BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHÚ YÊN KHOA SƯ PHẠM   
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG
Chuyên đề: NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
Nhóm thực hiện : Nhóm 6 Lớp : DC21GTH01
Giảng viên: Nguyễn Thị Quỳnh Uyên PHÚ YÊN-11/2021 1 | P a g e I.Mở đầu:
Khoa học kỹ thuật tiến bộ thiết bị máy móc hiện đại để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống, vì vậy
việc sử dụng nguồn năng lượng sao cho hợp lý là vô cùng quan trọng. Nhất là trong thời đại toàn
cầu đang có sự biểu hiện là nguồn năng lượng không tái tạo đang càng trở nên cạn kiệt. Vì vậy
việc sử dụng năng lượng tái tạo là quan trọng (như là năng lượng mặt trời, địa nhiệt, thủy triều, năng hạt nhân...).
Ngày nay, năng lượng hạt nhân là một khái niệm không còn quá xa lạ với mỗi người. Cùng với
năng lượng nhiệt hạch, năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió,... đây được dự đoán sẽ là một nguồn
năng lượng hiệu suất cao của tương lai nhằm thay thế cho các loại nhiên liệu hóa thạch nhằm hạn
chế lượng khí thải nhà kính, giảm lượng khói bụi,...
Qua học phần, nhóm chúng em được tạo điều kiện để tìm hiểu về nguồn năng lượng hạt nhân và
các ứng dụng hữu ích của nó mang lại, như là dùng nguồn năng lượng hạt nhân cho nhiều mục
đích khoa học, y khoa, bảo vệ môi trường và phát triển đất nước ...
Cảm ơn giảng viên hướng dẫn đã cho chúng em có cơ hội rèn thêm được kĩ năng làm việc nhóm
cũng như việc tìm kiếm nội dung, tài liệu, hình ảnh. II.Nội dung
1.Nguồn gốc lịch sử và sự phát triển của năng lượng hạt nhân:
Ernest Rutherford là một nhà vật lý hoạt động trong lĩnh vực phóng xạ và cấu tạo nguyên tử. Ông
được coi là “cha đẻ” của vật lý hạt nhân sau khi đưa ra mô hình “Hành tinh nguyên tử” để giải
thích “thí nghiệm trên lá vàng”- họ bắn phá các hạt tích điện dương nằm trong nhân các nguyên
tử (ngày nay gọi là hạt nhân nguyên tử) của lá vàng mỏng bằng cách sử dụng tia alpha. Thí
nghiệm đã cho thấy các hạt nhân nguyên tử nằm tập trung trong một không gian rất nhỏ bé (cỡ femto mét
), so với kích thước của nguyên tử . Nhờ phát hiện của mình mà ông đã được nhận
giải Nobel hóa học năm 1908. 1 | P a g e
Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện thành công vào năm 1934 khi nhóm
của ông dùng nơtron bắn phá hạt nhân uranium.
Năm 1938, các nhà hóa học người Đức là Otto Hahn và Fritz Strassmann, cùng với các nhà vật lý
người Úc Lise Meitner và Otto Robert Frisch cháu của Meitner, đã thực hiện các thí nghiệm tạo ra
các sản phẩm của urani sau khi bị nơtron bắn phá. Họ xác định rằng các nơtron tương đối nhỏ có
thể cắt các hạt nhân của các nguyên tử urani lớn thành hai phần khá bằng nhau, và đây là một kết quả đáng ngạc nhiên.
Rất nhiều nhà khoa học, trong đó có Leo Szilard là một trong những người đầu tiên nhận thấy rằng
nếu các phản ứng phân hạch sinh ra thêm nơtron, thì một phản ứng hạt nhân dây chuyền kéo dài là
có thể tạo ra được. Các nhà khoa học tâm đắc điều này ở một số quốc gia (như Hoa Kỳ, Vương
quốc Anh, Pháp, Đức và Liên Xô) đã đề nghị với chính phủ của họ ủng hộ việc nghiên cứu phản
ứng phân hạch hạt nhân.
