CHƯƠNG I: KHÁI QUAT VE CONG NGHỆ NANG LƯỢNG HAT NHÂN VÀ VIỆC UNG DỤNG TRONG ĐỜI SÓNG CON NGƯỜI 1. Ngành năng lượng hạt nhân L. Khái niệm năng lượng — Năng lượng hạt nhân % Nang lượng là năng lực làm vật thể hoạt động '. Ngay từ thời ky sơ khai, năng lượng được tạo ra do đốt than hoặc khí để sử dụng trực tiếp vào việc nấu nướng va sưởi ấm.
Sau đó, nang lượng được dùng để chạy máy móc. tảu xe, chạy tua bin va may phát điện để sản xuất điện năng. Các nguồn năng lượng chính như: than, dau mỏ, khí đốt, điện (thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân), các nguồn năng lượng tái sinh và bén vững. Năng lượng gắn bó chặt chẽ với đời sống sinh hoạt của con người.
Hau hết, các hoạt động trong cuộc sống đều phải sử dụng đến các nguồn năng lượng như: điện, xăng dầu, than,.Trong bối cảnh xã hội ngày nay, năng lượng là động lực quan trọng của sự phát triển, * Nàng lượng hạt nhân (hay còn gọi là năng lượng nguyên tử) là năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân bao gồm: nâng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch. năng lượng do phân ra chất phóng xa; là năng lượng sóng điện tir có kha năng ion hoá vật chất và năng lượng các hạt được gia tốc. Hoạt động trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử là hoạt động nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử; xây dựng, vận hành, bảo đường, khai thác, quản lý va tháo dé cơ sở hạt nhân, cơ sở bức xạ; thăm dò, khai thác, chế biến, sử dụng quặng phóng xạ; sản xuất, lưu giữ, sử dụng. vận chuyển, chuyển giao, xuất khẩu, nhập khẩu nguồn phóng xạ.
thiết bị bức xạ. nhiên liệu hạt nhân, vật liệu hạt nhân nguồn, vật liệu hạt nhân vả thiết bị hạt nhân; xử lý, lưu giữ chất thải phóng xạ và các dịch vụ hỗ trợ ứng dụng năng lượng nguyễn tử. Vật liệu hạt nhắn nguồn là một trong các vật liệu sau đây: urani, thori dưới dạng quặng hoặc đuôi quặng: urani chứa thành phan đông vị urani 235 ít hơn urani trong tự ‘Thong Tắn Xã Việt Nam - Thông tin tư liệu - 88 (784). An minh nàng lượng quác tả - Thách thức và triển vọng.
SVTH: Lê Nhật Quang Trang 7 Khóa dắt GVHD: PGS. in Cảnh H nhiên: các quặng chứa thori, urani bằng hoặc lớn hơn 0.05% tính theo trọng lượng: các hợp chất của thori và urani khác chưa đủ hàm lượng để được xác định là vật liệu hạt nhân. Chat phóng xa là chat phát ra bức xạ do quá trình phân rã hạt nhân, chuyển mức năng lượng hạt nhân, có hoạt độ phóng xạ riêng hoặc tổng hoạt độ lớn hơn mức miễn trừ. An toàn hạt nhân là việc thực hiện các biện pháp nhằm ngăn ngừa sự cô hoặc giảm thiểu hậu quả sự có do thiết bị hạt nhân, vật liệu hạt nhân gây ra cho con người, môi trường.
Ì Mục tiêu chủ yếu của an toàn hạt nhân là bảo vệ con người và môi trường tránh khỏi những ảnh hưởng có hại của bức xạ ion hỏa. Nguyễn lý an toản đầu tiền khẳng định rằng, trách nhiệm cuối cùng vẻ an toàn thuộc về tổ chức vận hành. Gan như tất cả những thảm họa nguyên tử từ các nhà máy điện hạt nhân đều có nguyên nhân xuất phát từ công tác vận hành chứ không phải là thiết kế và xây dựng. Phản ứng hạt nhân là một quá trình vật lí, trong đó xảy ra sự tương tác mạnh của hạt nhân với một hạt nhân khác hoặc với một nucleon ở khoảng cách nhỏ khoảng fm.
