Bài giảng Vật lí 12 - Bài học 39: Phản ứng nhiệt hạch

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài học 39: Phản ứng nhiệt hạch

1. Bom nguyên tử
2. 1. Phạm Hoàng Minh (19) 2. Nguyễn Phan Tiến Đạt (08) 3. Chung Kim Khánh (16) 4. Đặng Thị Ngọc Thảo (35) 5. Vòng Thu Mẫn (18) 6. Trần Thị Bảo Trân (40) 7. Trần Khánh Trung (41) 8. Phạm Công Toàn (38) 9. Trần Thành Phát (27) 10. Phạm Hoàng Bảo Duy (06) 11. Nguyễn Quốc Bảo (04) 12. Trần Văn Đạt (09)
3. Mục lục 1. Khái niệm 2. Nguyên lý 3. Hoạt động JensMartensson 4. Ứng dụng 5. Lợi ích 6. Những sự thật thú vị 3
4. Bom nguyên tử là gì? • Về cơ bản, bom nguyên tử là một loại vũ khí hủy diệt hàng loạt được sinh ra từ phản ứng phân hạch hay hợp hạch (tức phản úng tổng hợp hạt nhân) gây ra. JensMartensson • Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng có sức công phá lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. Với nhỏ nhất được cho là chỉ từ vài chục kilogram nguyên liệu 235 Uranium-235 92푈 hay plutonium- 239 239 94푃 . Với 1 miligram plutonium-239 giải phóng một nguồn sức mạnh khoảng 85,38.106 J. 4
5. Biểu đồ năng lượng của vũ khí hạt nhân Năng lượng trung bình Loại Tổng năng lượng (%) JensMartensson Áp lực 40 – 60% Bức xạ nhiệt 30 – 50% Bức xạ ion 5% Bụi phóng xạ 5 – 10% Áp lực Bức xạ nhiệt Bức xạ ion Bụi phóng xạ 5
6. Tại sao lại có bom nguyên tử? • Ban đầu chúng được tạo ra bởi người Mỹ dưới sự hợp sức của Canada và Anh Quốc do sự lo ngại trước việc Đức Quốc xã sử dụng nó trước quân “Đồng minh”. • Về sau, (1950-1960+) do sự đối lập về 2 chủ nghĩa chính quyền từ Mỹ và Liên Xô, chúng được sản xuất vô tổ chức nhằm chứng tỏ sức mạnh bá chủ JensMartensson thế giới của các cường quốc thay vì huỷ diệt Trái Đất như các bạn lầm tưởng. Sau đó, nhờ sự phát triển của các cường quốc mà các nước đã ký hiệp ước “Giải trừ VK H.nhân”, cho phép các quả bom hạt nhân chỉ được có đương lượng nổ nhỏ hơn 20 Megaton, đồng thời cắt giảm 2/3 số vũ khí hạt nhân. • Hiện nay, có 8 nước hiện đang tàng trữ vũ khí hạt nhân (tên lửa đạn đạo xuyên lục địa hay bom hạt nhân) gồm Mỹ, Nga, Trung Quốc, Anh, Pháp, Pakistan, Triều Tiên, Ấn Độ. Còn Isarel thì đang trong diện tình nghi. 6
7. • Link: • Time: 2:14 – 4:55 JensMartensson 7
8. Nguyên lý • Về cơ bản mà nói thì cơ chế để tạo ra một quả bom hạt nhân khá là cơ bản. Bạn chỉ cần chuẩn bị 235 một lượng phóng xạ đủ nhiều (khoảng 90% 92푈) tìm được cách để kích hoạt phản ứng hạt nhân ở một độ cao nhất định khoảng vài trăm mét so với JensMartensson mặt đất. • Trên thực tế, có 3 cách để kích hoạt phản úng phân hạch: - Phân hạch thuần túy - Phân hạch nén dưới áp suất cực cao để làm nóng hạt deutiri và triti (kích hoạt phản ứng) - Nhiệt nguyên tử 8
