Phản ứng nhiệt hạch


(Bài giảng chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Hoa Hong
Ngày gửi: 20h:27' 23-03-2013
Dung lượng: 16.3 MB
Số lượt tải: 333
Số lượt thích: 0 người

I – CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
1. Phản ứng nhiệt hạch là gì?
a/. Đinh nghĩa: Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn .Thường chỉ xét các hạt nhân có số A≤10.
Hãy nhắc lại định nghĩa phản ứng phân hạch?
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 mãnh nhẹ hơn.
b/. Ví dụ về phản ứng nhiệt hạch :
MÔ TẢ QUÁ TRÌNH NHIỆT HẠCH
Phản ứng trên tỏa năng lượng:
Wtỏa = 17,6MeV/1 hạt nhân
Hãy tìm ra kết quả này dựa vào các số liệu cho trong bảng ở cuối sách
2. Điều kiện thực hiện.
Để phản ứng nhiệt hạch xảy ra thì nó tuân theo những điều kiện nào?
Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ.
 Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn
 Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn .
II – NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH
Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch
Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g U, gấp 200 triệu lần năng lượng tỏa ra khi đốt 1g C.
Hi?u thêm
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.
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 là 3,8.1026W do sự tạo thành hạt nhân Heli từ các hạt nhân Hidro

Hãy tìm ra những ưu điểm và nhược điểm của phản ứng nhiệt hạch?
Ưu điểm:
* Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn.
_ Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao
* Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào.
* Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường
Nhược điểm:
Điều kiện thực hiện khó khăn hơn: Nhiệt độ rất cao
Vậy: _ Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng rất lớn.
Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch
_ Nguồn nhiên liệu tạo nên các phản ứng nhiệt hạch là dồi dào.
_ Phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường.
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
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 (trong nước sông, biển)
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
III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT
Đây là phần giảm tải
Củng cố
* Phản ứng nhiệt hạch là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
* Thực tế chỉ quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch tạo nên Hêli
* Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch :
* Nhiệt độ cao từ 50 đến 100 triệu độ.
* Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các sao.
* Năng lượng nhiệt hạch trên trái đất, với những ưu việt không gây ô nhiễm và nguyên liệu dồi dào sẽ là nguồn năng lượng của thế kỉ XXI
Câu 1: Điều nào sau đây là đúng khi nói về phản ứng nhiệt hạch?


D. Tất cả đều đúng.
Câu 2:
Nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì năng lượng toả ra bởi phản ứng phân hạch
A. Bằng với phản ứng nhiệt hạch.
B. Lớn hơn phản ứng nhiệt hạch.
C. Nhỏ hơn phản ứng nhiệt hạch .
D. Không so sánh được.

C. Nhỏ hơn phản ứng nhiệt hạch .
Các em biết người ta ứng đụng rộng rãi nhất là làm gì không ?
CHẾ BOM
Điều ứng dụng đầu tiên là chế bom H
III – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRÊN TRÁI ĐẤT
Em hãy xem một đoạn phim ngắn và hãy rút ra cho mình phải hành động ra sao gì ?
Quả bom được bung dù ở độ cao 10,5km để làm chậm thời gian rơi, 2 chiếc máy bay có 188 giây để thoát khỏi khu vực nổ. Cuối cùng quả bom đã phát nổ ở độ cao 4,2km trên quần đảo Novaya Zemlya nằm ngoài khơi phía bắc Liên Xô, vụ nổ đã tạo lên chùm sáng lớn tới mức cách đó 1.000km vẫn nhìn thấy rõ.
Đây là thông số
Đám mây hình nấm sau đó cao khoảng 64km (gần cao hơn bảy lần Núi Everest) và rộng 40km. Hội tụ khí quyển gây ra thiệt hại ở khoảng cách lên tới 1000km Sóng địa chấn do vụ nổ gây ra có thể đo được thậm chí ở lần chạy quanh Trái đất thứ ba. (hay rung động địa chấn của vụ nổ được ghi nhận là đã lan 3 vòng quanh trái đất)
Ước tính ban đầu về đương lượng nổ của Hoa Kỳ là 57 Mt (1 Megaton tương đương với sức công phá của 1 triệu tấn thuốc nổ TNT), nhưng từ năm 1991 mọi nguồn tin của Nga đều nói rằng nó có đương lượng nổ 50 Mt. Khrushchev đã cảnh báo trong một bài phát biểu được quay phim trước nghị viện Liên Xô về sự tồn tại của một quả bom 100 Mt (về kỹ thuật việc thiết kế một quả bom có đương lượng nổ này là có thể).
Đây là điều đáng lo ngại
Các vụ thử bom nhiệt hạch
2. Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển
T bám vào một tấm đồng; D được gia tốc đến 2MeV đập vào T. Phản ứng xảy ra phát ra n và năng lượng 14,1MeV
LÒ PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH JET
Mặt cắt của lò PƯNH JET- chỉ ra thể plasma
ỨNG DỤNG
4. JET (Joint European Torus) là thí nghiệm vật lý nhân tạo lớn nhất của Châu Âu để giam giữ plasma đang hoạt động.  Được đặt tại Anh, mục đích chính của nó là để mở đường  cho tương lai các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thí nghiệm như ITER và DEMO.
ỨNG DỤNG
Thành phần cơ bản của lò phản ứng nhiệt hạch.
1. Bộ phận tạo từ trường
2. Buồng phản ứng
3. Divertor
4. Buồng chân không
5. Buồng lạnh
6. Hệ thống điều khiển và đo đạc
- Việc tìm kiếm giải pháp để tạo ra phản ứng nhiệt hạch nhân tạo, có kiểm soát là khả thi.
- Thông qua các thí nghiệm con người đang dần làm chủ được công nghệ và kỹ thuật sản xuất điện từ phản ứng nhiệt hạch.
- Trong tương lai không xa các nhà máy điện nhiệt hạch sẽ được hình thành và đóng góp đáng kể vào nguồn năng lượng của thế giới.
Dặn dò
Làm các bài tập SGK trang 203.
Ôn tập chương VI,VII
Chân thành cảm ơn quý thầy cô
Các em học sinh 12
CHÀO TẠM BIỆT !