Qua quá trình này, hạt nhân nguyên tử thay đổi trang thái ban đầu (thành phần, năng lượng.) hoặc tạo ra hạt nhân mới hay các hạt mới vàgiải phóng ra năng lượng. Chính nhờ các phản ứng hạt nhân mà con người ngày càng hiểu biết sâu sắc hơn vẻ cấu trúc vi mô của thế giới vật chất muôn hình muôn vẻ. Thang đánh giá các sự kiện hạt nhân quốc tế Ines (International Nuclear Event Scale) là một khối có dạng hình chóp ”. Thang nảy phân ra bảy mức tai họa khác nhau theo thứ tự từ trên xuống như sau: tai họa lớn, tai họa nghiêm trọng, tai họa gây ra những nguy cơ bên ngoài hiện trường, sự cố nghiêm trọng, sự cố, bat thường.
Thang Ines được áp dụng trên toản thế giới từ năm 1991 với mục đích đảm bảo tin tức về những sự cố xảy ra trong các cơ sở hạt nhân dân sự và những sự cé khi vận chuyển các chất liệu nguyên tử. % Việc phát triển năng lượng hạt nhân bao gồm hai mục đích: dân sự và quân sự. Trong khu vực hạt nhân dan sự, năng lượng hạt nhân được phat triển vì mục đíc hòa bình như: sản suất điện năng. Theo WNA (World Nuclear Assosiation), điện hat ‘Thy Anh, Tim hidu nội dung Luật năng lượng nguyên tử NXB Lao động - Xã hội 2008.\vi wikipedia ore/vikL(Ph%E!3⁄4BA%A3n %EI3⁄4BB%A9ng h%E IMBAMA I nÀ2%%C33⁄4A42n * Xem phụ lục hình |, SVTH: Lê Nhật Quang Trang 8 Khóa luận tốt nghiệp GVHD: PGS.
Nguyễn Cảnh Hug nhân cung cấp khoảng 16% lượng điện trên toàn thể giới, chiếm 83% tổng công suất ở các nước công nghiệp ', riêng ở các nước như: Mỹ, Pháp và Nhật Bản thì con số nay lên đến 503%. Ngoài ra, năng lượng hạt nhân cỏn được ứng dụng trong một số lĩnh vực khác phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người: y học, nông nghiệp, môi trường,. Cường quốc hạt nhân dân sự được hiểu là quốc gia có một khả năng tiềm tang để tận dụng công nghệ hạt nhân cho việc phát triển vũ khí hạt nhân nhưng họ quyết định chồng lại hành động nay.’ Trong khu vực hạt nhân quân sự, năng lượng hạt nhân được dùng đẻ sản suất và chế tạo các loại vũ khí hạt nhân °: tên lửa, bom nguyên tử, tàu ngâm mang dau đạn hạt nhân,. phục vụ cho mục dich chiến tranh hoặc các cuộc chạy đua vũ trang giữa những quốc gia, chủ yếu là giữa các nước lớn trên thế giới.
Cường quốc hạt nhân quan sự được hiểu là một quốc gia sở hữu vũ khí hạt nhân và có khả năng tận dụng của quốc gia đó ' L. Sự hình thành và phát triển năng lượng hạt nhân. Giai đoạn cuối thế ki XIX — nửa đầu thế ki XX. Năm 1896, nha khoa học người Pháp Henrri Becquerel khám phá ra chất phóng xạ tự nhiên.
Một năm sau, nhà vật lí học người Anh, Joshep Thomson, nhắn mạnh đến sự hiện điện của hạt điện tích âm mà ông cho rằng đó là điện từ. Tiếp tục công việc của Becquerel và Thomson, Pierre và Marie Curie, nhà vật lí học và hóa học người Pháp, đã khám phá ra hai nguyên tố mới có tính phóng xạ cao là polonium và radium vào năm 1898. Những bước tiến khoa học trên đây đã tạo nên một tiền đề vững chắc cho sự ra đời và phát triển của một dạng năng lượng mới mà người ta gọi đó là năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử. Đầu thé ki XX, nhiều nhà khoa học đã đưa ra các lý thuyết về năng lượng hạt nhân.