9. Bom nguyên tử Khối lượng tới hạn • Là khối lượng nhỏ nhất để vật liệu phân hạch để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân ổn định. Quan trọng trong các JensMartensson lò phản ứng hạt nhân và vũ khí hạt nhân. • Phụ thuộc vào tính chất hạt, mật độ, độ tinh khiết, hình dạng, môi trường 235 • 92푈: m = 49-52 kg 239 • 94푃 : m = 10 kg 9
10. Thắc mắc 1. Tại sao phải là vài trăm mét so với mặt đất? - Câu trả lời rất đơn giản. Giả sử nếu bạn kích hoạt bom hạt nhân quá gần mặt đất. Mặt đất sẽ ngay lập tức hứng chịu một lượng năng lượng nhất định khiến độ uy lực và sát thương của bom hạt nhân giảm xuống đáng kể. JensMartensson 2. Liệu Việt Nam có thể sản xuất bom hạt nhân? - Tính đến tháng 12/2007, Việt Nam có tổng cộng khoảng 200.000 tấn urani, tồn tại dưới dạng hợp chất 푈3 8, chủ yếu ở trong cát kết và các tầng lớp địa chất cổ, tập trung ở Trung bộ, Tây Nguyên, Việt Bắc. - Còn nếu bạn hỏi về tính khả thi thì mình hoàn toàn đảm bảo rằng là có. Xin mời bạn xem clip sau: 10
11. • Link: • Time: 5:24 – 7:54.50 JensMartensson 11
12. JensMartensson Sự phân rã hạt nhân 12
13. Độ nguy hiểm • Không cần bàn cãi về độ nguy hiểm về nó bởi chính người Nhật đã từng trải nghiệm nó với 2 quả bom “Trẻ nhỏ” (Little Boy, 13 kiloton tương đương với 13 nghìn tấn thuốc nổ TNT) và “Thằng béo” (Fat Man, JensMartensson 22 kiloton tương đương với 22 nghìn tấn thuốc nổ TNT) được làm từ Uranium và Plutonium. • Tuy vậy, chúng vẫn chưa là gì so với quả bom khủng khiếp nhất từng phát nổ, Tsar Bombar (Bom Sa hoàng – vũ khí nhiệt hạch) với đương lượng nổ 50-57 Megaton tức 50-57 triệu tấn thuốc nổ TNT. Trên thực tế, thiết kế ban đầu dự định là 100 Megaton nhưng vì quá cồng kềnh nên 13
14. Tsar Bom JensMartensson bar • Với đương lượng nổ 50-57 Mt, trong thời gian 39 phần triệu giây, khoảng 1,4% công suất phát xạ của Mặt Trời, gây ra động đất 7,1 độ Richter, gây bỏng cấp độ 3 trong 100km và có thể nhìn thấy cách đó 1000km. Tại vị trí Ground Zero (trung tâm vụ phát nổ) tạo ra đám mây hình nấm cao 64km, rộng 40km. 14
15. Ngoài ra • Link: ssPAdDP0HxF_cZCEsxnWLEydoC-agHQ • Time: 3:23.50 – 7:20 JensMartensson 15
16. P/ứ nhiệt hạch • Trái ngược với p/ứ phân hạch (phân rã đồng vị phóng xạ U235 và Pu239) p/ứ nhiệt hạch là p/ứ tổng hợp hai hạt hidro nhẹ hơn thành 1 JensMartensson hạt heli nặng hơn. • Điều kiện: vài chục triệu độ • Thường thấy ở các phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của các ngôi sao, gần gũi hơn là hệ mặt trời. • Tỏa ra 17,6 MeV/phản ứng 16
17. So sánh • Phản ứng phân hạch • Phản ứng nhiệt hạch • Dễ điều khiển • Khó điều khiển • Gây nguy hiểm cho các sinh vật • Phản ứng “sạch” hơn bởi chỉ tạo ra JensMartensson sống và môi trường bởi các đồng Heli và Hidro, không gây hại cho vị phóng xạ Uranium và các sinh vật sống Plutonium phân rã phóng xạ gây nguy cơ phơi nhiễm phóng xạ • Dễ kiếm được từ việc điện phân nước • Khó tìm thấy và cần kỹ thuật cao • Năng lượng nhiều hơn • Năng lượng ít hơn 17
