Lesson 07 (T3) — Phân hạch & Nhiệt hạch
Đường cong năng lượng liên kết / nucleon — vì sao fission hạt nặng + fusion hạt nhẹ đều tỏa năng lượng.
Đường cong năng lượng liên kết / nucleon
Quan sát:
- Fe-56 ở đỉnh (E_lk/nucleon ≈ 8.8 MeV) — hạt nhân ổn định nhất.
- Fusion (H → He): từ trái sang đỉnh → tỏa năng lượng. Mặt Trời, bom H.
- Fission (U → Ba+Kr): từ phải sang đỉnh → tỏa năng lượng. Lò phản ứng, bom A.
- Cả 2 đều đi VỀ phía Fe-56 → đó là lý do cả 2 đều tỏa năng lượng.
So sánh năng lượng / kg
| Nhiên liệu | Năng lượng / kg | So với dầu |
|---|---|---|
| Pin lithium | ~ 0.5 MJ/kg | 0.01× |
| Than đá | ~ 24 MJ/kg | 0.5× |
| Dầu mỏ | 44 MJ/kg | 1× |
| Khí methane | ~ 55 MJ/kg | 1.25× |
| U-235 (fission) | 82 × 10¹² J/kg = 82 TJ/kg | 1.86 triệu × |
| D-T (fusion) | 340 × 10¹² J/kg | 7.7 triệu × |
| Phản vật chất (lý thuyết) | 9 × 10¹⁶ J/kg = mc² | 2 tỷ × |
Phản ứng hạt nhân vượt xa mọi nhiên liệu hóa học. Đó là lý do năng lượng tương lai chỉ có thể là fusion (sạch + an toàn + vô tận).
🌍 Đời sống thực tế — Mặt Trời chạy bằng nhiệt hạch
Mặt Trời là một lò nhiệt hạch khổng lồ: nó hợp 4 hạt nhân hydro thành 1 hạt heli (chu trình proton–proton),
mỗi lần tỏa ~26.7 MeV. Công suất phát ra L = 3.8×10²⁶ W. Theo E = mc², mỗi giây có một lượng khối
lượng "biến mất" thành năng lượng: Δm/Δt = L/c². Kéo slider số năm để xem tổng khối lượng Mặt Trời mất đi.
t = 1 năm