Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta potx

21 932 7
  • Loading ...
1/21 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 09/03/2014, 05:20

…………………. ……………………. ……………………………… ………………………………………………………….  Báo cáo Tìm hiểu các vấn đề bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới nước ta Kính gửi : Dr. Hoàng Anh Tuấn : Ms. Nguyễn Thị Yên Ninh : Mr. Nguyễn Việt Phương Hà nội, 8 - 2011 Bùi Từ Thi Hoàng Trang 1 MỤC LỤC Mục lục 1 Danh mục hình ảnh 2 Phần 1: Giới thiệu 3 1.1. Năng lượng Nguyên tử 10 1.1.1. Định nghĩa 10 1.1.2. Lý thuyết về năng lượng nguyên tử 11 1.2. Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân 6 1.2.1. Trong lĩnh vực y tế 6 1.2.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sinh học 7 1.2.3. Trong lĩnh vực khoa học, kỹ thuật công nghiệp 7 1.2.4. Trong lĩnh vực nghiên cứu các quá trình tự nhiên bảo vệ môi trường 8 1.2.5. Trong lĩnh vực cung cấp năng lượng 8 Phần 2: Vấn đề phát triển năng lượng hạt nhân 10 2.1 Điện hạt nhân 10 2.1.1. Các nguồn cung cấp điện năng của thế giới 10 2.1.2. Ưu điểm 11 2.1.3. Nhược điểm 12 2.2 Sự phát triển điện hạt nhân trên thế giới 12 2.3 Phát triển điện hạt nhân Việt nam 14 2.3.1. Đặt vấn đề 14 2.3.2. Thực hiện 15 Phần 3 : Kết luận 17 Phần 4 : Cục năng lượng nguyên tử Việt nam 18 4.1. Tìm hiểu về Cục năng lượng nguyên tử Việt nam 18 4.2. Giới thiệu về bản thân 18 Tài liệu tham khảo 20 Bùi Từ Thi Hoàng Trang 2 Danh mục hình ảnh 1.1. Mô hình cấu trúc của nguyên tử 4 1.2. Phản ứng phân hạch hạt nhân U235 5 1.3. Phản ứng tổng hợp hạt nhân Heli 5 2.1. Tỷ lệ sản xuất điện trên thế giới 10 2.2. Sự phân bố Uranium 11 2.3. Vị trí các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới 13 2.4. Quy hoạch phát triển điện Việt nam đến năm 2025 14 Bùi Từ Thi Hoàng Trang 3 Phần 1 : Giới thiệu 1.1. Năng lượng Nguyên tử 1.1.1. Định nghĩa “Năng lượng nguyên tửnăng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử bao gồm năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch, năng lượng do phân rã chất phóng xạ; là năng lượng sóng điện từ khả năng ion hoá vật chất năng lượng các hạt được gia tốc.” (Trích: Luật năng lượng nguyên tử) Ta chủ yếu đề cập đến vấn đề : năng lượng sinh ra khi sự phân hạch (chia tách) của hạt nhân nguyên tử. 1.1.2. Lý thuyết về năng lượng nguyên tử a) Cấu tạo của nguyên tử Ngay từ thời cổ đại (khoảng năm 450 TCN), loài người mà đại diệncác nhà khoa học hy lạp cổ đại đã những ý tưởng việc tất cả các loại vật chất (rắn, lỏng hay khí) đều được cấu tạo từ những hạt vô cùng nhỏ bé không thể được chia tách nhỏ hơn nữa gọi là “Nguyên tử”. Tuy rằng khái niệm nguyên tử đã tồn tại từ hàng nghìn năm qua nhưng chỉ trong hai thế kỷ gần đây, con người mới bắt đầu hiểu được những điều căn bản về Nguyên tử nguồn sức mạnh vô cùng to lớn chứa trong vật thể khối lượng vô cùng nhỏ bé đó. Khoa học ngày nay đã chứng minh được nguyên tử thực chất là một hạt cấu trúc bản thân nó được tạo nên bởi các hạt còn nhỏ bé hơn nữa: Cấu trúc của nó bao gồm một hạt nhân nguyên tử mang điện tich dương (+) các điện tử (Electron) mang điện tích âm (-) quay xung quanh hạt nhân đó. Hạt nhân nguyên tử lại được cấu tạo bởi dày đặc các hạt Proton Neutral. Về bản chất hai loại hạt này bằng nhau về khối lượng kích thước nhưng hạt Proton mang điện tích dương (+) còn hạt Neutral không mang điện. Bình thường, các nguyên tử luôn trung hòa về điện do số lượng các hạt mang điện tích âm (Electron) luôn cân bằng với số lượng các hạt mang điện tích dương (Proton). Bùi Từ Thi Hoàng Trang 4 Hình 1.1 – Mô hình cấu trúc của nguyên tử. Về bản, các nguyên tố khác nhau thì nguyên