Sau thế chiến thứ 2, mối đe dọa về việc nghiên cứu lò phản ứng hạt nhân có thể là nguyên nhân
thúc đẩy việc phổ biến công nghệ và vũ khí hạt nhân nhanh chóng, kết hợp với những đều mà các
nhà khoa học nghĩ, có thể là một đoạn đường phát triển dài để tạo ra bối cảnh mà theo đó việc
nghiên cứu lò phản ứng phải được đặt dưới sự kiểm soát và phân loại chặt chẽ của chính phủ.
2. Năng lượng hạt nhân:
2.1.Năng lượng hạt nhân là gì?
Năng lượng hạt nhân: Là một dạng năng lượng được giải phóng từ hạt nhân - lõi bên trong của
nguyên tử - được tạo bởi các proton và neutron.
Nguồn năng lượng này có thể được tạo ra theo hai cách:
+ Phân hạch hạt nhân: Là phản ứng trong đó hạt nhân nguyên tử tách thành hai hoặc nhiều hạt
nhân nhỏ hơn, đồng thời giải phóng năng lượng. 2 | P a g e
+ Nhiệt hạch hạt nhân : Là phản ứng hạt nhân trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp thành một hạt nhân nặng hơn.
2.2.Nhà máy điện hạt nhân: - Cấu tạo:
+ Nhà máy điện hạt nhân gồm 4 phần chính:
• Trung tâm lò phản ứng hạt nhân ( reactor core ) , nơi sảy ra phản ứng phân hạch.
• Máy phát điện chạy bằng hơi nước, nơi nhiệt sinh ra từ phân hạch hạt nhân được dùng để tạo hơi.
• Turbine, dùng hơi nước làm quay nó để chạy máy phát điện.
• Bộ phận ngưng tụ ( condenser ) , làm lạnh hơi nước, chuyển nó trở lại thành pha lỏng. - Hoạt động:
Bên trong nhà máy điện hạt nhân, lò phản ứng hạt nhân và thiết bị của chúng chứa và điều
khiển các phản ứng dây chuyền, thường được cung cấp nhiên liệu bằng uranium-235, để tạo
ra nhiệt thông qua quá trình phân hạch. Nhiệt làm nóng chất làm mát của lò phản ứng,
thường là nước, để tạo ra hơi nước. Sau đó, hơi nước được chuyển đến làm quay các tua-
bin, kích hoạt máy phát điện để tạo ra điện có lượng khí thải các- bon thấp. 3 | P a g e
Lò phản ứng nước áp lực được sử dụng nhiều nhất trên thế giới
Hoạt động của một nhà máy điện hạt nhân nước nhẹ
Chu trình hoạt động cơ bản của nhà máy điện hạt nhân với lò phản ứng nước áp lực có thể được
đơn giản hóa trong 4 bước sau: 
Hấp thu nhiệt lượng từ phản ứng phân hạch của các nhiên liệu hạt nhân. 
Tạo ra hơi nước trong bộ tạo nhiệt bằng nhiệt lượng thu được trước đó. 
Làm quay bộ tua bin bằng cách sử dụng hơi nước tạo ra ở trên. 
Tận dụng năng lượng cơ học của tuabin để chạy máy phát điện. Máy phát điện này sẽ tạo ra điện năng.
3.Ưu điểm của năng lượng hạt nhân:
- Năng lượng hạt nhân là một nguồn cung cấp điện ổn định, bền vững và có mật độ năng lượng cao.
Con người hiện nay đang dựa chủ yếu vào nhiệt điện, thủy điện. Ngoài ra, chúng ta còn sử dụng
các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió. Mặc dù vậy, đây là những hình thức
sản xuất năng lượng phụ thuộc khá nhiều vào thiên nhiên, do đó sản lượng điện không ổn định.