18. Caption lorem ipsum
19. Nguyên lý • Tuy nhiên việc điều khiển nó không dễ dàng như bạn nghĩ bởi không có một loại vật chất nào chịu được ở nhiệt độ này. Nhưng việc có thể đưa vật chất về trạng thái ngưng tụ JensMartensson Bose-Einstein (xấp xỉ độ không tuyệt đối: -273,15oC) thì cũng có cách để tăng nó lên. • Một số nghiên cứu chỉ ra rằng có thể sử dụng laze công suất cao để phát nhiệt hay dùng từ trường ngoài dưới áp suất cao để khống chế hạt Lò phản ứng hạt nhân Crocus ở nhân. Switzerland 19
20. JensMartensson Lò làm mát (nước để hấp thụ notron) Buồng nạp hạt nhân 20
21. • Link: • Vietsub, Engsub (Autosub; auto-generated): %3Fv%3D5QcN3KDexcU
22. Jens Martensson 22
23. Chế tạo bom nguyên tử • Uranium tự nhiên chủ yếu gồm chất đồng vị U- 238 và chỉ có 0,7% chất đồng vị U-235. Cấu tạo của một quả bom phân hạch đơn giản bao gồm một đầu đạn nhỏ U-235 • Vỏ thuôn, phù hợp với việc bay ở tốc độ siêu thanh. Loại bom này có chiều dài 3,58 m và JensMartensson đường kính bom là 33 cm. Trọng lượng khoảng 320 kg. Với đương lượng nổ 8,2 – 9 Megaton. Gồm 8 mẫu mã khác nhau. • Nhiệt sinh ra lớn tới mức có thể gây bỏng chết người cho bất kỳ ai đứng cách vụ nổ 28,7km. Tên lửa hạt nhân B-61 Sóng xung kích đủ để đánh sập toàn bộ các công trình kiên cố trong bán kính 14,9km. Trong bán kính 5,7km, mọi công trình trên mặt đất đều bị thổi bay và tất cả những ai ở trong phạm vi này sẽ tử vong 100%. 23
24. • Vị trí ẩn nấp lý tưởng nhất là ở trung tâm của tòa nhà, dưới gầm cầu thang. Các khu vực này ít bị tác động bởi sóng xung kích nhất. JensMartensson • “Gầm cầu thang là cốt lõi của tòa nhà, nó có tường bê tông cốt thép, không có đồ đạc xung quanh, vì vậy đó sẽ là nơi lý tưởng để trú ẩn”, chuyên gia Buddemeier nói với Business Insider. 24
25. • Gió có thể khiến phóng xạ lan ra khu vực rộng hàng trăm kilomet vuông. Chuyên gia Buddemeier khuyên mọi người ở yên tại nơi trú ẩn ít nhất từ 12-24 tiếng sau vụ nổ, vì đi ra ngoài lúc này sẽ làm tăng nguy cơ bị nhiễm phóng xạ. • Các bức tường bê tông cốt thép bên cạnh việc giảm thiểu thiệt hại do sóng xung JensMartensson kích tác động tới con người, nó còn có tác dụng hấp thụ phóng xạ làm giảm sự lây lan trên diện rộng. • Nếu bạn đã LỠ tiếp xúc với phóng xạ cần thực hiện các bước sau để loại bỏ chúng. Cởi áo quần bên ngoài và bọc kín trong túi ni lông, nếu có thể hãy tắm và gội đầu bằng dầu gội hoặc xà phòng, hỷ mũi để loại bỏ những bụi bẩn đã hít vào, rửa mắt, mũi bằng nước, mặc quần áo sạch. Cuối cùng bạn cần uống thuốc kali để chống phơi nhiễm phóng xạ. 25
26. • Link: • Vietsub, Engsub (Autosub; auto-generated): %3Fv%3DrcOFV4y5z8c
27. • Link: • Vietsub, Engsub (Autosub; auto-generated): %3Fv%3DHEYbgyL5n1g
28. • Link: • Vietsub, Engsub (Autosub; auto-generated): %3Fv%3DpVbLlnmxIbY
29. Thank You