tử của chúng cũng khác nhau về cấu trúc cũng như số lượng của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử của nguyên tố đó. Các nguyên tố được xác định theo số Proton trong hạt nhân (số nguyên tử) số khối của nguyên tử đó (tính bằng khối lượng của hạt nhân nguyên tử bởi vì các Electron khối lượng không đáng kể). b) Phản ứng phân hạch phản ứng hợp hạch Trong hạt nhân nguyên tử, các Proton Neutral, khi khoảng cách rất nhỏ, giữa chúng sẽ một lực hút rất mạnh gọi là năng lượng liên kết. Nhờ năng lượng liên kết này mà Proton Neutral kết hợp với nhau giữ hình thái ổn định của chúng. Về lý thuyết: nếu chúng ta phá vỡ liên kết trong hạt nhân của nguyên tử sẽ tạo ra các phần nhỏ hơn đồng thời giải phóng năng lượng liên kết giữa chúng dưới dạng nhiệt năng. Tuy nhiên, chỉ một vài nguyên tố cấu trúc hạt nhân chưa thực sự bền vững (thường là các nguyên tố tính phóng xạ) mới thể thực hiện được việc chia tách này để tạo thành các nguyên tố cấu trúc bền vững hơn gọi đó là phản ứng phân hạch hạt nhân. Ví dụ: một hạt nhân nguyên tử nặng như Uranium235 (có năng lượng liên kết lớn) khi hấp thụ Neutral sẽ bị phân hạch trở thành các hạt nhân nhẹ hơn (có năng lượng liên kết tương đối nhỏ) đồng thời phát ra các Neutral mới giải phóng năng lượng rất lớn dưới dạng nhiệt cỡ 200Mev. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 5 Hình 1.2 – Phản ứng phân hạch hạt nhân U235. Ngược lại: Nếu tạo được liên kết giữa các hạt nhân nguyên tử nhẹ để tạo thành hạt nhân của nguyên tử mới nặng hơn (nhưng lại năng lượng liên kết nhỏ hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt nhân tạo thành) thì phần năng lượng dư thừa cũng sẽ được giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng. Mặt khác, nếu phản ứng tổng hợp hạt nhân này tạo ra một hạt nhân mới năng lượng liên kết lớn hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt nhân tạo thành thì phản ứng tổng hợp hạt nhân này lại là phản ứng thu năng lượng (nhiệt năng). Khoa học đã chứng minh: sự kết hợp hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hơn sắt nickel thì phóng thích năng lượng trong khi với các nhân nặng hơn thì hấp thụ năng lượng. Ví dụ: phản ứng hợp hạch mà con người đã thực hiện được là kết hợp giữa hai nguyên tử Hydro trở thành hạt nhân nguyên tử Heli ổn định nhưng lại năng lượng liên kết hạt nhân tương đối nhỏ. Hình 1.3 – Phản ứng tổng hợp hạt nhân Heli. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 6 Như vậy: khi hạt nhân của nguyên tử bị phân chia hoặc tổng hợp (các hạt nhân nhẹ) thì một phần năng lượng liên kết của nó sẽ được giải phóng dưới dạng nhiệt năng rất lớn gọi là năng lượng nguyên tử (năng lượng hạt nhân). c) Bản chất của năng lượng nguyên tử Năng lượng nguyên tửnăng lượng được sinh ra khi sự biến đổi của hạt nhân nguyên tử (có sự thay đổi về tổng khối lượng của tất cả các “hạt” trước và sau phản ứng). Năng lượng này được biểu diễn về mặt độ lớn giá trị theo phương trình của Einstein:  = ∆  E là năng lượng trong quá trình biến đổi  ∆m : độ chênh lệch khối lượng trước sau phản ứng (∆m=∑mt-∑ms)  C là vận tốc ánh sáng trong chân không giá trị xấp xỉ 3x10 m/s Theo như phương trình trên, khi sự biến đổi hạt nhân nguyên tử thành các hạt mới thì kèm theo sự biến đổi đó sẽ sinh ra năng lượng (nếu ∆m > 0) hoặc thu năng lượng vào (nếu ∆m < 0). Do phản ứng phân hạch hạt nhân tổng khối lượng các “hạt” trước phản ứng lớn hơn nhiều so với khối lượng các “hạt” sau phản ứng nên theo hệ thức trên nó sinh ra một năng lượng khổng lồ. d) Phân loại : Theo định nghĩa: “Năng lượng nguyên tửnăng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử” sinh ra dưới các dạng:  Năng lượng nhiệt: Phần lớn năng lượng nguyên tử được sinh ra dưới dạng nhiệt năng, phát trực tiếp ra môi trường xung quanh.  