Tiểu luận Năng lượng hạt nhân - Vấn đề toàn cầu

.c2 = 22,4MeV . - Có hai loại phản ứng hạt nhân giải phóng năng lượng: a./ Phản ứng nhiệt hạch : Phản ứng nhiệt hạch hay tổng hợp nhiệt hạch là việc kết hợp các hạt nhân nhẹ để tạo nên các hạt nhân nặng hơn. Phản ứng này kéo theo sự giải phóng năng lượng rất lớn. Ví dụ: Phản ứng này tỏa ra năng lượng khoảng 18 MeV. Phản ứng nhiệt hạch rất khó thực hiện, bởi các hạt nhân đều là những hạt tích điện dương, muốn cho chúng kết hợp được với nhau thì ta phải cung cấp cho chúng một động năng đủ lớn để thắng được lực đẩy Cu-lông giữa chúng. Đó là trường hợp khi chúng bị đưa lên nhiệt độ rất cao. Chính vì phản ứng xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên nó có tên là phản ứng nhiệt hạch. * Tổng hợp trong tự nhiên: Hình A.1 Sự phân hạch của Trong tự nhiên, tổng hợp hạt nhân tồn tại trong các môi trường có nhiệt độ cực cao ở các ngôi sao, ví dụ như mặt trời. Bên trong mặt trời, nhiệt độ lên tới hàng chục triệu độ cho phép xảy ra sự tổng hợp các hạt nhân nhẹ như hạt nhân hyđrô thành hạt nhân hêli: . Những phản ứng nhiệt hạch này giải phóng rất nhiều năng lượng, điều này giải thích vì sao nhiệt độ mặt trời rất cao. Chỉ một phần nhỏ của năng lượng bức xạ từ mặt trời đi đến trái đất. Trên những ngôi sao có khối lượng lớn hơn mặt trời, nhiệt độ còn cao hơn nữa cho phép tổng hợp những hạt nhân nặng hơn hyđrô. Những hạt nhân đó tạo nên các hạt nhân của cacbon, oxy và cả của sắt nữa trong lòng các ngôi sao nóng nhất. * Tổng hợp trên trái đất: Trên trái đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch (bom khinh khí hay bom H - Bom hidro). Vì năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch là rất lớn, và vì nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong tự nhiên, nên vấn đề đặt ra là làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung cấp năng lượng lâu dài cho nhân loại. * Hai hướng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm: - Với nồng độ nhỏ, hỗn hợp đồng vị khí hyđro (đơteri và triti) có thể chứa được bên trong những vách ngăn vô hình tạo nên bởi từ trường. Các hạt nhân được đưa lên nhiệt độ trên 100 triệu độ trong thiết bị tổng hợp kiểu Tokamak. - Với nồng độ lớn, hỗn hợp đồng vị hyđro được chứa trong một viên bi rất nhỏ được chiếu bởi những chùm tia laser rất mạnh. b./ Phân hạch và phản ứng dây chuyền : Phân hạch xảy ra khi một hạt nhân nặng (ví dụ hạt nhân nguyên tử) bị va đập bởi một nơtron thì tách thành hai hạt nhân nhỏ hơn. Phản ứng phân hạch hạt nhân – còn gọi là phản ứng phân rã nguyên tử - là một quá trình vật lý hạt nhân và hoá học hạt nhân mà trong đó hạt nhân nguyên tử bị phân chia thành hai hoặc nhiều hạt nhân nhỏ hơn và vài sản phẩm phụ khác. Sự phân hạch của các nguyên tố nặng( ví dụ ) là một phản ứng toả nhiệt và có thể giải phóng một lượng năng lượng đáng kể dưới dạng tia gama và động năng của các hạt được giải phóng; đồng thời có hai hoặc ba nơtron được tạo ra. Các nơtron này đến lượt chúng lại gây ra sự phân hạch của các hạt nhân khác và quá trình đó cứ thế tiếp diễn. Như vậy là xuất phát từ một sự phân hạch trong khối urani, nếu ta không khống chế các nơtron, thì có thể sinh ra