Năng lượng nguyên tử

Tiếp theo Bài 1: Năng lượng, giới thiệu cuốn sách “Hỏi & Đáp về năng lượng nguyên tử“, chúng tôi xin được trích giới thiệu tiếp Bài 2: Năng lượng nguyên tử.

Vật chất là gì?

Vật chất tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như thể rắn, thể lỏng, hay thể khí và gồm rất nhiều thành phần. Thành phần nhỏ bé nhất của một chất là nguyên tử. Phân tử là một dạng liên kết hóa học của nguyên tử.

Chẳng hạn, phân tử của nước H₂O là hợp chất hóa học giữa 2 nguyên tử hydro và 1 nguyên tử oxy, phân tử CO₂ là hợp chất hóa học giữa 1 nguyên tử cacbon và 2 nguyên tử oxy.

Vậy thì nguyên tử có cấu tạo như thế nào?

Nguyên tử gồm hạt nhân nguyên tử và các điện tử (electron)quay xung quanh nó ở vị trí khá  xa nên có thể nói rằng nguyên tử có cấu tạo chỉ toàn là khoảng trống.

Vậy thì hạt nhân nguyên tử có cấu tạo ra sao? Thực nghiệm chứng minh rằng hạt nhân tạo nên bởi dày đặc các hạt proton và nơtron như hai anh em sinh đôi, trọng lượng giống nhau; chúng chỉ khác ở chỗ proton là hạt tích điện dương còn nơtron là hạt không tích điện, có tên gọi chung là nucleon.

Như vậy, về cơ bản vật chất được cấu thành từ proton, nơtron và electron và với các cách kết hợp rất đa dạng.

Nguyên tử, hạt nhân, điện tử là gì?

Hiện nay trên Trái Đất tồn tại nhiều loại nguyên tố trong tự nhiên. Nguyên tố nhẹ nhất là hydro. Hạt nhân nguyên tử hydro gồm một proton. Thông thường, điện tích dương của hạt nhân và điện tích âm của các điện tử bằng nhau, khi đó nguyên tử sẽ trung hòa về điện.

Nguyên tố được phân biệt theo số proton nằm trong hạt nhân,số đó được gọi là số nguyên tử.

Số nguyên tử của nguyên tử Hydro là 1, số nguyên tử của Uranium là 92. Ngoài ra, người ta gọi tổng số proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử là trọng lượng nguyên tử hay số khối. Đến đây, chúng ta hãy thử cùng xem xét về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Uranium có số nguyên tử là 92 và trọng lượng nguyên tử là 238. Bởi vì số nguyên tử là 92 nên nó có 90 proton, phần còn lại là nơtron, tổng số của proton và nơtron là 238, nên số nơtron sẽ là 238 – 92 = 146.

Mặc dù cùng là Uranium, nhưng trong tự nhiên còn tồn tại loại Uranium có số khối là 235 với số nơtron ít hơn 3 nơtron so với loại Uranium có số khối là 238. Hai loại Uranium này có tính chất hóa học hoàn toàn giống nhau, còn trọng lượng chỉ khác nhau một chút. Để phân biệt chúng, người ta biểu thị tương ứng là ²³⁸U, ²³⁵U và được gọi chung là đồng vị (Isotope).

Số lượng điện tử quay xung quanh hạt nhân cũng có khi tăng hoặc giảm. Nếu số điện tử tăng, thì nguyên tử mang điện tích âm và nếu giảm thì mang điện tích dương. Khi đó, người ta gọi nguyên tử mang điện tích là ion.

Sự thay đổi về hóa học thông thường là do tương tác lẫn nhau của điện tử quay xung quanh hạt nhân và nó không làm thay đổi cấu trúc hạt nhân.

Năng lượng nguyên tử là gì?

Năng lượng sinh ra khi đốt dầu, than, khí và năng lượng sinh ra khi chất nổ phát nổ được gọi là năng lượng sinh ra bởi phản ứng hóa học, là năng lượng sinh ra bởi sự chuyển động của các điện tử quay xung quanh hạt nhân.