Động năng cho các “hạt” mới sinh: Một phần năng lượng sẽ cung cấp động năng cho các hạt mới sinh ra, làm cho các hạt khối lượng nhỏ (các hạt mang điện dương như hạt α ,Ion dương, các hạt mang điện âm như Electron các hạt không mang điện như Neutral, tia γ) vận tốc ban đầu rất lớn. Đây cũng chính là nguồn gốc sinh ra các tia phóng xạ trong phản ứng hạt nhân. 1.2. Ứng dụng của công nghệ hạt nhân Công nghệ hạt nhân đồng vị phóng xạ được ứng dụng hiệu quả vào nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội. Trong một số lĩnh vực nó còn vai trò chủ đạo không thể thay thế: 1.1.1. Trong lĩnh vực y tế Bùi Từ Thi Hoàng Trang 7 Công nghệ hạt nhân giúp tạo ra các đồng vị phóng xạ đặc biệt quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế : Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Đà Lạt là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán điều trị bệnh bướu cổ; Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não tuyến nước bọt. Hàng năm, khoảng 150 Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà lạt, đáp ứng khoảng 60% nhu cầu của Ngành Y tế. Ngoài ra, ứng dụng các tia xạ trong lĩnh vực chiếu, chụp, chẩn đoán hình ảnh… để phục vụ việc chẩn đoán chức năng bệnh lý các quan nội tạng củathể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Hơn thế nữa, phương pháp điều trị ung thư bằng xạ trị (chiếu các tia phóng xạ tiêu diệt các tế bào ung thư) cho đến nay vẫn là phương pháp chưa thể thay thế trong việc điều trị căn bệnh nguy hiểm này. 1.1.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sinh học Công nghệ hạt nhân cũng tác dụng vô cùng to lớn, đặc biệt là ứng dụng tia γ gây đột biến gene để tạo ra các giống cây trồng (ngô, khoai, lúa, một số loại hoa, dâu tằm…) để tạo ra các giống mới năng suất cao, chống chịu sâu bệnh tốt phù hợp với thổ nhưỡng nhiều vùng khác nhau. Hoặc tác động gây đột biến gene chính các loại sâu hại cho cây trồng (làm chết hoặc mất khả năng sinh sản của chúng). Tạo ra các chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật để cho cây trồng phát triển tốt đã được chế tạo đang triển khai thử nghiệm diện rộng trên phạm vi cả nước với diện tích hàng trăm hecta các loại cây rau quả, lương thực cho năng suất tăng từ 15 - 30% so với đối chứng đồng thời giảm được lượng phân bón cho cây trồng (do nước ta hiện vẫn phải nhập khẩu chủ yếu phân bón cho nông nghiệp từ Trung quốc). Lĩnh vực khoa học về công nghệ bức xạ nhằm các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ như chất mang vacxin, màng chữa bỏng, chất kích thích tăng trưởng thực vật, chế phẩm phòng chống nấm thực vật, v.v giúp cho hàng hóa nông sản thể được bảo quản tốt hơn. Nâng cao vị thế giá trị sản phẩm của một nước xuất khẩu nông sản hàng đầu thế giới. 1.1.3. Trong lĩnh vực khoa học, kỹ thuật công nghiệp Ứng dụng rộng rãi nhất của công nghệ hạt nhân phải nói đến trong các ngành xây dựng, kiểm tra, đo lường (dùng kiểm tra, kiểm nghiệm, giám sát Bùi Từ Thi Hoàng Trang 8 đánh giá chất lượng các công trình, sản phẩm mà không cần tác động vào vật cần kiểm tra), hay thăm dò, tìm kiếm khai thác khoáng sản với chi phí thấp độ chính xác rất cao. Chỉ với việc ứng dụng kỹ thuật chụp X-quang thông thường đã thể kiểm tra hàng hoá, bảo đảm an ninh tại các cửa khẩu, sân bay. Hiện nay, việc sử dụng kỹ thuật này đã trở thành yêu cầu bắt buộc trong kiểm tra chất lượng một số loại công trình xây dựng giao thông. Mặt khác, sự phát triển của công nghệ hạt nhân sẽ kéo theo nó là sự phát triển của nhiều lĩnh vực ngành nghề như : thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử, hạt nhân phục vụ cho chính sự phát triển của ngành. Phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân, an toàn – an ninh trong lĩnh vực hạt nhân cũng vì thếphát triển theo. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, nếu áp dụng công nghệ hạt nhân thể giúp các phương tiện gần như hoạt động suốt đời mà không phải một lần nạp thêm nhiên liệu: hiện nay đã trở thành phương pháp tân tiến nhất được ứng dụng trong vận tải tàu biển tàu quân sự trọng tải lớn. 1.1.4. Trong lĩnh vực nghiên cứu các quá trình tự nhiên bảo vệ môi trường Sử dụng đồng vị phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu phóng xạ để nghiên cứu diễn biến nhiều quá trình như sa bồi, bào mòn, trầm tích, rò rỉ, v.v Kết hợp với các thông tin về thủy văn địa chất, các kết quả nghiên cứu của ngành hạt nhân cung cấp cho các nhà quản lý ngành nông nghiệp, thủy lợi các số liệu điều tra quan trọng mang ý nghĩa thực tế cao. Nghiên cứu phóng xạ môi trường ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân liên quan cho phép theo dõi biến động của mức phóng xạ tình hình ô nhiễm môi trường không khí đã được tiến hành trong nhiều năm qua một số khu công nghiệp thành phố lớn như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh Ứng dụng các kỹ thuật hạt nhân để nghiên cứu ô nhiễm môi trường biển cũng đang được tiến hành. Ngoài ra, các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo sinh ra do các vụ thử vũ khí sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt nam cũng được thực hiện, đặc biệt đã khả năng tự theo dõi về môi trường quốc gia khi xảy ra sự cố hạt nhân từ Nhật bản. 1.1.5. Trong lĩnh vực cung cấp năng lượng Bùi Từ Thi Hoàng Trang 9 Nói đến năng lượng nguyên tử, chúng ta không thể không nhắc đến điện hạt nhân. thể nói, đây là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất được ứng dụng nhiều nhất của năng lượng nguyên tử. Theo tính toán, sau 15 năm nữa, riêng nhu cầu về điện sẽ tăng gấp 10 lần hiện nay, nhu cầu về năng lượng sẽ tăng gấp 3 lần. Trước tình thế đó, sử dụng điện hạt nhân sẽ là giải pháp tối ưu trong tương lai gần. Trong xu thế cả thế giới đang phải đối phó với hiểm họa biển đổi khí hậu toàn cầu, nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày một dần cạn kiệt thì giải pháp điện hạt nhânsự lựa chọn thích hợp, góp phần tích cực thay thế các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hoá thạch, nhằm hạn chế việc phát sinh khí thải ô nhiễm vào môi trường gây hiệu ứng nhà kính. [...]...Phần 2: Vấn đề phát triển năng lượng hạt nhân 2.1 Điện hạt nhân 2.1.1 Các nguồn cung cấp điện năng của thế giới Hình 2.1 – Tỷ lệ sản xuất điện trên thế giới Về vấn đề cung cấp năng lượng điện của thế giới hiện nay, chia làm 6 loại chính: 1 Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu than đá (39%) 2 Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu khí gas tự nhiên (17%) 3 Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu... gần như là công nghệ độc quyền của các nước phát triển cộng với những lo ngại về việc phổ biến vũ khí hạt nhân khi bất cứ một quốc gia nào ý định tự nghiên cứu phát triển điện hạt nhânthế điện hạt nhân gần như trở thành công nghệ độc quyền của một vài nước các nước muốn sử dụng công nghệ này sẽ lệ thuộc vào các nước nói trên (từ khâu thiết kế, xây dựng, vận hành, chuyển giao công nghệ đến... : Chuyên viên kỹ thuật Năng lượng nguyên tử Qua tìm hiểu, tôi được biết chức năng của Cục Năng lượng nguyên tử là thực hiện việc quản lý, giám sát đối