Bai giang CNSXD phan dien nguyen tu

Bµi gi¶ng
c«ng nghÖ s¶n xuÊt ®iÖn
HÖ: §¹i Häc
Ngêi so¹n: Ths. §Æng Thµnh Trung


Phần iIi: nhà máy ĐIệN NGUYÊN Tử

1

Chơng I: Nguyên tử và phản ứng hạt nhân

2
điện nguyên tử

3
4

Chơng II: Nhiên liệu hạt nhân
Chơng III: Nhà máy điện hạt nhân
Chơng IV: Chất thải hạt nhân

Chơng V: Thiết kế và vận hành nhà máy
điện hạt nhân

Bài giảng môn


Phần iIi. chơng I: nguyên tử và phản ứng hạt nhân

1

1.1. Thế giới vật chất

2
điện nguyên tử

3
4

1.2. Cấu tạo nguyên tử
1.3. Phản ứng hạt nhân
1.4. Quá trình năng lợng của phản ứng
hạt nhân

Bài giảng môn


Phần iIi. chơng I. 1.1.
thế giới vật chất
Thế giới vật chất đợc cấu tạo từ nguyên tử và phân
tử. Phân tử bao gồm nhiều nguyên tử

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.1.
thế giới vật chất
Các nguyên tử và phân tử sẽ quy định đặc tính vật
lý, hóa học của chất đó:
Nhiệt độ sôi, nhiệt độ bốc hơi, độ dẫn nhiệt,

độ dẫn điện, độ cứng
Tính Axit, Ba zơ, muối.

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.1.
thế giới vật chất
Vị trí các nguyên tử cũng quy định đặc tính của nó
Than, kim cơng cùng đợc cấu tạo từ Cacbon
Rắn, lỏng, khí là các trạng thái khác nhau của 1
nguyên tử, phân tử

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.1.
thế giới vật chất
Phản ứng hóa học xảy ra khi các nguyên tử, phân tử
kết hợp với nhau tạo thành các nguyên tử, phân tử
khác nhng tổng số các nguyên tử vi mô thành phần
không đổi

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.2.
cấu tạo nguyên tử
Cấu tạo nguyên tử:
Nguyên tử bao gồm hạt nhân mang điện tích d

ơng ở trung tâm và các electron mang điện tích
âm bay xung quanh
Hạt nhân và Electron liên kết nhau bằng lực điện
từ

Bài giảng môn


phÇn iii. ch¬ng I. 1.2.
cÊu t¹o nguyªn tö
 CÊu t¹o nguyªn tö:
 H¹t nh©n bao gåm Proton
vµ Neutron
 Proton và Neutron liªn kÕt
víi nhau b»ng lùc nguyªn tö

Proton cã khèi lîng lµ
1,6726 x 10-27 kg vµ ®iÖn
tÝch lµ 1,6 x 10-19 C. Proton
bao gåm 2 h¹t quark lªn vµ
1 h¹t quark xuèng.
 Neutron cã khèi lîng lµ
1,6749 x 10-27 kg vµ kh«ng
mang ®iÖn. Neutron bao
gåm 1 h¹t quark lªn vµ 2
h¹t quark xuèng
 Electron cã khèi lîng lµ 9,1
x 10-31 kg vµ ®iÖn tÝch lµ
-1,6 x 10-19 C

Bµi gi¶ng m«n


phần iii. chơng I. 1.2.
cấu tạo nguyên tử
Cấu tạo nguyên tử:
Một nguyên tử có thể có một hoặc nhiều đồng vị
bằng cách thay đổi số Neutron trong hạt nhân

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.3.
phản ứng hạt nhân
Phóng xạ hạt nhân:
Một số nguyên tử có khả năng tự phóng ra các tia ,
ò, để biến thành các nguyên tử khác

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.3.
phản ứng hạt nhân
Phóng xạ hạt nhân:
Tia là hạt nhân nguyên tử Heli
Tia ò là hạt mạng điện, ò- là tia mang điện âm và ò+
là tia mang điện dơng
Tia là sóng điện từ. Tia là tia nguy hiểm nhất và
xuất hiện ở tất cả các phóng xạ

