Bài giảng vật lí 12 thao giảng phản ứng phân hạch (7)

1


CÂU 1: Trong quá trình phóng xạ của một chất, số hạt
nhân phóng xạ
A. giảm đều theo thời gian
B. giảm theo đường hypepol
C. không giảm
D. giảm theo quy luật hàm số mũ

2


CÂU 2: Liên hệ giữa hằng số phân rã λ và chu kì bán rã
T là

const
A. λ =
T

C. λ =

const
T

ln 2
B. λ =
T

const
D. λ =

2
T

3


CÂU 3: Trong các phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn
A. động năng
B. động lượng
C. năng lượng toàn phần
D. điện tích
Hãy chỉ câu SAI

4


CÂU 4: Trong phóng xạ α, so với hạt nhân mẹ thì hạt
nhân con ở vị trí nào?
A. Tiến 1 ô
B. Tiến 2 ô
C. Lùi 1 ô
D. Lùi 2 ô

5


CÂU 5: Hạt nhân
sinh ra là

14

6

C

phóng xạ

β

−

. Hạt nhân con

A. 5p và 6n
B. 6p và 7n
C. 7n và 7p
D. 7p và 6n

6


7


8


Cảnh hoang tàn, chết chóc sau vụ ném bom nguyên tử xuống
2 thành phố Hidroshima và Nagashaki tháng 8/1945 9

10


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch là gì?
2/ Phản ứng phân hạch kích thích
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng
2/ Phản ứng phân hạch dây chuyền
3/ Phản ứng phân hạch có điều kiện
11


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch là gì?
ĐN: Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt
nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn (phản ứng phân
hạch kích thích)

12


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch là gì?
C1: Quá trình phóng xạ α có phải là phản ứng phân hạch
không? Tại sao?
Trả lời: Không phải là phản ứng phân hạch

Vì phóng xạ α tự phát, pư phân hạch kích thích

13


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch là gì?
2/ Phản ứng phân hạch kích thích:

Câu hỏi: Để đưa hạt nhân X chuyển sang trạng thái
kích thích ta cần phải làm gì?
C2: Tại sao không dùng proton thay cho nơtron?

14


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch là gì?
2/ Phản ứng phân hạch kích thích:
Phương trình phản ứng phân hạch

n + X → X → Y + Z + k n ; (k = 1,2,3)
*

k – số nơtron trung bình sinh ra sau mỗi phân hạch (hệ
số nhân nơtron)
15

Hoàn thành các phản ứng sau

A.
A.

1
0
1
0

B.

1
0

B.

1
0

94
39
94
39

n+

235
92

95
z

138
52

n+

235
92

95
40

138
52

n+

n+

U→ Y+

U→ Y+

140
z
140
53

I + x ( n)

235
92
235
92

U → Zn +
U→

Zn +

1
0
1
0

I + 2( n)
Te + x ( n)
1
0

Te + 3( n)
1
0

16

Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
I. CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
Xét phản ứng phân hạch urani điển hình sau:
1
0
1
0

n+

235
92

n+

235
92

U→

U→

U* → Y +

236
92

U* →

236
92

95
39

139
54

138
53

I + 3 n + 210 MeV
1
0

Xe + Sr + 2 n + 210 MeV
95
38

1
0

Câu hỏi: Năng lượng do phân hạch tỏa ra có ưu điểm
gì so với năng lượng nhiên liệu thường (xăng, dầu,
gỗ,..)?
17


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng:

Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng
Câu hỏi: Năng lượng do phản ứng phân hạch tỏa ra
chủ yếu tồn tại dưới dạng nào?
Trả lời: Động năng của các mảnh vỡ
18


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
Năng lượng phân hạch 1 hạt nhân Urani
* Động năng của các mảnh : 167MeV
Năng lượng giải phóng ngay * Động năng của các nơtron : 5MeV
khi phân hạch (trong 10-14 s) * Động năng của các proton : 6MeV
* Động năng của các electron: 8MeV
Năng lượng tỏa ra do phóng * Động năng của các γ : 6MeV
xạ các mảnh
* Động năng của các nơtriô: 12MeV
Tổng năng lượng tỏa ra

204 MeV
19


Bài tập: Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1kg
235
U. Cho rằng mỗi phân hạch tỏa ra năng lượng
200MeV.
Cho: NA = 6,023.1023 ngtử/mol

20


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng
2/ Phản ứng phân hạch dây chuyền

Một lần phân hạch có k nơtron giải phóng.
Sau n lần phân hạch số nơtron giải phóng là kn
→ phản ứng dây chuyền.

21


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

U
n
U

n

U

n
U

U

n
U

U
22


Phản ứng dây chuyền với k = 2

U
U
U
n

U

U
U
U
23


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng
2/ Phản ứng phân hạch dây chuyền
* k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh
* k = 1: phản ứng phân hạch tự duy trì năng lượng phát
ra không đổi theo thời gian

* k > 1: phản ứng phân hạch tự duy trì và năng lượng
tăng nhanh có thể gây bùng nổ
* Để k ≥ 1: khối lượng chất phân hạch phải đủ lớn
24
(m≥mth)


Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
II. NĂNG LƯỢNG PHÂN HẠCH
1/ Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng
2/ Phản ứng phân hạch dây chuyền
3/ Phản ứng phân hạch có điều khiển
k = 1 phản ứng thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân
Dùng thanh điều khiển bằng Bo(B) hay Cadimi(Cd)
đảm bảo k luôn bằng 1.

25