Lý thuyết phản ứng nhiệt hạch

1. Phản ứng nhiệt hạch là gì?

- Phản ứng kết hợp hai hay nhiều hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn gọi là phản ứng nhiệt hạch. 

- Phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra khi đáp ứng được những điều kiện cụ thể. Khi đó, phản ứng sẽ sinh ra nhiệt lượng khổng lồ ( nhiều hơn rất nhiều so với phản ứng phân hạch). 

- Trên thực tế, con người chỉ nghiên cứu được phản ứng nhiệt hạch từ các hạt nhân hidro tổng hợp thành heli do nguồn nguyên liệu hidro vô tận trong tự nhiên. 

- Phương trình phản ứng nhiệt hạch trong tự nhiên: 

- Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He lớn hơn 10 lần phản ứng phân hạch 1g Urani và lớn hơn 100 triệu lần khi đốt 1g Cacbon. 

2. Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra

Để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra cần phải thỏa mãn được những điều kiện như sau: 

+ Các hỗn hợp nhiên liệu phải được chuyển sang trạng thái plasma. Để làm được điều này cần ngưỡng nhiệt độ ở mức 10⁴ độ.

+ Để các hạt nhân tiếp xúc với nhau và tạo thành phản ứng nhiệt hạch thì cần cung cấp động năng ban đầu khoảng 10⁵ eV. Mức nhiệt độ cần khoảng 100 triệu độ.

+ Mật độ hạt nhân trong trạng thái plasma phải đủ lớn, do vậy thời gian để duy trì hạt nhân ở trạng thái plasma ở mức nhiệt độ 100 triệu độ cũng phải đủ lớn. 

=> Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch rất khó khăn so với điều kiện kỹ thuật hiện nay mặc dù phản ứng này có thể cung cấp cho con người nguồn năng lượng sạch vô hạn. Các nghiên cứu và xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch vẫn đang được tiến hành và có được những thành tựu nhất định. Con người tin tưởng rằng năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch là bước đột phá mới cho nguồn năng lượng sạch trong tương lai. 

Đăng ký ngay để nhận bộ sách "cán đích 9+" để nắm trọn kiến thức và các dạng bài tập ôn thi môn Vật Lý bạn nhé! 

3. Phản ứng nhiệt hạch trên trái đất

a. Phản ứng không điều khiển 

- Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra khi thử bom H. Quá trình nổ quả bom H đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch không điều khiển trong quả bom. 

b. Phản ứng có điều khiển

- Hiện nay, phản ứng nhiệt hạch có điều khiển sử dụng phản ứng sau: 

- Để thực hiện được phản ứng này cần thực hiện 2 việc như sau: 

+ Sử dụng máy gia tốc, chùm laze cực mạnh hoặc đưa nhiệt độ lên cao để đưa tốc độ các hạt lên cực lớn. 

+ Thực hiện "giam hãm" các hạt nhân đó trong phạm vi nhỏ hẹp để chúng dễ dàng gặp nhau trong thời gian đủ lớn

4. Năng lượng nhiệt hạch

- Khi phản ứng nhiệt hạch xảy ra sẽ tỏa ra năng lượng. Năng lượng đó được gọi là năng lượng nhiệt hạch

- Trên thực tế phản ứng nhiệt hạch được quan tâm duy nhất là phản ứng hạt hidro tổng hợp thành Heli

- Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời và hầu hết các vì sao chính là năng lượng nhiệt hạch.

- Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch: 

+ Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt lượng rất lớn

+ Nguyên liệu sử dụng trong phản ứng nhiệt hạch trong tự nhiên gần như là vô hạn

+ Chất thải trong phản ứng nhiệt hạch không gây ô nhiễm môi trường 

=> Phản ứng nhiệt hạch sẽ tạo ra nguồn năng lượng sạch vô hạn cho con người. 

Đăng ký ngay để được thầy cô ôn tập kiến thức và xây dựng lộ trình ôn thi THPT Quốc Gia sớm để đạt được điểm 9+ môn Vật Lý bạn nhé! 

Trên đây là phần kiến thức về phản ứng nhiệt hạch trong chương hạt nhân nguyên tử Vật Lý 12. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp ích cho các em trong quá trình ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lý. Để học thêm nhiều kiến thức các môn học khác, các em hãy truy cập ngay trang web vuihoc.vn nhé!

     Tham khảo thêm:

⭐Bộ Sách Thần Tốc Luyện Đề Toán - Lý - Hóa THPT Có Giải Chi Tiết

>> Mời bạn tham khảo thêm: 

• Phản ứng phân hạch
• Phóng xạ
• Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân