Title Chủ đề 4 - Công nghiệp hạt nhân.pdf ✅

 Cô Nhung Cute 0972.46.48.52 VẬT LÍ 12 1 1.1. Nhà máy điện hạt nhân: - Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng hạt nhân thường được chuyển hóa thành điện năng thông qua hệ thống lò phản ứng hạt nhân, tua bin và máy phát điện để hòa vào lưới điện hoặc cung cấp năng lượng cho tàu ngầm, tàu phá băng, ... - Hệ thống khai thác năng lượng hạt nhân có thể hoạt động trong thời gian dài mà không cần bổ sung nhiên liệu. - Nguyên tắc hoạt động của nhà máy điện hạt nhân: + Bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân. + Chất tải nhiệt sơ cấp, sau khi chạy qua vùng tâm lò, sẽ chảy qua bộ trao đổi nhiệt, cung cấp nhiệt cho lò sinh hơi. Hơi nước làm chạy tua bin phát điện giống như trong nhà máy điện thông thường. 1.2. Ưu điểm, nhược điểm và cơ hội phát triển của các nhà máy điện hạt nhân: - Ưu điểm: + Ít phát thải khí nhà kính, không trực tiếp phát khí thải ô nhiễm môi trường như CO CO 2 , ,... và có thể phát điện liên tục nhiều năm cho tới khi phải thay nhiên liệu mới. • Quá trình sản xuất điện tại nhà máy điện hạt nhân không thải ra khí CO2, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu. • So sánh với nhà máy điện than, nhà máy điện hạt nhân có thể giảm lượng khí thải CO2 lên tới 80%. + Hiệu quả cao: • Nhà máy điện hạt nhân có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn so với các nhà máy điện truyền thống sử dụng nhiên liệu hóa thạch. • Ví dụ: Hiệu suất nhà máy điện hạt nhân có thể đạt tới 33%, trong khi nhà máy điện than chỉ đạt 30%. + Nguồn năng lượng ổn định: • Nhà máy điện hạt nhân có thể hoạt động liên tục 24/7, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. • Điều này đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định cho lưới điện quốc gia. + Ít phụ thuộc vào nhiên liệu nhập khẩu: Chuyên đề 4 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ Chủ đề 4 CÔNG NGHIỆP HẠT NHÂN I Tóm tắt lý thuyết 1 Nhà máy điện hạt nhân
 Cô Nhung Cute 0972.46.48.52 VẬT LÍ 12 2 • Urani, nguyên liệu chính cho nhà máy điện hạt nhân, có thể được khai thác trong nước hoặc nhập khẩu từ nhiều quốc gia khác nhau. • Việc sử dụng năng lượng hạt nhân giúp giảm phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu. - Nhược điểm: + Việc xử lí chất thải hạt nhân đòi hỏi công nghệ phức tạp với chi phí cao. • Chất thải hạt nhân có tính phóng xạ cao, nguy hiểm và cần được xử lý và lưu trữ an toàn trong thời gian dài. • Việc xử lý chất thải hạt nhân là một vấn đề nan giải và tốn kém. + Vật liệu chứa chất thải hạt nhân cần có độ bền rất cao để bảo quản cất giữ hàng trăm năm sau khi khai thác vì chu kì bán rã của một số đồng vị trong thanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng là rất lớn (Ví dụ: Chu kì bán rã của 90 137 Sr Cs , khoảng 30 năm). Hình 24.2. Cấu tạo thiết bị lưu trữ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng + Vấn đề an toàn: • Tai nạn nhà máy điện hạt nhân có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người. • Ví dụ: Tai nạn Chernobyl năm 1986 và Fukushima năm 2011 là những thảm họa hạt nhân gây ảnh hưởng nặng nề. + Vấn đề an ninh: • Nguy cơ khủng bố tấn công nhà máy điện hạt nhân là một mối lo ngại lớn. • Cần có biện pháp an ninh nghiêm ngặt để bảo vệ nhà máy điện hạt nhân khỏi các hành vi tấn công. - Cơ hội phát triển của các nhà máy điện hạt nhân: + Phát triển công nghệ hạt nhân an toàn: • Các nhà khoa học đang nghiên cứu và phát triển các công nghệ hạt nhân an toàn hơn, có khả năng hạn chế rủi ro tai nạn. • Ví dụ: Các lò phản ứng hạt nhân thế hệ IV được thiết kế với nhiều tính năng an toàn hơn. + Tìm kiếm giải pháp xử lý chất thải hạt nhân: • Các nhà khoa học đang nghiên cứu các phương pháp xử lý và lưu trữ chất thải hạt nhân an toàn và hiệu quả hơn. • Ví dụ: Phương pháp pyroprocessing có thể giúp giảm lượng chất thải hạt nhân cần lưu trữ.
