Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 38: Phản ứng phân hạch - Mai Phi Long

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 38: Phản ứng phân hạch - Mai Phi Long

1. TRƯỜNG THPT TỊNH BIÊN TỔ VẬT LÝ GVBM: MAI PHI LONG
2. PPCT: 65 – BÀI 38:
3. NỘI DUNG 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 toả năng lượng. 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. 3. Phản ứng phân hạch có điều kiện.
4. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch là gì?. ➢ Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn. Hai mảnh này gọi là sản phẩm phân hạch. 2. Phản ứng phân hạch kích thích. ➢ NhữngQuánhiên trìnhliệu phóngcơ bản xạ αcủacó phảicông nghiệp năng là phân hạch hay không? lượng hạt nhân: 235 238 239 92U; 92 U; 94 Pu Giải thích sơ đồ hình 38.1 SGK?
5. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch là gì?. 2. Phản ứng phân hạch kích thích. * ➢ Dùngnn+bắnX →vàoXhạt →nhânY X+.ZHạt+ knX “bắt” n và Hãy đưa ra phương trình chuyển sang trạng• Vớitháikkích= 1, thích2, 3 X*. Trạng thái này không bềntổngvà quátxảy củara phân phân hạchhạch?. X* vỡ thành hai mảnh➢ Quákèmtrìnhtheophânmộthạchvài nơtrônhạt X khôngphát ratrực. tiếp xảy ra mà phải qua trạng thái kích thích X*.
6. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch là gì?. 2. Phản ứng phân hạch kích thích. ➢ Vì prôtôn mang điện dương, chịu tác dụng lực đẩy của hạt nhân.Tại sao không dùng prôtôn thay cho nơtrôn?
7. ➢ Hãy quan sát sự phân hạch của một hạt nhân:
8. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. II. Năng lượng phân hạch. ➢ Xét các phản ứng phân hạch 235 sau đây làm ví dụ 92U điển hình: 1 235 236 * 95 138 1 0 n+ 92U→ 92U →39Y + 53I +30 n 1 235 236 * 139 95 1 0 n+ 92U→ 92U → 54Xe+38Sr +20 n 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng. ➢ Các phản ứng phân hạch là phản ứng toả năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch.
9. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. II. Năng lượng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng. ➢ Tính toán cho thấy, sự phân hạch của 1g 235U giải phóng 1 năng lượng bằng 8,5.1010J, tương đương với năng lượng của 8,5 tấn than hoặc 2 tấn dầu toả ra khi cháy hết.
10. ➢ Bảng 38.1. Năng lượng giải phóng • Động năng của các mảnh: 167 MeV ngay khi phân hạch • Động năng của nơtrôn: 5 MeV (trong 10-14s) • Động năng của các prôtôn: 6 MeV • Động năng của các electron: 8 MeV Năng lượng toả ra do • Động năng của các : 6 MeV phóng xạ của các mảnh • Động năng của các nơtrinô: 12 MeV Tổng năng lượng toả ra 204 MeV ➢ Năng lượngNhận xétgiải sựphóng phân bốtrong năngquá lượngtrình phân hạch chủ yếu dướigiảidạng phóngđộng trongnăng quácủa trìnhcác phânmảnh . hạch của một hạt nhân U?
11. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. II. Năng lượng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng. 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. ➢ Khi xảy ra sự phân hạch, các nơtrôn được giải phóng có Tìmthể kíchhiểu SGK,thích hãycác chohạt biếtnhân thếkhác của chất phân hạch tạonàonên là phảnnhững ứngphản dâyứng chuyền?phân hạch mới. Kết quả là các phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp tạo thành một phản ứng dây chuyền.
12. sự phân hạch DÂY CHUYỀN U n U U n Un U Un U
13. U U U U n U U U k = 2
14. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. II. Năng lượng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng. 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. ➢ k 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra tăng nhanh có thể gây ra bùng nổ. ➢ Là khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạchThếdây nàochuyền là khối duylượngtrì tớiđược trong đó. hạn?
15. BOM NGUYÊN TỬ Julius Robert Oppenheimer (1904 – 1967)
16. ➢ Một vài hình ảnh về thảm hoạ do bom nguyên tử.
17. ➢ Cảnh hoang tàn chết chóc, sau vụ nổ bom nguyên tử ở hai thành phố Hidroshima và Nagashaki vào tháng 8 năm 1945 ở Nhật.
18. I. Cơ chế của phản ứng phân hạch. II. Năng lượng phân hạch. 1. Phản ứng phân hạch toả năng lượng. 2. Phản ứng phân hạch dây chuyền. 3. Phản ứng phân hạch có điều kiện. ➢ Phản ứng phân hạch thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân tương ứng với trường hợp k = 1. Người ta dùng những thanh điều khiển chứa Bo hay Cađimi có tác dụng hấp thụ nơtrôn để đảm bảo cho k = 1. Năng lượng toả ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian.
19. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ
20. NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Hơi đi tới tuabin Chất điều chỉnh tải lò sinh nhiệt hơi nhiên liệu Nước Chất làm chậm Bơm
21. HỆ THỐNG KIẾN THỨC • Phân hạch: Là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình (kèm theo một vài nơtrôn phát ra. • Phân hạch của 235U: dưới tác dụng của một nơtrôn toả ra năng lượng vào cỡ 200 MeV và được duy trì theo quá trình dây chuyền (trong điều khiện khối lượng 235U đủ lớn). Các sản phẩm của phân hạch là những hạt nhân chứa nhiều nơtrôn và phóng xạ β-. • Phản ứng phân hạch dây chuyền có điều kiện được tạo ra trong lò phản ứng.
22. KIỂM TRA KIẾN THỨC CÂU 1: Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là: A. Động năng các nơtrôn phát ra. B. Động năng các mảnh. C. Năng lượng toả ra do phóng xạ của các mảnh. D. Năng lượng các phôtôn của tia . CÂU 2: Hoàn chỉnh các phản ứng sau: 1 235 94 140 1 0 n+ 92U→39Y + ?I + x(0 n) 1 235 95 138 1 0 n+ 92U→ ? Zn+ 52Te + x(0 n)
23. KIỂM TRA KIẾN THỨC CÂU 3: Xét phản ứng phân hạch: 1 235 139 94 1 0 n+ 92U → 53I + 39Y + 3(0 n) +  Tính năng lượng toả ra khi phân hạch một hạt nhân 235U? Cho biết: 235U = 234,99332 u 139I = 138,89700 u ; 94Y = 93,89014 u CÂU 4: Tính năng lượng toả ra khi phân hạch 1 kg 235U. Cho rằng mỗi phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV.
24. BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY KẾT THÚC