Năng lượng nguyên tử là năng lượng sinh ra khi có sự phân hạch hạt nhân hoặc tổng hợp hạt nhân.

Năng lượng của 1g Uranium phân hạch tương đương với năng lượng thu được khi đốt 2.000 kg dầu hoặc 3 tấn than đá.

Năng lượng nguyên tử sinh ra như thế nào?

Trong hạt nhân nguyên tử, các nucleon (không phân biệt proton hay nơtron), khi ở khoảng cách rất bé, sẽ hút nhau rất mạnh. Nhờ năng lượng liên kết này mà proton và nơtron kết hợp với nhau ổn định trong hạt nhân.

Khi phân hạch hạt nhân hay tổng hợp hạt nhân, thì năng lượng liên kết của hạt nhân sẽ được giải phóng ra gọi là năng lượng nguyên tử.

Phản ứng phân hạch hạt nhân là gì?

Uranium trong thiên nhiên cấu tạo bởi 99,3% ²³⁸U và 0,7% ²³⁵U.

Có một quy luật đối với những nguyên tử phân hạch thông thường: những nguyên tử mà số khối là số lẻ sẽ có sự phân hạch tương đối dễ. Như với Uranium, ²³⁵U phân hạch dễ hơn ²³⁸U.

Để tạo ra sự phân hạch ²³⁵U, cần phải làm cho nơtron đi vào hạt nhân của nó. Vì hạt nhân nguyên tử rất nhỏ, nên nơtron có tốc độ cao, mặc dù có thể đến gần hạt nhân, nhưng nhiều khi lại bay qua bên cạnh mà không trúng hạt nhân và cơ hội xâm nhập vào bên trong hạt nhân rất ít. Nếu làm giảm tốc độ của nơtron và kéo dài thời gian tồn tại của nó ở bên cạnh hạt nhân, thì xác suất va chạm với hạt nhân sẽ trở nên cao hơn. Người ta gọi nơtron đã bị giảm tốc độ là nơtron nhiệt (Thermal Neutron).

Nơtron nhiệt sẽ gây ra phản ứng phân hạch (Nuclear Fission) khi va chạm với một hạt nhân nguyên tử ²³⁵U, các mảnh vỡ bay phân tán với tốc độ cao. Khi đó, đã giải phóng ra một năng lượng cực lớn, đồng thời sinh ra 2 đến 3 nơtron mới. Người ta gọi mảnh vỡ phát sinh do phân hạch là sản phẩm phân hạch (Fission Product).

Phần lớn sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ. Sau đây là một số sản phẩm phân hạch tiêu biểu: 

Strontium-90 (⁹⁰Sr): Chu kỳ bán rã khoảng 30 năm, khi hấp thụ vào cơ thể, sẽ đọng ở xương và việc loại bỏ ra ngoài là khá khó khăn.

Iodine-131 (¹³¹I): Chu kỳ bán rã khoảng 30 năm, khi hấp thụ vào cơ thể, sẽ tập trung ở tuyến giáp trạng.

Cesium-137 (¹³⁷Cs): Chu kỳ bán rã khoảng 30 năm, khi hấp thụ vào cơ thể, sẽ bài tiết tương đối sớm ra ngoài qua đường tiêu hóa.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì?

Hạt nhân Hydro cấu tạo bởi 1 proton. Hạt nhân nguyên tử đơteron, đồng vị của Hydro cấu tạo bởi 1 proton và 1 nơtron. Trong toàn bộ Hydro tự nhiên có khoảng 1/60.000 đơteron.

Nếu kết hợp 2 nguyên tử đơteron, thì sẽ hình thành một hạt nhân gồm 2 proton và 2 nơtron. Đây là hạt nhân nguyên tử Heli. Khi tạo ra Heli bằng cách kết hợp 2 đơteron như vậy sẽ giải phóng ra năng lượng cực lớn. Hiện tượng này được gọi là sự tổng hợp hạt nhân (Nuclear Fusion).

Hạt nhân của nguyên tử Heli có cấu tạo rất ổn định và năng lượng liên kết nhỏ, nên năng lượng liên kết dư sẽ được giải phóng. Như chúng ta đều biết, trung tâm của mặt trời là nhà máy của các phản ứng nhiệt hạch. Mặt trời nguyên thủy là một khối Hydro cực lớn. Khi co lại, thì nhiệt độ và áp lực của tâm cao dần lên và khi đạt đến giá trị đủ lớn, thì Hydro kết hợp và tạo ra Heli. Mặt trời tỏa sáng là do năng lượng được giải phóng.

Để thực hiện được phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất, nhiệt độ cần thiết là khoảng 100 triệu độ. Trong trạng thái như vậy, hạt nhân nguyên tử và các điện tử trở nên hỗn loạn. Vật chất với trạng thái như vậy được gọi là plasma. Plasma mang điện tích, nên có thể nhốt trong chân không bằng điện từ trường mạnh. Điện từ trường có thể tạo ra bằng kỹ thuật siêu dẫn (superconductivity).

Để phát triển quá trình tổng hợp hạt nhân (tạo ra phản ứng nhiệt hạch) có điều khiển, cần tiền đầu tư rất lớn. Một số phương pháp có khả năng duy trì được sự tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất hiện đang trong quá trình nghiên cứu, cụ thể là đang có kế hoạch kiểm chứng một phương thức Tokamak thông qua sự hợp tác của các nhà khoa học quốc tế. Dưới sự hỗ trợ của cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), kế hoạch lò thử nghiệm phản ứng tổng hợp hạt nhân quốc tế (ITER - International Thermonuclear Experimental Reactor) đang được triển khai với sự hợp tác của các nước Mỹ, Nhật Bản, Nga và các nước Châu Âu.

Lò phản ứng nhiệt hạch có thể trở thành hiện thực vào thế kỷ 22. Nếu nhân loại thành công, thì chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng vô hạn, bởi vì nguyên liệu cho phản ứng nhiệt hạch là Hydro tồn tại vô hạn trên Trái Đất.

Phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền là gì?

Uranium 235 khi phân hạch sẽ có 2 đến 3 nơtron mới được giải phóng ra, mỗi nơtron này sẽ tạo ra sự phân hạch hạt nhân tiếp theo. Và rồi lại có thêm 2 đến 3 nơtron mới được giải phóng. Sự phân hạch hạt nhân một cách liên tục như vậy được gọi là phản ứng dây chuyền.

Tới hạn là gì?

Tới hạn là trạng thái phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền được duy trì ổn định. Trong lò phản ứng hạt nhân, người ta có thể khống chế được trạng thái tới hạn của lò phản ứng bằng các thanh điều khiển.

Trên Trái Đất, Uranium có trữ lượng khoảng bao nhiêu và phân bố ở những khu vực nào?

Uranium phân bố rất rộng trên Trái Đất. Trữ lượng có khả năng khai thác đã xác nhận là 4 triệu tấn và có thể khai thác trong khoảng 60 năm.

Vì tài nguyên Uranium phân bố chủ yếu ở các quốc gia có tình hình chính trị ổn định, nên ít có nguy cơ bị tác động bởi tình hình quốc tế.

Dưới đây là một số nước có trữ lượng Uranium lớn (% toàn thế giới):

Australia            21%

Kazakhstan       19%

Canada             10%

Nam Phi              8%

Mỹ                      8%

Namibia              7% 

Brazil                  6%

Nga                    4%

Plutonium là gì?

Plutonium (Pu) là nguyên tố phóng xạ nhân tạo không tồn tại trong thiên nhiên. ³²⁸U hấp thụ nơtron và trở thành ²³⁹U, hạt nhân mới này giải phóng tia bêta và trở thành hạt nhân ²³⁹Np, rồi lại phát ra tia bêta một lần nữa để trở thành ²³⁹Pu. ²³⁹Pu có khả năng phân hạch, nên có thể sử dụng làm nhiên liệu cho lò phản ứng.

Plutonium là chất phóng xạ phát ra tia alpha. Sức xuyên thấu của tia alpha yếu, nên có thể chặn được thậm chí chỉ bằng một tời giấy. Vì thế, việc che chắn tia alpha khá đơn giản. Ảnh hưởng của Pu đáng ngại nhất là khi vào bên trong cơ thể. Nhiễm xạ tia alpha có thể gây ung thư ở phổi, xương, gan.

Do vậy khi sử dụng Pu, điều cơ bản là phải đóng kín nguồn Pu, không để hấp thụ vào cơ thể. Khi làm việc với Pu, người ta sử dụng các thao tác từ xa, thao tác trong các hộp găng tay (glove box) kín, không tiếp xúc trực tiếp với chúng.

²³⁹Pu là nguyên liệu làm bom nguyên tử nên cần phải quản lý hết sức chặt chẽ.

Y. Iwakoshi

Thần dược chữa ung thư từ mãng cầu xiêm

THẦN DƯỢC CHỮA UNG THƯ
( Mãng Cầu Xiêm diệt tế bào ung thư > 1000 lần liệu pháp hoá trị)

Nước ép mãng cầu xiêm
------------------------------------
Hãy truyền thông điệp này, vì nó có thể cứu sống hàng triệu bệnh nhân ung thư, giúp họ tiết kiệm tiền bạc và thời gian điều trị bệnh.

"Nước ép mãng cầu xiêm (Graviola) có khả năng tiêu diệt các tế bào ung thư cao hơn 1000 lần so với liệu pháp hóa trị."

Kết quả nghiên cứu về loại quả này được đăng trên tờ Journal of Natural Products do một trường Ðại học ở Hàn Quốc thực hiện. Nhưng tại ...sao đến bây giờ chúng ta mới biết điều này? Các tập đoàn lớn bỏ ra mấy chục năm nghiên cứu là vì họ muốn tổng hợp nó thành thuốc để thu lợi nhuận...

Những nghiên cứu về nước ép từ quả mãng cầu xiêm cho thấy đây là công cụ chữa ung thư an toàn, hiệu quả và có sẵn. Nó cũng bảo vệ hệ thống miễn dịch, tránh được một số bệnh truyền nhiễm. Ngoài việc chống ung thư, nước ép mãng cầu xiêm còn là tác nhân chống vi khuẩn, nhiễm nấm, chống ký sinh trùng đường ruột và giun sán, hạ thấp huyết áp, chống trầm cảm và những rối loạn tinh thần. Những phần khác của cây cũng rất hữu dụng.

Một nghiên cứu gần đây về nước ép từ quả mãng cầu xiêm cho thấy: Loại nước ép này là 1 liệu pháp chữa ung thư an toàn và hiệu quả, hoàn toàn từ thiên nhiên nên không gây nôn ói, sụt cân và rụng tóc. Bảo vệ hệ thống miễn dịch của bạn, tránh được một số bệnh truyền nhiễm. Giúp bạn thấy mạnh khỏe hơn trong quá trình chữa ung thư hay các bệnh khác. Tăng năng lượng và giúp bạn thấy lạc quan hơn. Thông tin này có làm bạn ngạc nhiên không? Nó đến từ một công ty dược lớn nhất nước Mỹ, và trái mãng cầu xiêm đã là mục tiêu nghiên cứu của hơn 20 phòng thí nghiệm khoa học từ những năm 1970.

May mắn, có một nhà khoa học bị lương tâm cắn rứt đã làm lộ câu chuyện về “trái cây phép lạ” cho những người có trọng trách trong y tế Mỹ. Khi viện Khoa học Y tế Mỹ nghe tin này, nó bắt đầu truy tìm những công trình nghiên cứu chống ung thư liên quan đến cây Graviola lấy từ khu rùng mưa Amazon của Brazil.