ít nhất là hai sự phân hạch, rồi 4, 8, 16, 32 . Những phân hạch thành chuỗi như vậy được gọi là phản ứng dây chuyền. Hai ứng dụng chủ yếu của phản ứng dây chuyền là lò phản ứng hạt nhân và bom hạt nhân. Trong lò phản ứng hạt nhân, phản ứng dây chuyền được giữ ổn định ở mức đã định, có nghĩa là một phần lớn nơtron bị bắt giữ lại, để không sinh ra phân hạch. Mỗi lần phân hạch chỉ cần một nơtron gây ra một phân hạch mới để giải phóng năng lượng liên tục.Nhiên liệu phân hạch trong phần lớn các lò phản ứng hạt nhân là hay .Còn đối với bom hạt nhân, phản ứng dây chuyền phải thật mạnh trong thời gian ngắn nhất. B./ NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN I./ Năng lượng hạt nhân: Nguồn năng lượng của tương lai Trong khi nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng phục vụ sản xuất đời sống ngày càng cao, nguồn nguyên liệu hoá thạch, dầu thô, than đá, khí đốt... ngày càng khan hiếm, giá cả ngày càng tăng buộc nhiều Chính phủ tìm đến nguồn năng lượng hạt nhân thay thế cho các nguồn nguyên liệu khác. Giá trị kinh tế đem lại từ năng lượng hạt nhân không nhỏ nên các Chính phủ vẫn xác định năng lượng hạt nhân vẫn là nguồn năng lượng của tương lai. 1./ Năng lượng hạt nhân-giải quyết các vấn đề môi trường, kinh tế, tình trạng “khát” năng lượng. Hiện nay giá dầu thô đang ở mức cao, vấn đề khí thải do sử dụng nhiên liệu hoá thạch ở các nhà máy nhiệt điện để sản xuất điện cũng là một trở ngại. Theo nghị định thư Kyoto được ký năm 1997, đến năm 2010 các nước công nghiệp hoá sẽ phải giảm 5,2% tổng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính so với năm 1990 vì những khí này bị nghi là gây nên hiện tượng ấm lên toàn cầu. Chính vì những lý do trên đã đe doạ đến an ninh năng lượng, làm thiệt hại về kinh tế đối với nhiều nước. Phụ thuộc nguồn dầu mỏ, khí đốt, than đá từ bên ngoài buộc Chính phủ các nước phải suy nghĩ nghiêm túc đến nguồn năng lượng hạt nhân. Theo báo cáo thường niên của IAEA, năm 2003 năng lượng hạt nhân đã cung cấp 16% sản lượng điện toàn cầu. Vào cuối năm 2003, trên toàn thế giới có 439 nhà máy điện hạt nhân đã đi vào hoạt động. Độ an toàn của các nhà máy điện hạt nhân, các thiết bị có liên quan liên tục được tăng cường, cho nên sự cố về phát điện hạt nhân trên toàn thế giới xảy ra không đáng kể. Vấn đề: Mặc dù năng lượng hạt nhân mang lại hiệu quả kinh tế cao nhưng các Chính phủ đều biết hiểm hoạ nếu có sự cố xẩy ra. Vì vậy, những người ủng hộ và phản đối sử dụng năng lượng hạt nhân vẫn tiếp tục có những tranh luận về vấn đề này và dường như khó đạt được sự đồng thuận. 2./ Nhà máy điện nguyên tử: Hình B.1 Nhà máy điện hạt nhân a./ Khái niệm: Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân là một nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân. Các loại máy điện nguyên tử phổ biến hiện nay thực tế là nhà máy nhiệt điện, chuyển tải nhiệt năng thu được từ phản ứng phân hủy hạt nhân thành điện năng. Khi quá trình sản xuất và xử lý chất thải được bảo đảm an toàn cao, nhà máy điện nguyên tử sẽ có thể sản xuất năng lượng điện tương đối rẻ và sạch so với các nhà máy sản xuất điện khác, đặc biệt nó có thể ít gây ô nhiễm môi trường hơn các nhà máy nhiệt