Phản ứng phân hạch là gì? Phản ứng phân hạch kích, Năng lương phân hạch là gì? Chúng ta hãy cùng nhau đi tìm hiểu về phản ứng phân hạch trong bài viết dưới đây nhé.
Xem ngay
Phản ứng phân hạch là gì?
– Phản ứng phân hạch (phân hạch hạt nhân) là một phản ứng hạt nhân hoặc quá trình phân rã phóng xạ trong đó hạt nhân của một nguyên tử tách thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhỏ hơn, nhẹ hơn.
– Quá trình phân hạch thường tạo ra các photon gamma và giải phóng một lượng năng lượng rất lớn ngay cả theo tiêu chuẩn năng lượng của sự phân rã phóng xạ.
Phản ứng phân hạch kích thích
– Để có phản ứng phân hạch xảy ra phải cho một nơron bắn vào hạt nhân X, đưa hạt nhân X lên trạng thái kích thích từ đó bị vỡ thành hai hạt nhân trung bình kèm theo một vài nơron phát ra.
n + X → X* → Y + Z + kn
=> Quá trình phân hạch của X không phải trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*.
Năng lượng phân hạch
– Xét các phản ứng phân hạch:
Phản ứng phân hạch toả năng lượng
Phản ứng phân hạch dây chuyền
– Sự phân hạch của một hạt nhân Urani có kèm theo sự phát ra 2 đến 3 nơtrôn (lấy trung bình là 2,5).
– Các nơtrôn này tiếp tục kích thích các hạt nhân U235 khác tạo nên các phản ứng phân hạch mới. Kết quả là các phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp tạo thành phản ứng dây chuyền.
– Gọi k là số nơtrôn trung bình còn lại sau mỗi phân hạch có thể gây ra các phan hạch mới thì sau n phân hạch liên tiếp sẽ có kn phân hạch mới. Đội khi ta cũng gọi k là hệ số nhân nơtrôn.
- Khi k < 1>: phản ứng dây chuyền tắt rất nhanh.
- Khi k = 1 : phản ứng dây chuyền được duy trì ổn định, công suất phát ra không đổi theo thời gian.
- Khi k > 1 : Phản ứng dây chuyền tự duy trì, công suất phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ.
Như vậy, khi k >= 1 thì phản ứng dây chuyền tự duy trì.
– Muốn k>=1 thì khối chất phân hạch phải có khối lượng lớn hơn hoặc bằng một khối lượng nhất định đối với mỗi chất phân hạch, khối lượng này gọi là khối lượng tới hạn.
- Với U235: khối lượng tới hạn vào khoảng 15 kg.
- Với P239: khối lượng tới hạn vào khoảng 5 kg.
Phản ứng phân hạch có điều khiển
– Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương ứng trường hợp k = 1.
– Dùng các thanh điều khiển có chứa bo hay cađimi hấp thụ các nơron thừa để đảm bảo k = 1. Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng thường là 235U (urani 235) hay 239Pu (plutoni 239).