Uranium là nguyên tố thường được sử dụng trong các nhà máy hạt nhân để sản xuất điện. Điều
này có tài sản lưu trữ lượng năng lượng khổng lồ.Chỉ một gram uranium tương đương với 18 lít
xăng và một kilôgam tạo ra năng lượng xấp xỉ bằng 100 tấn than (Castells, 2012).
Là công nghệ sẵn có, không đòi hỏi phải nghiên cứu, phát triển nhiều. 4 | P a g e
Tuy nhiên việc sản xuất điện hạt nhân lại hiếm khi chịu tác động của các yếu tố khách quan. Ngoài
ra, các nhà máy điện hạt nhân cũng hoạt động với công suất cao hơn nhiều các nguồn điện tái tạo khác.
Uranium có sẵn rất nhiều trong tự nhiên và năng lượng hạt nhân không ảnh hưởng quá lớn tới môi trường.
Một nhà máy điện hạt nhân có chất lượng để vận hành mọi lúc, 24 giờ một ngày, 365 ngày một
năm, để cung cấp điện cho một thành phố;
- Phát ra ít khí nhà kính hơn nhiên liệu hóa thạch
Năng lượng nguyên tử có thể giúp các chính phủ đáp ứng các cam kết của họ để giảm lượng khí
thải GHG. Quá trình hoạt động trong nhà máy hạt nhân không phát ra khí nhà kính vì nó không
cần nhiên liệu hóa thạch,không tạo ra các khí thải nhà kính (như carbon dioxide, methane, ozone,
chlorofluorocarbon) trong phản ứng hạt nhân. Khí thải nhà kính là một mối đe dọa lớn cho môi
trường sống, chúng gây ra sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Phản ứng hạt nhân không tạo
ra các khí thải, nên có rất ít ảnh hưởng đến môi trường.
- Chi phí phát điện thấp. 5 | P a g e
Do sức mạnh của năng lượng hạt nhân, một lượng lớn năng lượng có thể được tạo ra trong một nhà máy.
- Lợi ích kinh tế về lâu dài
Chi phí ban đầu để xây dựng một nhà máy hạt nhân là khá cao. Nhưng nếu chúng ta tính xa hơn,
năng lượng hạt nhân sẽ đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Lý do bởi sự sẵn có của uranium,
nguyên tố quan trọng để sản xuất năng lượng hạt nhân. Đặc biệt xét về lợi ích kinh tế, năng lượng
hạt nhân tốt hơn rất nhiều so với than, dầu, khí đốt…Bên cạnh đó, nhà máy điện hạt nhân có thể
chạy trơn tru trong thời gian dài. Chi phí nhiên liệu thấp và quá trình sản xuất điện cũng rẻ hơn các
hình thức khác. Điện hạt nhân góp phần t
ăng thêm thu nhập, tạo công ăn việc làm cho nhiều người.
4. Nhược điểm của năng lượng hạt nhân:
- Chất thải phóng xạ vẫn chưa được giải quyết
Chất thải phóng xạ vẫn còn là một vấn đề chưa được giải quyết. Chất thải từ năng lượng hạt nhân
cực kỳ nguy hiểm và phải được bảo quản cẩn thận trong hàng ngàn năm (10.000 năm theo các tiêu
chuẩn của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ). Các chất thải được tạo ra sau phản ứng phân hạch
chứa các nguyên tố không ổn định và phóng xạ cao. Nó rất nguy hiểm đối với môi trường cũng
như sức khỏe con người và sẽ tồn tại trong một khoảng thời gian dài. 6 | P a g e
Bão cuốn chất thải phóng xạ xuống sông ở Nhật
Hình ảnh đáng thương của những trẻ em nhiễm chất phóng xạ.
Nó cần được xử lý cẩn thận và phải cách biệt với môi trường sống. Độ phóng xạ của các nguyên
tố này sẽ giảm trong một thời gian, sau đó phân hủy. Do đó, người ta phải được tích trữ và xử lý
một cách cẩn thận. Việc tích trữ các nguyên tố phóng xạ trong một thời gian dài là rất khó khăn.