điện đốt than hay khí thiên nhiên. b./ Lịch sử phát triển điện hạt nhân(ĐHN) trên thế giới: Hình B.2 Nhà máy điện hạt nhân ở Nhật - Giai đoạn những năm 1950-1960: Là giai đoạn khởi đầu, khi công nghệ chưa được thương mại hoá. Đã xuất hiện những nhà máy điện hạt nhân đầu tiên ở Mỹ, Đức và Anh… Phát triển ĐHN trong giai đoạn này chủ yếu phục vụ khoa học, công nghệ và xây dựng tiềm lực hạt nhân bảo đảm an ninh quốc gia. - Giai đoạn 1970-1980: Giai đoạn này nhiều quốc gia đẩy nhanh tốc độ phát triển ĐHN khi công nghệ đã được thương mại hoá cao và do khủng hoảng dầu mỏ. Tỷ trọng ĐHN toàn cầu tăng gần hai lần, từ 9% lên 17%. Bước vào thập niên 1980 và 1990, sau sự cố Chernobyl, sự phản đối của công chúng, các yếu tố chính trị và sự cạnh tranh yếu về kinh tế do việc tăng cao các yêu cầu về an toàn đã làm cho tốc độ xây dựng điện hạt nhân giảm mạnh, một số nước có chủ trương loại bỏ ĐHN như Đức và Thuỵ Điển. - Giai đoạn từ đầu thế kỷ XXI tới nay: Khi an ninh năng lượng có ý nghĩa quyết định và công nghệ ĐHN ngày càng được nâng cao thì xu hướng phát triển ĐHN đã có những thay đổi tích cực.Ví dụ: Tầm nhìn 2020 của Mỹ về phát triển ĐHN đề nghị tăng 10.000MW cho 104 nhà máy ĐHN hiện có. Anh quay trở lại phát triển ĐHN do thiếu hụt năng lượng, trong khi Indonesia đã lập dự án khả thi và dự kiến sẽ đưa tổ máy ĐHN đầu tiên vào vận hành năm 2015… * Ưu điểm: ĐHN cung cấp nguồn năng lượng rẻ tiền, thay thế điện năng được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Nó có thể cung cấp điện năng với giá thấp hơn 50-80% so với các nguồn năng lượng truyền thống, giải quyết tình trạng thiếu điện cũng như thoả mãn nhu cầu gia tăng trong tương lai. Ngoài ra, lò phản ứng hạt nhân thực sự không phát thải khí nhà kính, góp phần kiềm chế nạn ấm hoá toàn cầu và thay đổi khí hậu. c./ Tình hình phát điện bằng năng lượng hạt nhân: Các nước Châu Á, vẫn là trung tâm mở rộng và phát triển điện hạt nhân, hiện có 20 trong số 31 lò phản ứng đang được xây dựng. Trên thực tế, 19 trong số 28 lò phản ứng mới nhất được kết nối vào mạng lưới điện nằm ở Nam Á và Viễn Đông. Ở Tây Âu, công suất phát điện hạt nhân vẫn tương đối ổn định cho dù có những cắt giảm ở Đức và Thụy Điển; Bỉ đã thông qua luật cắt giảm phát điện hạt nhân vào tháng 1/2003. Trong năm 2003, Liên bang Nga vẫn tiếp tục chương trình gia hạn cấp phép cho 11 nhà máy điện hạt nhân. Ở Hoa Kỳ, Ủy ban Quản lý Hạt nhân (NRC) đã thông qua 9 loại giấy gia hạn cấp phép mỗi lần là 20 năm đối với nhà máy điện hạt nhân có tuổi thọ là 60 năm, nâng tổng số giấy gia hạn cấp phép là 19. Ngoài ra còn thông qua việc nâng công suất cho 8 nhà máy điện hạt nhân, cho phép tăng sản lượng điện tối đa. Ba công ty đã xin cấp giấy phép của NRC xây dựng tại địa điểm mới, đây là nguồn điện dự trữ để sử dụng trong tương lai. d./ Xu thế điện hạt nhân trên thế giới: Điện hạt nhân đã có lịch sử 50 năm, đóng góp to lớn cho sự phát triển kinh tế - xã hội của nhiều quốc gia và góp phần bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, quan điểm của con người hiện vẫn chia thành hai cực: ủng hộ và chống đối. * Bức tranh điện hạt nhân toàn cầu: Hình B.3 Tình hình phát triển điện hạt nhân ở các nước trên thế giới (tính đến năm 2005). Theo thống kê của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), vào cuối năm 2002, toàn thế giới có 441 nhà máy điện hạt nhân (ĐHN) đang hoạt động. Những nhà máy này cung cấp 16% tổng sản lượng điện toàn cầu năm 2002, hay 2.574 tỷ kWh. Bảy nhà máy ĐHN khác đã được khởi công xây dựng trong năm 2002, trong đó có sáu ở ấn Độ, một ở CHDCND Triều Tiên, đưa tổng số nhà máy đang được xây dựng trên toàn thế giới là 32. Trong năm 2002, cũng đã có 4 nhà máy ĐHN ngừng hoạt động, với 2 ở Bulgaria và 2 ở Anh. Tại Tây Âu, có 146 lò phản ứng. Civaux-2 của Pháp là lò mới nhất gia nhập vào mạng lưới ĐHN từ năm 1999. Cùng với sự nâng cấp và mở rộng, tổng công suất chắc chắn sẽ vẫn ở gần mức hiện nay, mặc dù Bỉ, Đức và Thuỵ Điển đã quyết định loại bỏ ĐHN. Khả năng lớn nhất đối với công suất mới nằm tại Phần Lan. Vào tháng 5/2002, Quốc hội Phần Lan phê chuẩn ''quyết định trên nguyên tắc'' của chính phủ về xây dựng nhà máy ĐHN thứ năm. Không có nhà máy ĐHN mới nào được triển khai tại Mỹ kể từ năm 1978 mặc dù nhiều nhà máy, đã ngừng hoạt động, được tái khởi động kể từ năm 1998. Ở Canada, việc mở rộng sản xuất ĐHN ngắn hạn có thể diễn ra dưới hình thức tái khởi động một vài hoặc tất cả tám nhà máy (trong tổng số 22 nhà máy) hiện đã bị đóng cửa. Tại châu Phi, có 2 nhà máy ĐHN đang hoạt động và cùng nằm ở Nam Phi. Tại Mỹ La tinh, có sáu nhà máy, chia đều cho ba nước Argentina, Brazil và Mexico. * Chống đối và ủng hộ Lithuania hiện là nước có tỷ trọng ĐHN cao nhất thế giới (80,1%), tiếp đến là Pháp (78%), Slovakia (65,4%) và Bỉ (57,3%). Đây là một con số không nhỏ. Tuy nhiên, các nhóm chống đối lại cho rằng, các nhà máy ĐHN tạo ra chất thải phóng xạ gây chết người, vì vậy họ kịch liệt phản đối việc vận chuyển chúng, đặc biệt là nhóm Hoà Bình Xanh. Trong khi đó, những người ủng hộ, đặc biệt là các nhà khoa học, cho rằng chất thải phóng xạ không phải là một điểm yếu mà là một đặc thù của năng lượng hạt nhân. So với lượng thải khổng lồ của nhiên liệu hoá thạch vào khí quyển, lượng chất thải hạt nhân là nhỏ, không đáng kể và có thể cất giữ mà không gây nguy hại cho con người và môi trường. * Bao giờ VN có ĐHN ?. Một câu hỏi đặt ra nhiều vấn đề nhạy cảm. Trước đây, theo kế hoạch, VN sẽ có ĐHN vào năm 2017; và sau những cuộc trình diễn do Diễn đàn Công nghiệp nguyên tử Nhật tổ chức tại VN, thời điểm đó được kéo lại gần hơn, có thể là năm 2012 - một thời điểm gây tranh luận. Theo các chuyên gia, VN chưa đủ điều kiện để có ĐHN vào thời điểm nêu trên. Thứ nhất, nguồn nhân lực thiếu, cần phải đào tạo ngay từ bây giờ. Thứ hai, hệ thống pháp luật hạt nhân chưa có và văn hóa quản lý công nghiệp chưa hình thành. Thứ ba, thế hệ công nghệ ĐHN hiện nay (thế hệ thứ 3) chưa an toàn, để một thời gian nữa thế hệ thứ 4 ra đời, có đặc điểm an toàn nội tại, rất ít phụ thuộc vào sai sót của nhân viên vận hành, lúc đó là thời điểm thích hợp để ta có nhà máy ĐHN. II./ Năng lượng hạt nhân - giá phải trả quá đắt. 1./ Vụ nổ lò phản ứng hạt nhân Chernobyl năm 1986: (Hình B.4 tàn tích vụ nổ hạt nhân) a./ Hậu quả: - Vụ tai nạn lúc 01h23 ngày thứ 7, 26/4/1986 tại nhà máy điện Chernobyl đã gây ra thảm hoạ hạt nhân tồi tệ nhất trong lịch sử thế giới. Sai lầm trong thiết kế và điều khiển tạo thành vụ nổ mạnh đến mức thổi bay cả phần nóc nặng nghìn tấn của lò phản ứng số 4, phát tán vô số chất phóng xạ vào môi trường sống. Con số thiệt hại về nhân mạng trong thảm họa cho đến vẫn còn là điều gây tranh cãi. Họ ước tính 4.000 người khác có thể cũng chết sau đó do nhiễm phóng xạ. Tuy nhiên, tổ chức Hoà bình Xanh cho rằng, con số này cao hơn nhiều và lên đến 93.000 người. Trong khi đó, theo số liệu chính thức chỉ có 31 nạn nhân thiệt mạng tức thì sau tiếng nổ. Vấn đề nghiêm trọng là Liên Xô đã cố tình che giấu thảm họa này, âm thầm xây dựng một khối bê tông cốt thép khổng lồ để lấp chiếc lò phản ứng bị nổ. Nhưng trong thời gian xây, chất phóng xạ đã kịp lan tỏa ra xung quanh gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người. Chính quyền Liên Xô, đã cố tình che giấu thảm họa này, không cho ngừng ngay quá trình sản xuất mà tiếp tục sản xuất thêm 14 năm sau thảm họa và chỉ đóng cửa hoàn toàn vào năm 2000 do sức ép của quốc tế. Một vùng cách li có bán kính 30km được thiết lập quanh Chernobyl và đây là một trong những điểm nhiễm phóng xạ đậm đặc nhất hành tinh hiện nay. Tới những ngày đầu của tháng 5/1986, các nhóm trực tiếp giải quyết hậu quả vụ nổ đưa ra cảnh báo về lượng phóng xạ bị rò rỉ bắt đầu tăng trở lại. Họ lo ngại lõi lò phản ứng bị tan chảy sẽ thiêu đốt cả hệ thống nền móng và làm nó bị sập, đồng thời khiến số nhiên liệu hạt nhân bên trong bị nổ lần nữa. Các chuyên gia lo sợ vụ nổ thứ hai này sẽ còn lớn hơn nhiều so với vụ đầu tiên. May mắn là đã không xảy ra một vụ nổ lớn thứ hai như nhiều chuyên gia lo ngại. Thay vào đó là việc hình thành nên một khối đá bọt tại lò phản ứng. Số nhiên liệu hạt nhân còn lại đã chảy vào những khoang trống bên dưới lò phản ứng và hoá cứng tại đây. Nhưng hiện còn 160 tấn chất phóng xạ vẫn đang nằm trong lòng đất Chernobyl và không ai dám chắc quả bom hẹn giờ ấy có phát nổ hay không hoặc sẽ phát nổ vào lúc nào. b./ Hướng khắc phục: Hai mươi hai năm sau thảm họa hạt nhân Chernobyl, một “nhà che” rộng hơn, kiên cố hơn để che giấu vết tích đổ nát của vụ nổ nhà máy điện hạt nhân đang được xây dựng. Nhà che mới này còn nhằm ngăn ngừa sự phát tán các chất độc còn tồn đọng tại đây. → Hậu quả của thảm hoạ Chernobyl có thể hình dung qua thực tế rằng, thế hệ gây ra tai nạn này không thể tự mình giải quyết tận gốc được. Họ chỉ đủ sức kìm chế những tác hại và chờ thế hệ mai sau có cách giải quyết dứt điểm. Ngày nay các nhà khoa học đang cố gắng tìm mọi cách để khắc phục triệt để những tác hại còn tồn đọng của vụ nổ ấy. Việc làm này tốn kém rất nhiều . Theo các chuyên gia ước tính, lượng phóng xạ từ vụ nổ Chernobyl cao gấp hàng trăm lần hai quả bom nguyên tủ do Mỹ ném xuống Nhật Bản năm 1945. Ông Vladimir Chuprov thuộc tổ chức Hòa Bình Xanh nhận xét: “Năng lượng hạt nhân đã cho thấy cái giá phải trả cho nó đắt đến như thế nào”. 