với các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng, phát triển năng lượng nguyên tử Việt Nam các công việc điều hành, chỉ đạo, đối với các dự án năng lượng hạt nhân Việt Nam (trong đó dự án điện hạt nhân sẽ được xây dựng nước ta vào năm 2014) Tôi nghĩ... Lịch sử đã chứng kiến những điều đáng sợ về năng lượng nguyên tử Đó là những hình ảnh hủy diệt kinh hoàng sau khi quân đội Mỹ ném hai quả bom nguyên tử xuống Nhật bản trong Đệ nhị thế chiến, hay các thảm họa về điện hạt nhân nghiêm trọng đã xảy ra Mỹ (1979); Liên xô (1986) mới đây nhất là sự cố hạt nhân Nhật bản Vì thế, các vấn đề về năng lượng hạt nhân, điện nguyên tử luôn là vấn đề vô cùng... điện hạt nhân là kèm theo các vấn đề an ninh, an toàn phóng xạ hạt nhân trong suốt một thời gian dài sau đó 2.2 Sự phát triển điện hạt nhân trên thế giới Bùi Từ Thi Hoàng Trang 12 Hiện nay, điện hạt nhân đã đang là nguồn năng lượng chủ đạo nhiều nước Trong đó chủ yếu là các nước phát triển hoặc dân số đông (3 quốc gia dân số đông nhất là Trung quốc, Ấn độ Hoa kỳ đều sử dụng điện hạt nhân) ... quốc gia đang phát triển khác như Trung quốc, Ấn độ… cũng đã đầu xây dựng các nhà máy điện hạt nhân Tuy tỷ lệ trong cung cấp năng lượng còn thấp nhưng các chính sách phát triển năng lượng của các quốc gia này vẫn luôn đề cao vấn đề sử dụng năng lượng hạt nhân cho tương lai 2.3 Phát triển điện hạt nhân Việt nam 2.3.1 Đặt vấn đề Việt nam là một quốc gia đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa,... nghiêm ngặt các công ước về chống biến đổi khí hậu thế giới mà Việt Nam đã ký, ta nhận thấy điện hạt nhân là một trong những phương án được chú ý, tính khả thi nhất Từ việc phân tích một cách khách quan xu thế hiện nay của thế giới khu vực đối với việc phát triển điện hạt nhân; từ việc xem xét trên các quan điểm về nhu cầu, về an ninh năng lượng về phát triển tiềm lực của đất nước; từ việc... hỏi về một nền công nghiệp phát triển thân thiện với môi trường Tại thời điểm năm 2000, Nhật Bản 51 lò phản ứng phát điện hạt nhân đang vận hành, trở thành nước sử dụng hạt nhân ứng thứ 3 trên thế giới, sau Mỹ Pháp chiếm khoảng 30% tổng sản lượng điện của quốc gia này 4 Ngoài ra một số nước phát triển như Anh, Đức Nga đều tỷ lệ sử dụng điện hạt nhân đạt trên 20% tổng sản lượng điện quốc gia,... nhân) Về vấn đề môi trường, cho đến nay cũng chưa ứng viên nào đủ sức thay thế điện hạt nhân trong dự án năng lượng cho tương lai, điện hạt nhân được xem là năng lượng “sạch” vì không xả khí thải hủy hoại môi trường giá thành hợp lý nếu đem so với giá thành đắt đỏ của năng lượng tái tạo Hình 2.3 – Vị trí các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới Hiện nay trên thế giới 442 lò phản ứng hạt nhân. .. năm trở lại đây, tình hình cung cấp điện của Việt Nam ngày càng trở thành vấn đề nan giải khi sự phát triển của ngành điện quá chậm chạp Việc tăng giá của các nguyên liệu đầu vào cho sản xuất nhiệt điện tăng cao, các nguồn cung cấp nước cho các hồ thủy điện cạn kiệt không ổn định làm cho thiếu hụt điện nghiêm trọng, ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống của nhân dân sự phát triển kinh tế của đất nước . cáo Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta. năng lượng nguyên tử (năng lượng hạt nhân) . c) Bản chất của năng lượng nguyên tử Năng lượng nguyên tử là năng lượng được sinh ra khi có sự biến đổi của
- Xem thêm -

Xem thêm: Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta potx, Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta potx, Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta potx

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn