TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG :: Xem chủ đề - Năng lượng hạt nhân trên thế giới
TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG
Nơi gặp gỡ của các Cựu Giáo Sư và Cựu Học Sinh Phan Rang - Ninh Thuận
 
 Trang BìaTrang Bìa   Photo Albums   Trợ giúpTrợ giúp   Tìm kiếmTìm kiếm   Thành viênThành viên   NhómNhóm   Ghi danhGhi danh 
Kỷ Yếu  Mục Lục  Lý lịchLý lịch   Login để check tin nhắnLogin để check tin nhắn   Đăng NhậpĐăng Nhập 

Năng lượng hạt nhân trên thế giới

 
Gửi bài mới   Trả lời chủ đề này    TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG -> Khoa Học và Kỹ Thuật
Xem chủ đề cũ hơn :: Xem chủ đề mới hơn  
Người Post Đầu Thông điệp
Mây tím



Ngày tham gia: 24 Oct 2007
Số bài: 9547

Bài gửiGửi: Sun Sep 17, 2017 11:27 pm    Tiêu đề: Năng lượng hạt nhân trên thế giới

Năng lượng hạt nhân trên thế giới

Nhà máy điện nguyên tử. (Hình: energy.gov)


Hiện nay bầu khí quyển bị ô nhiễm và bị hiệu ứng nhà kính làm nóng lên. Những hiện tượng này gây nên nhiều sự xáo trộn về thời tiết và làm bão lụt xảy ra thường xuyên.

Sở dĩ bị ô nhiễm và hiện tượng nhà kính là vì thế giới dùng quá nhiều nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) như dầu hỏa, than đá hay khí đốt thiên nhiên.

Đa số các nước trên thế giới đang tìm những nguồn năng lượng không làm ô nhiễm và không thải khí gây ra hiệu ứng nhà kính. Bài này tôi nói về năng lượng hạt nhân (nuclear energy).


Mô hình một nguyên tử.


Nguyên tử

Nguyên tử (atom) là đơn vị căn bản của mọi vật. Một nguyên tử có một hạt nhân (nucleus) ở giữa và những hạt điện tử âm (electron) xoay chung quanh, cũng giống như trái đất và các hành tinh khác xoay quanh mặt trời. Hạt nhân có hai thành phần, hạt điện tử dương (proton) và trung hòa tử (neutron). Hai thành phần này bám lấy nhau rất chặt chẽ.


Tách hạt nhân của nguyên tử.


Nguyên tắc của năng lượng hạt nhân

Khi một trung hòa tử bắn vào hạt nhân của một nguyên tử khác thì hạt nhân đó có thể bị tách ra. Hiện tượng đó được gọi là sự tách hạt (fission). Khi hạt nhân của một nguyên tử bị tách ra thì nó phát ra năng lượng dưới dạng nhiệt và đồng thời lại nhả ra nhiều trung hòa tử. Những trung hòa tử này lại bắn vào những hạt nhân khác và làm thành một phản ứng dây chuyền (chain reaction).

-Urani: Bởi vì nguyên tử của chất urani (Uranium) rất lớn nên lực kết hợp hai thành phần trung hòa tử và hạt điện tử dương không được mạnh lắm. Nên urani là một chất lý tưởng để tách hạt. Do đó nhiên liệu chính của năng lượng hạt nhân thường là chất urani. Chất này ít có trên thế giới. Nhưng nó chứa rất nhiều năng lượng. Một ký lô urani có năng lượng tương đương với 3 triệu ký lô than đá. Các nước có mỏ urani và sản xuất nhiều là Kazakhstan, Canada, Úc, Niger và Nga. Urani lấy ra từ mỏ thì chưa dùng được. Nó phải qua một quy trình để làm cho xúc tích hơn mới dùng trong các lò phản ứng hạt nhân được.

-Lò phản ứng hạt nhân (nuclear reactor): Lò phản ứng hạt nhân là bộ phận chính trong nhà máy điện nguyên tử. Có nhiều loại lò phản ứng hạt nhân. Thí dụ trong hình minh họa sau đây là loại lò phản ứng nước nén (pressurized water reactor). Trong cỗi lõi của loại lò này các nguyên tử urani phân hạt và phát sinh ra nhiệt và làm nóng nước. Hơi nước dưới một áp suất cao làm quay tua bin và động cơ để sinh ra điện.


Nhà bác học người Ý Enrico Fermi (hình: courtesy of University of Chicago)


Lịch sử sự phát triển năng lượng hạt nhân

Từ khoảng năm 1900, các nhà khoa học đã biết nguyên tử chứa một số năng lượng lớn, nhưng không biết rõ ra sao. Năm 1905, nhà bác học nổi tiếng Albert Einstein đưa ra một công thức về liên hệ giữa khối lượng và năng lượng. Đó là công thức nổi tiếng: E = mc²

Trong đó E là năng lượng, m là khối lượng và c là vận tốc ánh sáng. Công thức đó có nghĩa là năng lượng thì bằng khối lượng nhân với vận tốc ánh sáng bình phương. Tốc độ ánh sáng là 300,000 km một giây. Số đó lại được bình phương lên (tức là nó nhân với chính nó) nên trở thành một số khổng lồ. Vì vậy một khối lượng nhỏ của chất urani cũng chứa một nguồn năng lượng rất lớn.