( Nước thải của nhà máy hạt nhân không được xử lí kĩ, thải ra môi trường làm ảnh hưởng nguồn
nưới, mối đe dọa khủng khiếp đối với động vật dưới nước và đời sống sinh hoạt con người).
- Phát triển vũ khí hạt nhân
Năng lượng này có thể được sử dụng cho sản xuất và phổ biến vũ khí hạt nhân. Vũ khí hạt nhân sử
dụng phản ứng phân hạch, nhiệt hạch, hoặc kết hợp cả hai phản ứng cho các mục đích phá hủy. Đó
là một mối đe dọa lớn đối với thế giới vì chúng có thể gây ra một sự tàn phá quy mô lớn. Tác động
của chúng có thể ảnh hưởng tới nhiều thế hệ 7 | P a g e
Vụ đánh bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki, Nhật Bản.
- Tai nạn nhà máy điện hạt nhân
Cho đến nay, đã có hai vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân thảm khốc xảy ra: thảm họa Chernobyl
xảy ra tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (1986) tại Ukraine, và thảm họa hạt
nhân Fukushima Daiichi (2011) tại Nhật Bản. Sau các sự cố, một lượng lớn các bức xạ đã bị phát
tán vào môi trường, dẫn đến những thiệt hại về người, thiên nhiên và đất đai. Người ta không thể
phủ nhận khả năng lặp lại những thảm họa này trong tương lai.
Vụ nổ nhà máy điện hạt nhân chernobyl Thảm họa nhân Fukushima Daiichi
- Chi phí xây dựng khổng lồ
Tuy một lượng lớn năng lượng có thể được sản xuất từ một nhà máy điện hạt nhân, nhưng nó đòi
hỏi chi phí đầu tư lớn. Cần đến khoảng 10-15 năm để xây dựng xong một nhà máy điện hạt nhân.
Việc xây dựng một nhà máy điện hạt nhân có thể không khả thi. 8 | P a g e
(Nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa nằm ở Niigata, Nhật Bản là nhà máy điện hạt nhân
lớn nhất thế giới. Được biết, công trình này được xây dựng từ năm 1986 và chiếm diện tích lên
đến 4,2 km vuông sát bờ biển. Đến năm 1997, nhà máy đã cho 7 lò phản ứng chính thức đi vào
hoạt động thương mại, đạt công suất 8.212 MWh.)
- Vận chuyển nhiên liệu và chất thải rất khó khăn
Việc vận chuyển nhiên liệu uranium và các chất thải phóng xạ là rất khó khăn. Uranium phát ra
một số bức xạ, do đó, nó cần phải được xử lý cẩn thận. Chất thải của quá trình sản xuất hạt nhân
còn nguy hiểm hơn và cần được bảo vệ tốt hơn. Tất cả các phương tiện vận chuyển chúng đảm
bảo các tiêu chuẩn an toàn quốc tế. Mặc dù chưa có tai nạn hoặc sự cố tràn nào được thống kê,
nhưng quá trình vận chuyển vẫn còn là thách thức.
- Không thể tái tạo
Mặc dù chúng tạo ra một lượng lớn năng lượng, các lò phản ứng hạt nhân vẫn phụ thuộc vào
uranium. Đây là một nhiên liệu có thể bị cạn kiệt. Sự cạn kiệt của nó lại có thể gây ra một vấn đề
nghiêm trọng. Các lò phản ứng sẽ phải ngừng hoạt động, chúng sẽ vẫn chiếm một diện tích lớn đất
đai và làm ô nhiễm môi trường.
5. Ứng dụng năng lượng hạt nhân trong đời sống: - Trong y tế: 9 | P a g e
Thời gian qua, việc nghiên cứu, ứng dụng năng lượng nguyên tử (NLNT) phục vụ phát triển kinh
tế - xã hội được quan tâm, đẩy mạnh. Trong đó, ứng dụng NLNT ở lĩnh vực y tế đã có những bước
tiến vượt bậc trong chẩn đoán, điều trị, nhất là bệnh ung thư.