2./ Chiến tranh hạt nhân: 2.1./ Vũ khí hạt nhân: (a). Khái niệm: Vũ khí hạt nhân (Tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí hủy diệt hàng loạt mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hoặc nhiệt hạch gây ra. Cho đến nay, mới chỉ có hai quả bom hạt nhân được dùng trong Đệ nhị thế chiến: quả bom thứ nhất được ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 có tên là Little Boy, được làm từ uranium; quả sau có tên là Fat Man được ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau đó, được làm từ plutonium. (b). Lịch sử vũ khí hạt nhân: Vũ khí hạt nhân là một trong những vấn đề trọng tâm của các căng thẳng về chính trị quốc tế và vẫn đóng vai trò quan trọng trong các vấn đề xã hội từ khi nó được khởi đầu từ những năm 1940. Vũ khí hạt nhân thường được coi là biểu tượng phi thường của con người trong việc sử dụng sức mạnh của tự nhiên để hủy diệt con người. Những vũ khí hạt nhân đầu tiên được Hoa Kỳ chế tạo cùng với sự giúp đỡ của Anh Quốc trong Đệ nhị thế chiến, đó là một phần của dự án Manhattan tối mật. Lúc đầu, việc chế tạo vũ khí hạt nhân là sự lo sợ Đức Quốc xã có thể chế tạo và sử dụng trước quân đội đồng minh. Nhưng cuối cùng thì hai thành phố của Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki lại là nơi chịu sức tàn phá của những quả bom nguyên tử đầu tiên vào năm 1945. Liên Xô chế tạo và thử nghiệm vũ khí hạt nhân đầu tiên vào năm 1949. Cả Hoa Kỳ và Liên Xô đều phát triển vũ khí hạt nhân nhiệt hạch vào những năm giữa của thập niên 1950. Việc phát minh ra các tên lửa hoạt động ổn định vào những năm 1960 đã làm cho khả năng mang các vũ khí hạt nhân đến bất kỳ nơi nào trên thế giới trong một thời gian ngắn trở thành hiện thực. Hai siêu cường của chiến tranh lạnh đã chấp nhận một chiến dịch nhằm hạn chế việc chạy đua vũ khí hạt nhân nhằm duy trì một nền hòa bình mong manh lúc đó. Một số quốc gia khác cũng phát triển vũ khí hạt nhân trong thời gian này, đó là Anh Quốc, Pháp, Trung Quốc. Vào đầu những năm 1990, nước kế thừa Liên Xô trước đây là nước Nga cùng với Hoa Kỳ cam kết giảm số đầu đạn hạt nhân dự trữ để gia tăng sự ổn định quốc tế. Mặc dù vậy, việc phổ biến vũ khí hạt nhân vẫn tiếp tục. Pakistan thử nghiệm vũ khí đầu tiên của họ vào năm 1998, CHDCND Triều Tiên công bố đã phát triển vũ khí hạt nhân vào năm 2004. (c). Các loại vũ khí hạt nhân: Hình B.5 Thiết kế cơ bản của hai loại bom nguyên tử. - Bom nguyên tử hay còn gọi là bom A Loại bom này lấy năng lượng từ quá trình phân hạch (còn gọi là phân rã hạt nhân). Một vật liệu có khả năng phân rã được lắp ráp vào một khối lượng tới hạn, trong đó khởi phát một phản ứng dây chuyền và phản ứng đó gia tăng theo tốc độ của hàm mũ, giải thoát một năng lượng khổng lồ. Quá trình này được thực hiện bằng cách bắn một mẫu vật liệu chưa tới hạn này vào một mẫu vật liệu chưa tới hạn khác để tạo ra một trạng thái gọi là siêu tới hạn - Bom khinh khí, còn gọi là bom hydro, bom H hay bom nhiệt hạch. Loại bom này lấy năng lượng nhiều hơn từ quá trình nhiệt hạch (còn gọi là tổng hợp hạt nhân). Trong loại vũ khí này, bức xạ nhiệt từ vụ nổ phân rã hạt nhân được dùng để nung nóng và nén đầu mang tritium, deuterium, hoặc lithium, từ đó xảy ra phản ứng nhiệt hạch với năng lượng được giải thoát lớn hơn hàng ngàn lần so với bom nguyên tử. - Người ta còn tạo ra các vũ khí tinh vi hơn cho một số mục đích đặc biệt. Vụ nổ hạt nhân được thực hiện nhờ một luồng bức xạ neutron xung quanh vũ khí hạt nhân, sự có mặt của các vật liệu phù hợp (như đồng hoặc vàng) có thể gia tăng độ ô nhiễm phóng xạ. Người ta có thể thiết kế vũ khí hạt nhân có thể cho phép neutron thoát ra nhiều nhất; những quả bom như vậy được gọi là bom neutron. 