Năm 1976, Viện Ung thư Quốc gia Mỹ tiến hành cuộc nghiên cứu đầu tiên về loại cây này và kết quả cho thấy, lá và thân của Graviola tiêu diệt hữu hiệu các tế bào ác tính. Nhưng nghiên cứu vẫn chỉ được lưu hành nội bộ chứ không công bố ra ngoài. Sau đó 20 nghiên cứu độc lập khác của các công ty dược hay viện nghiên cứu ung thư do chính quyền tài trợ đều cho thấy khả năng trị ung thư của Graviola.
Tuy nhiên, vẫn không có ca thử nghiệm nào được tiến hành chính thức tại các bệnh viện. Chỉ đến khi nghiên cứu của Đại học Cơ đốc giáo Hàn Quốc đăng trên tạp san Journal of Natural Products khẳng định một hoá chất trong Graviola đã tiêu diệt các tế nào ung thư ruột nhanh gấp 10.000 lần hoá chất Adriamycin thường dùng trong hoá trị ung thư người ta mới vỡ lẽ. không gây nôn ói, sụt cân và rụng tóc. Điều quan trọng là không như các hoá chất điều trị ung thư khác, Graviola và nước ép mãng cầu xiêm không hề làm hại gì cho các tế bào khỏe mạnh và không có tác dụng phụ. Người bệnh thấy mạnh khỏe hơn trong quá trình chữa ung thư và các bệnh khác; năng lượng được tăng cường và sống lạc quan hơn.

Một nghiên cứu tại Đại học Purdue University sau đó cũng phát hiện ra lá mãng cầu xiêm có khả năng giết các tế bào ác tính của nhiều loại ung thư khác nhau như ung thư ruột, ung thư vú, tuyến tiền liệt, phổi và tuyến tụy. 7 năm im lặng bị phá vỡ. Sự thật được phô bày. Hiện mãng cầu xiêm do thổ dân Brazil trồng hoặc sản phẩm bào chế từ nó đã có mặt nhiều ở Mỹ như một công cụ điều trị và ngăn ngừa ung thư. Một báo cáo đặc biệt có tên Beyond Chemotherapy: New Cancer Killers, Safe as Mother's Milk, do Viện Khoa học Y tế Mỹ công bố về Graviola đã xem loại cây này là “công cụ cách mạng hoá” chống ung thư.

Vì vậy, nếu nhà bạn có vườn rộng và thổ nhưỡng thích hợp, bạn nên trồng một cây mãng cầu xiêm trong sân. Nó sẽ có ích rất nhiều cho bạn và gia đình bạn.

Đã có bao nhiêu người thiệt mạng oan uổng khi công cụ chống ung thư hiệu quả này bị các công ty dược che giấu? Bây giờ bạn đã biết điều này thì hãy nói với những người bị ung thư mà bạn biết, và uống loại nước ép này để bảo vệ chính bạn!

17 lượt chia sẻChia sẻ

10 lợi ích kì diệu của bột trà xanh Nhật Bản

Mình là "tín đồ" của bột trà xanh Nhật Bản (matcha), bất cứ thứ gì liên quan đến matcha mình đều muốn thử, đi cà phê cũng chỉ uống matcha. Và nhận ra điều này thật sáng suốt, heheh. Không phải tự nhiên mà matcha đã trở thành một trong những nét văn hóa đặc sắc của Nhật Bản.


Người Nhật rất thích matcha không hẳn vì nó ngon (bạn bè mình nhiều người không uống được matcha vì thấy đắng và không quen được mùi), nó có màu đẹp, mà vì nó tốt nữa. Khi người Nhật tin dùng, có nghĩa là matcha mang đến vài lợi ích kì diệu. Mọi người cùng xem qua 10 lợi ích này nhé:

1. Chứa hàm lượng cao chất chống oxy hóa
Lợi ích tuyệt vời đầu tiên của trà xanh Nhật Bản là: chỉ là một lượng bột nhỏ cũng cung cấp hàm lượng chất chống oxy hóa cao hơn 5 lần so với các thực phẩm khác – mức cao nhất theo phương pháp ORAC (khả năng hấp thụ oxy).

2. Chứa nhiều Catechin và EGCg - chống ung thư
Trà xanh chứa một tập hợp các hợp chất hữu cơ được gọi là catechin. 1 hợp chất catechin có tên epigallocatechin gallate (EGCg) - có khả năng chống ung thư. Theo nghiên cứu khoa học, trà xanh Nhật Bản chứa hàm lượng EGCg nhiều hơn 100 lần so với các loại trà khác trên thị trường.


3. Tăng cường sự điềm tĩnh
Trong hơn một thiên niên kỷ, Lão giáo Trung Quốc và các thiền sư Nhật Bản đã sử dụng bột trà xanh Nhật Bản như một phương tiện để thư giãn và thiền định. Trạng thái cao hơn của tâm thức này được tạo nên nhờ các axit amin L-Theanine có trong lá trà xanh- thúc đẩy sự sản xuất của sóng alpha trong não giúp con người thư giãn mà không gây buồn ngủ.

4. Tăng trí nhớ và sự tập trung
Một tác dụng phụ của L-Theanine là sản xuất ra dopamine và serotonin. Hai chất này giúp phục hồi tâm trạng, cải thiện trí nhớ, và giúp tập trung cao độ hơn.

5. Tăng năng lượng và sức chịu đựng
Các chiến binh Samurai cao quý thời trung cổ Nhật Bản thường uống trà xanh trước khi chiến đấu do trà cung cấp rất nhiều năng lượng. Trong khi các loại trà xanh khác bản chất đều có chứa cafein, trà xanh Nhật Bản lại giúp tăng năng lượng nhờ sự kết hợp độc đáo của nhiều dưỡng chất. Một chén trà xanh Nhật Bản có thể giúp tăng sức bền với tác động kéo dài tới 6h.

Những người uống bột trà xanh Nhật Bản không chịu bất kỳ tác dụng phụ thông thường của chất kích thích nào như căng thẳng và tăng huyết áp. Nó là một nguồn năng lượng sạch.

6. Đốt cháy năng lượng thừa

Uống bột trà xanh Nhật Bản cũng làm tăng sự trao đổi chất và giúp cơ thể đốt cháy chất béo nhanh hơn so với trung bình khoảng bốn lần. Lại một lần nữa, không giống với những thực phẩm ăn kiêng hiện nay trên thị trường, Matcha không gây tác dụng phụ tiêu cực như tăng nhịp tim và huyết áp cao.

7. Giải độc cơ thể
Trong 3 tuần cuối trước khi thu hoạch lá trà để làm bột trà xanh, cây trà sẽ được che phủ tránh ánh sáng mặt trời. Điều này làm gia tăng sự sản sinh chất diệp lục trong quá trình tăng trưởng của cây. Kết quả là chất diệp lục không những khiến bột trà có màu xanh tuyệt đẹp mà còn có khả năng giải độc thông qua việc loại bỏ các kim loại nặng và chất độc hóa học trong cơ thể.

8. Củng cố hệ thống miễn dịch
Một chén trà xanh có thể cung cấp số lượng đáng kể kali, vitamin A&C, sắt, protein và canxi. Các nghiên cứu khác còn cho thấy dưỡng chất trong trà xanh có khả năng ức chế sự tấn công của HIV với tế bào T trong cơ thể người.

9. Giảm hàm lượng cholesterol
Các nghiên cứu trên nhiều quần thể khác nhau cho thấy, những người uống trà xanh thường xuyên có nồng độ cholesterol LDL (có ảnh hưởng xấu) thấp hơn và đồng thời có nồng độ cholesterol HDL (có ảnh hưởng tốt) cao hơn. Uống trà xanh làm giảm nguy cơ bị bệnh tim tới 11% ở nam giới.

10. Hương vị thơm ngon
Trà xanh Nhật Bản không phải pha chế thêm bất cứ thứ gì. Nó có được vị thơm ngon đặc biệt nhờ các axit amin L-Theanine.

Hãy thư giãn và tận hưởng một chén trà xanh nóng để có một cuộc sống khỏe mạnh và không kém phần thi vị. Đó là những lý do để bạn quyết định chọn bột trà xanh Nhật Bản.

Nguồn: purematcha