 Cô Nhung Cute 0972.46.48.52 VẬT LÍ 12 3 + Nâng cao nhận thức cộng đồng: • Cần nâng cao nhận thức cộng đồng về lợi ích và rủi ro của năng lượng hạt nhân. • Việc cung cấp thông tin chính xác và khách quan sẽ giúp người dân hiểu rõ hơn về năng lượng hạt nhân. + Hợp tác quốc tế: • Hợp tác quốc tế là yếu tố quan trọng để phát triển năng lượng hạt nhân an toàn và hiệu quả. • Chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm và công nghệ giữa các quốc gia sẽ giúp thúc đẩy phát triển năng lượng hạt nhân. 2.1. Chẩn đoán thông qua chụp ảnh phóng xạ cắt lớp bên trong cơ thể - Người ta đưa các đồng vị phóng xạ vào cơ thể thông qua dược chất phóng xạ. - Người ta theo dõi sự dịch chuyển của các dược chất phóng xạ bên trong cơ thể (phương pháp theo dõi vết phóng xạ) thông qua thiết bị phát hiện tia phóng xạ và sử dụng máy vi tính. Ví dụ: Khi tiêm dược chất phóng xạ vào tĩnh mạch để chụp ảnh phóng xạ gan mật, nhờ theo dõi vết phóng xạ chúng ta sẽ quan sát được toàn bộ quá trình sản xuất dịch mật của gan và sự dịch chuyển của dịch từ gan chảy tới túi mật. 2.2. Điều trị bệnh ung thư - Sử dụng dược chất phóng xạ: Bệnh nhân được uống hoặc tiêm dược chất phóng xạ với thành phần chứa đồng vị phóng xạ. Ví dụ: Thuốc Xofigo có chứa đồng vị phóng xạ 223 86Ra , hoặc thuốc Lutathera có chứa đồng vị phóng xạ 177 71Lu , ... Các tế bào ung thư sẽ chết do hấp thụ tia phóng xạ có trong dược chất phóng xạ được mạch máu vận chuyển tới. - Dùng máy xạ trị để chiếu tia phóng xạ từ bên ngoài cơ thể vào tế bào ung thư để tiêu diệt chúng. - Ngoài ra, tia phóng xạ cũng được dùng để khử trùng, khử khuẩn, ... 3.1. Trong công nghệ sinh học - Tia phóng xạ có thể được sử dụng hỗ trợ nghiên cứu gây đột biến gene, nhằm tạo ra các giống cây trồng mới có một số đặc điểm vượt trội như khả năng kháng sâu bệnh, năng suất cao, tạo quả trái mùa, hoặc một số loại quả không hạt, ... Cây trồng đột biến gene có thể ít ảnh hưởng tới môi trường do cây chỉ cần sử dụng ít phân bón và các loại thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng. Tuy nhiên, cây trồng biến đổi gene vẫn có thể 2 Y học hạt nhân Ứng dụng phóng xạ hạt nhân trong công nghệ sinh học và trong bảo quản thực phẩm. 3
 Cô Nhung Cute 0972.46.48.52 VẬT LÍ 12 4 gây tác động xấu đến côn trùng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người khi thường xuyên sử dụng. - Sử dụng phương pháp đánh dấu phóng xạ trong nghiên cứu sinh học, nông nghiệp và lâm nghiệp. Ví dụ: Để nghiên cứu đường đi của phân bón trong cây trồng, người ta sẽ bón phân có đồng vị 32 15P có tính phóng xạ  . Quan sát ảnh chụp phóng xạ của cây tại các thời điểm cách đều nhau, có thể đưa ra các biện pháp chăm sóc cây trồng phù hợp, giúp nâng cao chất lượng và năng suất. 3.2. Trong công nghệ bảo quản thực phẩm - Tia phóng xạ được sử dụng rộng tãi trong bảo quản sản phẩm nông nghiệp và thực phẩm nhờ khả năng diệt vi trùng có hại. Chiếu tia phóng xạ còn có thể giúp kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm nhờ thay đổi một số tính chất hóa học của thực phẩm tươi, giúp thực phẩm tránh bị mọc mầm, phân hủy. Hình 24.5. Vải thiều được chiếu xạ (a) và vải thiều thường (b) sau 7 ngày kể từ khi thu hoạch - Nhược điểm: Một số loại thực phẩm chiếu xạ có thể bị thay đổi màu sắc, hương vị làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, thực phẩm chiếu xạ có giá thành cao. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 18. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án. (Mỗi câu trả lời đúng thí sinh được 0,25 điểm) Câu 1. Bộ phận nào sau đây không có trong nhà máy điện hạt nhân? A. Lò phản ứng. B. Máy phát điện. C. Máy biến áp. D. Tua bin. Câu 2. Loại phản ứng hạt nhân được khai thác bên trong các nhà máy điện hạt nhân ngày nay là A. phản ứng phân hạch. B. phản ứng tổng hợp hạt nhân. C. phóng xạ. D. phản ứng phân hạch và phóng xạ. Câu 3. Xạ trị là một phương pháp tiên tiến để điều trị bệnh ung thư. Khi sử dụng máy xạ trị để chữa bệnh, nội dung nào sau đây là không chính xác? A. Máy xạ trị chiếu tia phóng xạ từ bên ngoài vào tế bào ung thư trong cơ thể để tiêu diệt chúng. II ĐỀ TRÊN LỚP 1 Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn (4,5 điểm)