Phản ứng phân hạch dây chuyền và lò phản ứng hạt nhân

Phục vụ bài Phản ứng phân hạch, phản ứng dây chuyền và Công nghiệp hạt nhân trong chủ đề Vật lí hạt nhân lớp 12 (Chương trình GDPT 2018). Neutron chậm bị hạt nhân ²³⁵U hấp thụ, hạt nhân vỡ thành hai mảnh và toả 2 hoặc 3 neutron cùng khoảng 200 MeV. Nếu trung bình đúng một neutron trong số đó gây phân hạch tiếp theo thì hệ số nhân neutron k = 1, phản ứng dây chuyền tới hạn; k < 1 thì phản ứng tắt, k > 1 thì số neutron tăng theo cấp số nhân. Ở màn hình Phản ứng dây chuyền, chọn độ giàu ²³⁵U (0,7 % tự nhiên đến 90 %), chất làm chậm (không có, nước thường, nước nặng, than chì), độ cắm thanh điều khiển và kích thước lõi rồi bấm Bắn 1 neutron hoặc Bắn 100 neutron: biểu đồ số neutron mỗi thế hệ cho thấy phản ứng tắt, duy trì hay tăng vọt, bảng số phận neutron chỉ ra bao nhiêu neutron thoát ra ngoài, bị thanh điều khiển, U-238 hay chất làm chậm hấp thụ và bao nhiêu gây phân hạch. Màn hình Lò phản ứng mô phỏng lò nước áp lực 3000 MW: rút, cắm thanh điều khiển, giảm lưu lượng nước làm mát hoặc dập lò khẩn cấp để thấy công suất, nhiệt độ và nhiệt dư sau khi dập lò. Màn hình Năng lượng tính độ hụt khối và E = Δmc² cho phân hạch ²³⁵U, so sánh với nhiệt hạch D–T; màn hình Nhiên liệu đã cháy cho thấy các sản phẩm phân hạch và actinide phân rã theo chu kì bán rã. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao uranium tự nhiên duy trì được phản ứng dây chuyền với than chì hoặc nước nặng nhưng không được với nước thường? – Khi k lớn hơn 1 một chút, số neutron qua mỗi thế hệ thay đổi thế nào? – Vì sao sau khi dập lò vẫn phải tiếp tục làm mát lò phản ứng?