Bài 60: Sự phân hạch. Nhà máy điện nguyên tử

I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân
(loại rất nặng) hấp thụ một nơtrơn rồi vỡ
thành 2 hạt nhân trung bình.

Nơtrơn chậm, có động năng < 0,1eV dễ bị
hấp thụ hơn nơtrơn nhanh.

Phản ứng phân hạch của U 235:
Với X, X’: các hạt nhân trung bình (số khối từ 80
đến 160) và k=2 hoặc 3 : số nơtrơn sinh ra.
MeVnkXXUnU
A
Z
A
Z
200'
1
0
'
'
236
92
1
0
235
92
+++→→+
nnn
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
n
U
nnn
U
nnn
U
U
U
U
U
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
s = 2
U
n
U
U
U
U
U
U

I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Một phần số nơtrơn sinh ra bị mất mát vì
nhiều ngun nhân, nhưng nếu sau mỗi
phân hạch, vẫn còn lại trung bình s
nơtrơn, mà s>1, thì s nơtrơn này đập
vào các hạt nhân U 235 khác, lại gây ra s
phân hạch, sinh ra s
2
nơtrơn rồi s
3
, s
4
…
nơtrơn.

Số phân hạch tăng rất nhanh trong một
thời gian ngắn: ta có phản ứng dây
chuyền.

s: gọi là hệ số nhân nơtrơn.
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Mỗi phân hạch chỉ toả ra năng lượng
200MeV = 3,2.10
11
J nhưng 1 gam U 235
chứa tới 2,5.10
21
hạt nhân nên khi phân
hạch sẽ cho năng lượng rất lớn, bằng
8.10
10
J tương đương 22.000kWh.

Khi s>1, hệ thống gọi là vượt hạn: ta
khơng khống chế được phản ứng dây
chuyền, năng lượng toả ra có sức tàn phá
dữ dội (trường hợp bom ngun tử).
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN
I. PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN

Khi s=1, hệ thống gọi là tới hạn: phản
ứng dây chuyền tiếp diễn nhưng khơng
tăng vọt, năng lượng tỏa ra khơng đổi
(chế độ hoạt động của lò phản ứng hạt
nhân).

Khi s<1, hệ thống gọi là dưới hạn: phản
ứng dây chuyền khơng xảy ra.

Để s≥1 khối lượng U 235 phải đạt tới một
giá trị tới hạn m
h
.
BOM NGUN TỬ
BOM NGUN TỬ
Julius Robert
Oppenheimer
(1904–1967)
Hirosima:6-8-1945, "Little Boy”

Phá hủy hơn 90% thành phố

Khoảng 80.000 người chết

100.000 người bò thương

200.000 người khác bò ảnh hưởng lâu dài
Nagasaki: 9- 8-1945

74000 người chết
TÁC HẠI BOM NGUYÊN TỬ
Julius Robert
Oppenheimer
(1904–1967)
SỰ NỔ CỦA BOM NGUN TỬ
SỰ NỔ CỦA BOM NGUN TỬ

Xem chi tiết: Bài 60: Sự phân hạch. Nhà máy điện nguyên tử