Họ cho rằng nguyên tử có chứa một lượng năng lượng rất lớn. Điển hình là nhà * IAEA Releases Nuclear Power Statistics for 2000. Xem tại địa chỉ: hirp://www.org/newscertter/pressre |eases/200 Ì /pm0 | 07 shtml ? Xem tại địa chỉ: http://www.nev/definition’civilTM20nuclear%20power > Vit khí hot nhản là loại vũ khí mà năng lượng của nd do các phản ứng phán hạch hoặc nhiệt hạch gầy ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng có sức công phá lon hơn bat kì vũ khí quy ước nào.
Vũ khi có sức công phá tương với 10 triệu tắn thuốc nd có thé phá hủy hoàn toàn một thành phổ. Nếu sức công phá la 100 triệutấn thi có thé pha hủy một ving với bản kinh 100 — 160 km. * Xem tai địa chỉ: bttp://www.net/definition/military%20nuclear*20power SVTH: Lê Nhật Quang Trang9 Khóa luận tỐt nghiệp GVHD: PGS. Nguyễn Cảnh Huệ vật li học người New Zealand, Emest Rutherford ', ông khám phá ra hạt nguyên tử vào năm 1911 và hạt proton ” vào năm 1913.
Năm 1919, lần đầu tiền ông thực hiện được phan ứng hạt nhân *. Phát minh nay đã mở ra một triển vọng to lớn cho kha năng chỉnh phục năng lượng hạt nhân. Năm 1932, James Chadwick, nhà vật lí người Anh, khám phá ra hạt nơtron *. Kế đó, Iréne va Frédéric Joliot Curie, nha vật lí học và hóa học người Pháp.
đưa ra thuyết phân hạch hạt nhân. Nguyên lí này được ứng dụng rất nhiều trong việc dùng hạt nhân đẻ sản xuất năng lượng. Mùa thu năm 1938, hai nhả khoa học người Đức, Otto Hahn và Fritz Strassman, nhận thấy rằng hạt uranium khi bị bắn phá sẽ vỡ thành những hạt nhỏ hơn và giải phóng một năng lượng không lồ. Năm 1939, nhà vật lí hạt nhân người Đức, Otto Frisch và nhà bác học người Pháp, Frédéric Joliot Curie và Lisa Meither đã tiến hành thí nghiệm phân hạch.
Sang năm 1941, nhà vật lí học người Ý, Enrico Fermi và cộng sự của mình là Leo Szilard để nghị một bản thiết kế cho lò phản ứng uranium. Kết qua là ngày 2/12/1942, lò phản ứng dau tiên Pile- ltại Chicago (Mỹ) đã có thể tự vận hành sau khi được Fermi điều chỉnh trong nhiều giờ liền. Sự kiện này đánh dấu một bước chuyển lớn từ việc ứng dụng lý thuyết hạt nhân vào thực tế và đưa thé giới tiến vao một kỷ nguyên hạt nhân mới. Không dừng lại ở thành tựu ban đầu của mình, các lò phản ứng này đã kích thích các nước tập trung nghiên cứu vũ khí hạt nhân phục vụ cho cuộc chiến tranh thé giới lần thứ hai.
Công trình nghiên cứu này được chính quyền Mỹ thực hiện với tên gọi là kế hoạch Manhattan. Cũng trong giai đoạn này, các nhà khoa học vẫn ra sức nghiên cứu vẻ các lò phản ứng nơtron nhằm tạo ra nhiều nguôn nhiên liệu phân hạch hơn so với nguồn nhiên liệu ban đầu cung cấp trong quá trình phản ứng. Giai đoạn nửa cuối thé ki XX. Thập niên 1950 đánh đấu bước khởi đầu của ky nguyên hạt nhân dân sự vì điện hạt nhân bắt đầu được sử dụng cho mục đích thương mại ”.
Nhiều phát minh về khoa học hạt nhân dan dan nhận được sự ủng hộ của cộng đồng thé giới. Lò phản ứng sản Ÿ Emest Rutherford được xem la cha đẻ của khoa học hạt nhân. Xem phụ lọc hình 2. * Proton là hạt mang điện tịch đương càng với hạt neutron cấu thành hạt nhẫn nguyên tử.
Keo nee Hae Wis ng es a as ss SO nace 0240 C22222 02002 OO A hà én tố Nitơ và tạo ra được nguyên tổ mới là Oxy.