất thứ ba. (hay
rung động địa chấn của vụ nổ được ghi
nhận là đã lan 3 vòng quanh trái đất)



Thử vũ khí hạt nhân của Mỹu

Đây là điều đáng lo ngại
Ước tính ban đầu về đương lượng nổ của
Hoa Kỳ là 57 Mt (1 Megaton tương đương
với sức công phá của 1 triệu tấn thuốc nổ
TNT), nhưng từ năm 1991 mọi nguồn tin của
Nga đều nói rằng nó có đương lượng nổ 50
Mt. Khrushchev đã cảnh báo trong một bài
phát biểu được quay phim trước nghị viện
Liên Xô về sự tồn tại của một quả bom 100
Mt (về kỹ thuật việc thiết kế một quả bom có
đương lượng nổ này là có thể).


Caực vuù thửỷ bom nhieọt haùch



2. Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển
2
1

H + H → He + n + 17, 6MeV
3
1

4
2

1
0

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


• LÒ PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH JET

Mặt cắt của lò PƯNH JET- chỉ ra thể plasma