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.3.
phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân:
Trong một số trờng hợp, khi các hạt nhân va chạm với
nhau hoặc va chạm vào Neutron sẽ biến thành các
hạt nhân, Neutron khác và thu hoặc tỏa ra năng l
ợng

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.3.
phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân:
Các hạt vỡ ra tiếp tục va chạm với các hạt nhân khác
sẽ duy trì , bùng nổ phản ứng hạt nhân

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân
Hệ thức Einstein giữa khối lợng và năng lợng
E= mc2 (Jun)
Trong đó : m- Khối lợng vật ( kg)
c - Vận tốc ánh sáng 3.108 m/s
E - Năng lợng nghỉ của vật ( J)

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân
Năng lợng sinh ra trong
phản ứng hạt nhân:
Ngời ta thấy rằng
tổng khối lợng các hạt
trớc khi tham gia phản
ứng và tổng khối lợng
các hạt tạo thành sau
phản ứng không bằng
nhau : MT MS
Nh vậy sẽ có một khối
lợng: m = MT - MS mất
đi hoặc sinh ra thêm

Theo
hệ
thức
A.Einstein phản ứng
sẽ sinh ra năng lợng E
= m.c2
Nếu MT > MS , phản
ứng sẽ tỏa năng lợng

Nếu MT < MS , phản
ứng sẽ thu năng lợng

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân

Năng lợng sinh ra trong phản ứng hạt nhân:
E= mc2 chính là phơng trình cơ bản tạo
ra năng lợng cho phản ứng hạt nhân.

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân

Năng lợng liên kết, năng lợng liên kết riêng:
Độ hụt khối:
Khối lợng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn
tổng khối lợng các nuclôn tạo thành hạt
nhân đó.
Độ chênh giữa hai khối lợng đó đợc gọi là
độ hụt khối của hạt nhân m

m = [Zmp +(A-Z)mn mhn]

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.

quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân

Năng lợng liên kết, năng lợng liên kết riêng:
Năng lợng liên kết: Là năng lợng tối thiểu
cần thiết để phá hạt nhân đó thành các
Nuclons riêng lẻ

Wlk = [Zmp+(A-Z)mn
mhn]c2
hay
Wlk = m.c2

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân
Năng lợng liên kết, năng lợng liên kết riêng:
Năng lợng liên kết riêng: Là năng lợng liên kết
tính cho một Nuclons



Wlk
Năng lợng liên kết riêng =
A
Trong đó: A- Là số khối

Năng lợng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân
càng bền vững

Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng biến đổi các
chất kém bền vững thành các chất bền vững
Các chất kém bền vững thờng tự phóng xạ
biến đổi thành các chất bền vững hơn
Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân
Độ bền vững hạt nhân

Bài giảng môn


phần iii. chơng I. 1.4.
quá trình năng lợng của phản ứng hạt nhân
Năng lợng liên kết riêng

Bài giảng môn


phần iii. chơng II: nhiên liệu hạt nhân

1

2.1. Khái niệm về nhiên liệu hạt nhân
2.2. Chuẩn bị nhiên liệu

2
điện nguyên tử

3
4

2.3. Xử lý nhiên liệu và tái xử lý nhiên liệu
2.4. Chu trình nhiên liệu

2.5. Các loại nhiên liệu

Bài giảng môn


phần iii. chơng Ii. 2.1.
khái niệm về nhiên liệu hạt nhân
Nhiên liệu: Là chất khi cháy cho nhiệt năng. Nhiên liệu
chia làm 2 loại- Nhiên liệu vô cơ và nhiên liệu hữu cơ
Nhiên liệu hữu cơ: Dầu mỏ, than đá, khí thiên
nhiên, gỗ
Nhiên liệu vô cơ: Uranium

Bài giảng môn


phần iii. chơng Ii. 2.1.
khái niệm về nhiên liệu hạt nhân
Nhiên liệu hạt nhân cung cấp năng lợng lớn hơn rất
nhiều so với nhiên liệu hóa thạch: 1kg Uranium tơng đ
ơng 16 tấn than đá

Bài giảng môn