Năm 1934, nhà bác học người Ý Enrico Fermi làm thí nghiệm cho thấy là trung hòa tử có thể dùng để tách nhiều loại nguyên tử.

Năm 1942, ông Fermi và cộng sự viên Leo Szilard chế tạo ra một dụng cụ có thể gây ra phản ứng dây chuyền của sự tách hạt. Một khi đã có được phản ứng dây truyền thì năng lượng tỏa ra rất là lớn. Các nhà khoa học nghĩ là có thể dùng nguyên tắc này để chế tạo ra một loại bom có sức tàn phá kinh khủng. Đó chính là bom nguyên tử. Vào năm 1942, Thế Chiến Thứ 2 đang xảy ra khốc liệt, Đồng Minh cũng như Đức Quốc Xã đều ráo riết nghiên cứu để có thể chế tạo ra bom nguyên tử. Bên nào cũng sợ bên kia có trước.

Hoa Kỳ với dự án tối mật có ám hiệu là Manhattan Project đã thành công và quả bom nguyên tử thử nghiệm đầu tiên được cho nổ vào ngày 16 Tháng Bảy, 1945, trong sa mạc ở tiểu bang New Mexico. Chưa tới một tháng sau Hoa Kỳ thả hai quả bom nguyên tử trên hai thành phố Hiroshima và Nagasaki. Trước sự tàn phá chưa từng có của bom nguyên tử Nhật Bản phải đầu hàng vô điều kiện và Thế Chiến Thứ 2 chấm dứt.

Sau Thế Chiến sự phát triển năng lượng hạt nhân được chú trọng nhiều về những áp dụng thương mại và tàu thủy, nhất là tàu ngầm.



Năng lượng hạt nhân trên thế giới

Năm 1954, Liên Bang Xô Viết xây nhà máy phát điện chạy bằng nguyên tử đầu tiên trên thế giới ở Obninsk. Theo thống kê của Hiệp Hội Hạt Nhân Thế Giới (World Nuclear Association), hiện nay có 440 nhà máy phát điện nguyên tử trong 31 quốc gia. Tổng số lượng điện cung cấp của các nhà máy đó là khoảng 390,000 MWe (MegaWatt Electric là đơn vị đo lượng điện sản xuất). Có khoảng 60 nhà máy điện nguyên tử đang được xây.

Tuy có nhiều lo ngại về sự an toàn của nhà máy điện nguyên tử nhiều quốc gia đã và đang xây nhiều nhà máy điện nguyên tử để cung cấp điện cần thiết. Điển hình nhất là những nước không có nguồn năng lượng thiên nhiên như mỏ dầu hay than đá. Bên Pháp ba phần tư điện dùng là từ năng lượng hạt nhân. Ở các nước Phần Lan, Thụy Điển, Thụy Sĩ hơn một phần ba điện là được rút từ năng lượng hạt nhân.



Ưu điểm của năng lượng hạt nhân

Nhiều nước trên thế giới đã phát triển mạnh năng lượng hạt nhân để cung ứng nhu cầu về năng lượng vì loại năng lượng này có nhiều ưu điểm.

-Không có hiệu ứng nhà kính.

-Không làm ô nhiễm môi trường.

-Được lâu dài vì cần rất ít urani.

-Không lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch.

Khuyết điểm của năng lượng hạt nhân

–Chất thải của nhà máy nguyên tử rất là độc hại và tồn tại cả ngàn năm.

-Rất nguy hiểm – đã có nhiều tai nạn xảy ra cho nhà máy điện nguyên tử và những tàu ngầm nguyên tử. Hai vụ lớn nhất là Chernobyl ở Ukraine năm 1986 và Fukushima ở Nhật Bản sau trận động đất năm 2011.



Năng lượng hạt nhân trong tương lai

Một cách khác để khai thác năng lượng hạt nhân là sự hợp hạt (fusion). Hợp hạt là trường hợp các hạt nhân của các nguyên tử hợp với nhau. Năng lượng mặt trời là năng lượng hạt nhân hợp hạt. Hợp hạt phát ra năng lượng gấp bội phần tách hạt.

Nhiên liệu cho hợp hạt là đơteri (deuterium), một dạng của hy đrô và lấy từ nước nên rất dồi dào. Hơn nữa hợp hạt cho ra ít chất thải phóng xạ hơn tách hạt. Tuy nhiên các nhà khoa học vẫn chưa có thể xử dụng phương pháp hợp hạt để sản xuất năng lượng có thể dùng được. Những nghiên cứu này vẫn đang tiếp diễn. Hy vọng một ngày nào đó sẽ có những nhà máy hạt nhân hợp hạt.

Hà Dương Cự/Người Việt
Nguồn: nguoi-viet.com

Về Đầu Trang
Trình bày bài viết theo thời gian:   
Gửi bài mới   Trả lời chủ đề này    TRUNG HỌC DUY TÂN - PHAN RANG -> Khoa Học và Kỹ Thuật Thời gian được tính theo giờ GMT - 4 giờ
Trang 1 trong tổng số 1 trang

 
Chuyển đến 
Bạn không có quyền gửi bài viết
Bạn không có quyền trả lời bài viết
Bạn không có quyền sửa chữa bài viết của bạn
Bạn không có quyền xóa bài viết của bạn
Bạn không có quyền tham gia bầu chọn

    
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Diễn Đàn Trung Học Duy Tân