2.2./ Sở hữu, kiểm soát và luật pháp về vũ khí hạt nhân Đã có hơn hai ngàn vụ nổ hạt nhân do việc thử nghiệm hạt nhân, chủ yếu là do các quốc gia sau đây thực hiện: Hoa Kỳ, Liên Xô, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan. Hiện có một hiệp ước quốc tế để chống việc phổ biến vũ khí hạt nhân là Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân, hay được biết đến với tên NPT ( viết tắt của tên tiếng Anh: Nuclear Non-Proliferation Treaty). Các nước hiện nay công bố đang sở hữu vũ khí hạt nhân là Hoa Kỳ, Nga, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ, Pakistan và CHDCND Triều Tiên. Thêm vào đó, Israel luôn được cộng đồng quốc tế cho là sở hữu bom hạt nhân mặc dù nước này chưa bao giờ chính thức khẳng định hay phủ định. Iran và Syria bị Hoa Kỳ cáo buộc là có sở hữu vũ khí hạt nhân. Có bốn quốc gia từng sở hữu vũ khí hạt nhân nhưng đã từ bỏ. Kazakhstan, Belarus và Ukraina từng sở hữu một số lớn đầu đạn hạt nhân cũ từ thời Liên Xô, tuy nhiên cả ba quốc gia đã giao nộp lại cho Nga và kí vào NPT. Có năm quốc gia không tự sở hữu và sản xuất vũ khí hạt nhân nhưng đang được chia sẻ bởi Hoa Kỳ, đó là Bỉ, Đức, Italia, Thổ Nhĩ Kỳ và Hà Lan. Trước đây, Canada và Hy Lạp cũng tham gia chương trình này. Các quốc gia này được Hoa Kỳ chia sẽ vũ khí hạt nhân (quyền sở hữu vẫn thuộc Hoa Kỳ) để sử dụng cho huấn luyện và tác chiến trong các chiến dịch của NATO. Cơ quan quốc tế của Liên Hiệp Quốc giám sát các vấn đề liên quan tới vũ khí hạt nhân là Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế. * Hiệp ước phi vũ khí hạt nhân Trung Á có hiệu lực Hiệp ước này cấm các hoạt động liên quan vũ khí hạt nhân trong những vùng lãnh thổ tương ứng, bao gồm việc tiếp nhận, sở hữu, triển khai, thử nghiệm và sử dụng vũ khí hạt nhân. Được Tổng thống  Uzbekistan Islam Karimov đề xuất chính thức năm 1993, hiệp ước này được đưa ra lấy chữ ký từ ngày 8/9/2006 và đến nay đã được cả 5 quốc gia Trung Á, gồm Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Turkmenistan và Uzbekistan, phê chuẩn. Các hiệp ước khu vực phi hạt nhân khác gồm một hiệp ước được thiết lập năm 1967 tại Mỹ Latinh và Caribe, hiệp ước ở Nam Thái Bình Dương năm 1985, Đông Nam Á năm 1995 và châu Phi năm 1996. Hình B.6 Vụ nổ hạt nhân 2.3./ Hậu quả: Chiến tranh hạt nhân đã để lại hậu quả to lớn không chỉ cho thế hệ ngay lúc đó mà cho cả những thế hệ sau. 2.4./ Ảnh hưởng của vụ nổ hạt nhân - Năng lượng từ vụ nổ vũ khí hạt nhân thoát ra ở bốn loại sau đây: Áp lực — 40-60% tổng năng lượng Bức xạ nhiệt — 30-50% tổng năng lượng Bức xạ ion — 5% tổng năng lượng Bức xạ dư (bụi phóng xạ) — 5-10% tổng năng lượng - Lượng năng lượng giải thoát của từng loại phụ thuộc vào thiết kế của vũ khí và môi trường mà vụ nổ hạt nhân xảy ra. Bức xạ dư là năng lượng được giải thoát sau vụ nổ, trong khi các loại khác thì được giải thoát ngay lập tức. - Năng lượng được giải thoát bởi vụ nổ bom hạt nhân được đo