Bài giảng Vật lí 12 - Bài 38: Phản ứng nhiệt hạch

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 38: Phản ứng nhiệt hạch

1. Phản ứng nhiệt hạch.
2. Giáo viên giảng dạy: ĐÀM NGỌC HIÊN TỔ TOÁN – LÝ
3. Kiểm tra bài cũ
4. 1. Sự phân hạch là gì? Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân rất nặng (như Urani) hấp thụ một nơtron chậm, vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình. Nơtron chậm là nơtron có động năng của chuyển động nhiệt cỡ 0,1 eV 2. Đặc điểm của sự phân hạch? Phản ứng phân hạch này sinh ra k (từ 2 đến 3) nơtron và tỏa năng lượng rất lớn, khoảng 200 MeV Sự tỏa năng lượng khi phân hạch là do tổng khối lượng của các hạt được tạo thành nhỏ hơn tổng khối lượng hạt nhân Urani và nơtron mà nó hấp thụ
5. 3. Phản ứng dây chuyền là gì? Trong sự phân hạch của các hạt nhân U235, các nơtron bị mất do nhiều nguyên nhân. Nếu sau mỗi phân hạch, số nơtron trung bình còn lại là s thì s nơtron này đập vào các hạt nhân U235 khác, lại gây ra s phân hạch, sinh ra s2 nơtron, rồi s3, s4 nơtron. Kết quả số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian ngắn. Ta có phản ứng dây chuyền, s gọi là hệ số nhân nơtron.
6. Tiết 88 Phản ứng nhiệt hạch
7. Nội dung bài học 1. Định nghĩa. 2. Đặc điểm. 3. Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch. 4. Lí do con người quan tâm đến năng lượng nhiệt hạch.
8. Phản ứng nhiệt hạch 1.Định nghĩa: - Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. VD: 2 2 3 1 1H+ 1 H → 2 He + 0 n + 3,25 MeV 2 3 4 1 1H+ 1 H → 2 He + 0 n +17,6 MeV
9. Phản ứng nhiệt hạch 2. Đặc điểm: - Là 1 phản ứng tỏa năng lượng. - Tuy 1 phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng ít hơn 1 phản ứng phân hạch nhưng nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhiều hơn.
10. Phản ứng nhiệt hạch 3. Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch: - 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.
11. Phản ứng nhiệt hạch - 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 3,8.1026 W là do sự tạo thành hạt nhân Heli từ các hạt nhân Hiđrô. 1 4 0 + 41H→2 He +21e + 26,8MeV
12. Phản ứng nhiệt hạch - 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.
13. Phản ứng nhiệt hạch 4. 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. - 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.
14. Một số hình ảnh về bom khinh khí
15. Lò phản ứng nhiệt hạch JET
16. Câu hỏi trắc nghiệm 1) Phát biểu nào dưới đây về phản ứng nhiệt hạch là SAI? A. Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. B. Mỗi phản ứng kết hợp tỏa ra một năng lượng bé hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp tỏa năng lượng nhiều hơn. C. Phản ứng kết hợp tỏa năng lượng nhiều, làm nóng môi trường xung quanh nên ta gọi là phản ứng nhiệt hạch. D. Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được.
17. 2. Phản ứng nào sau đây là phản ứng toả năng lượng: a. Phản ứng phân hạch b. Phản ứng dây chuyền c. Phản ứng nhiệt hạch d. Cả 3 phản ứng trên
18. 3. Định nghĩa phản ứng nhiệt hạch: a. Là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hai hạt nhân khác nặng hơn b. Là phản ứng tách rời 1 hạt nhân nặng thành 2 hạt nhân nhẹ c. Là phản ứng kết hợp 2 hạt nhân có số khối rất nhỏ thành 1 hạt nhân có số khối trung bình d. 2 câu a và c đúng.
19. Hướng dẫn học ở nhà - Đọc bài đọc thêm: Hạt sơ cấp - Ôn tập toàn bộ chương IX