Chuẩn bị ca chụp PET/CT tại Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu (Bệnh viện Bạch Mai). - Trong nông nghiệp
Hoạt động nghiên cứu, ứng dụng năng lượng nguyên tử phục vụ kinh tế - xã hội đã đạt được
nhiều thành tựu và kết quả nổi bật, đặc biệt trong chẩn đoán và điều trị bệnh; trong tạo chọn giống
cây trồng đột biến, ứng dụng công nghệ hạt nhân trong các lĩnh vực công nghiệp, tài nguyên và môi trường.
Phòng nuôi cấy của Công nghệ bức xạ và Công nghệ sinh học (Viện Nghiên cứu hạt nhân) lưu trữ
nhiều cây đột biến, trong đó chủ yếu là hoa lan. - Trong công nghiệp
Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong
các dây chuyền sản xuất của các nhà máy như đo mức của các bể đựng phối liệu của các nhà máy
xi măng và nhà máy giấy; xác định mức trong các hộp bia và nước giải khát; xác định độ ẩm và
mật độ giấy trong các nhà máy giấy; các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... 10 | P a g e
- Sử dụng kỹ thuật hạt nhân nghiên cứu các quá trình trong tự nhiên
Sử dụng phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu phóng xạ để nghiên cứu quá trình,
bồi lấp, xói mòn và rò rỉ, chẳng hạn như xác định quá trình di chuyển của sa bồi lớp đáy tại luồng
tàu cảng Hải Phòng để xác định hướng, tốc độ và độ dày lớp sa bồi di chuyển giúp cho các nhà
quản lý thực hiện việc duy tu, nạo vét hợp lý; đánh giá tốc độ và nguồn gốc bồi lấp của các lòng
hồ trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng như Tuyền Lâm, Đạ Hàm.. xác định vị trí và tốc độ rò rỉ của các hồ
chứa nước và các đập thủy điện Hòa Bình, Đa Nhim; xác định các nguồn nước ngầm và nghiên
cứu đánh giá khả năng nhiễm bẩn các nguồn nước sinh hoạt trên địa bàn một số tỉnh phía Nam.
- Kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu và bảo vệ môi trường
Nghiên cứu ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép
theo dõi biến động của phóng xạ và tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, đất, nước và biển
trên một số địa bàn trong nước.
- Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong khử trùng, bảo quản và biến tính vật liệu.
Sử dụng bức xạ Gamma cường độ cao cho các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản
thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ,... được nghiên
cứu và triển khai thành công trong ngành Hạt nhân. Nước ta hiện có 3 nguồn Co-60 với hoạt độ
khác nhau (16.5kCi tại Đà Lạt; 110kCi tại Hà Nội và 400kCi tại thành phố Hồ Chí Minh). 11 | P a g e
Kỹ thuật chiếu xạ liều cao để cắt mạch các polymer tự nhiên để tạo ra các chế phẩm mới là một
hướng ứng dụng tiên tiến. Chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật T&D của Viện Nghiên cứu
Hạt nhân đã được đăng ký vào danh mục thuốc bảo vệ thực vật của Việt Nam. Màng điều trị vết
thương bỏng được chế tạo từ PVP và chitosan vỏ tôm cua cho kết quả thử nghiệm lâm sàng tốt.
Suy ra phát triển năng lượng hạt nhân phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. III. Kết luận
Đứng trước tình hình khủng hoảng năng lượng như hiện nay, năng lượng hạt nhân đã thật sự thể
hiện ưu điểm của nó. Cung cấp nguồn năng lượng thay thế được các nguồn năng lượng đang dần
khan hiếm, đáp ứng nhu cầu tăng năng lượng, thân thiện với môi trường…Chúng ta thấy được
rằng năng lượng hạt nhân thật sự là nguồn năng lượng tương lai. Nhưng năng lượng hạt nhân -
“một người bạn” sẽ mang lại nguy hiểm nếu ta để nó vượt khỏi tầm kiểm soát, dùng nó vì mục đích phi hòa bình. 12 | P a g e