bằng kiloton hoặc megaton - tương đương với hàng ngàn và hàng triệu tấn thuốc nổ TNT (tri-nitro-toluen). - Mức độ tàn phá của ba loại năng lượng đầu tiên khác nhau tùy theo kích thước của bom. Bức xạ nhiệt suy giảm theo khoảng cách chậm nhất, do đó, bom càng lớn thì hiệu ứng phá hủy do nhiệt càng mạnh. Bức xạ ion bị suy giảm nhanh chóng trong không khí, nên nó chỉ nguy hiểm đối với các vũ khí hạt nhân hạng nhẹ. Áp lực suy giảm nhanh hơn bức xạ nhiệt nhưng chậm hơn bức xạ ion. 2.5./ Chiến tranh hạt nhân * Vụ ném bom nguyên tử Hiroshima và Nagasaki là sự kiện hai quả bom nguyên tử được Quân đội Hoa Kỳ sử dụng vào những ngày gần cuối của Đệ nhị thế chiến tại Nhật Bản. Ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử thứ nhất mang tên "Little Boy" đã được thả xuống thành phố Hiroshima - Nhật Bản. Sau đó 3 hôm, ngày 9 tháng 8 năm 1945, quả bom thứ hai mang tên "Fat Man" đã phát nổ trên bầu trời thành phố Nagasaki. * Quả bom nguyên tử "Little Boy" được thả trên bầu trời trung tâm Hiroshima. Quả bom nổ cách mặt đất khoảng 600 m với đương lượng nổ 13 kiloton (vũ khí nguyên tử sử dụng U-235 bị coi là không có hiệu năng cao, chỉ có 1,38% khối lượng của chúng phân hạch). Quả bom "Fat Man", mang lõi khoảng 6,4 kg Plutonium 239 được thả xuống thung lũng công nghiệp của thành phố Nagasaki. 43 giây sau, nó nổ ở 469 mét cách mặt đất. Vụ nổ có đương lượng 21 kiloton, nhiệt độ cao nhất đạt được là 3.871°C (7.000° Fahrenheit) và sức gió khoảng 1.000 km/giờ. Hình B.7 Hơn nửa thế kỷ qua, hình ảnh này vẫn là một trong những ký ức hãi hùng về chiến tranh và sự tàn bạo của con người * Có nhiều nguyên nhân khiến con số chính xác người thiệt mạng không thống nhất. Các số liệu khác nhau bởi được được thống kê vào các thời điểm khác nhau. Rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, thậm chí nhiều năm bởi hậu quả của phóng xạ. Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima đã chết bởi vụ nổ cũng như bởi hậu quả của nó. Số người thiệt mạng ở Nagasaki là 74.000. Ở cả hai thành phố,phần lớn người chết là thường dân. * Phải chăng, việc Mỹ ném 2 quả bom nguyên tử xuống Nhật Bản tàn sát một lúc hàng trăm nghìn người chỉ nhằm mục đích duy nhất là đe dọa nhân dân thế giới về “sức mạnh nguyên tử” của Mỹ, mở đầu thời kỳ chạy đua vũ trang, vũ khí nguyên tử của Mỹ và các nước đế quốc, đe dọa cuộc sống nhân loại. C./ TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN: I./ Châu Á: Theo một báo cáo của Tổ chức Năng lượng Nguyên tử Thế giới (IAEA) đưa ra, với 18 trên 32 lò phản ứng hạt nhân đang được xây dựng và nhiều lò đang dự kiến sẽ xây dựng tại các nước châu Á, khu vực châu Á đang đi đầu trong việc quan tâm sử dụng điện hạt nhân. Bản báo cáo chỉ ra rằng: "Năng lượng, điện năng và năng lượng hạt nhân cho giai đoạn từ nay tới năm 2030" sẽ được các quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và Ấn Độ coi trọng và các nước này sẽ trở thành tâm điểm trong việc mở rộng năng lượng hạt nhân của toàn thế giới. "Tại Nhật Bản và Hàn Quốc, vấn đề không phải là bùng nổ dân số mà do sự thiếu thốn tài nguyên dầu lửa và khí đốt và vì vậy, năng lượng hạt nhân trở nên vô cùng hấp dẫn khi xét đến lý do an ni