裂变链反应英文解释翻译、裂变链反应的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 fission chain reaction
分词翻译:
裂变的英语翻译:
【化】 fission
链反应的英语翻译:
【化】 chain reaction
【医】 chain reaction
专业解析
裂变链反应(Fission Chain Reaction),在核物理学中指的是一种能够自我维持的核反应过程。其核心在于,一个可裂变原子核(如铀-235或钚-239)在吸收一个中子后发生裂变,分裂成两个较轻的原子核(裂变碎片),同时释放出巨大能量和平均2到3个新的自由中子。这些新释放的中子如果被周围其他可裂变原子核吸收,又能引发新的裂变事件,如此循环往复,形成持续不断的反应链,故称为“链式反应”。
详细解释:
-
核心过程与自持性:
- 当一个慢中子(也称热中子)撞击铀-235(ce{^{235}{92}U})或钚-239(ce{^{239}{94}Pu})等可裂变核素时,原子核变得不稳定,分裂成两个质量相近但不同的碎片(如氪和钡),并释放出大量能量(主要以裂变碎片动能形式,最终转化为热能)。
- 关键点在于,每次裂变平均会释放出2到3个额外的自由中子(例如:ce{^{235}{92}U + ^{1}{0}n -> ^{92}{36}Kr + ^{141}{56}Ba + 3^{1}_{0}n + energy})。
- 这些新产生的中子,如果未被吸收或逃逸,可以被附近的其他可裂变原子核吸收,从而引发新的裂变事件。
- 如果每次裂变产生的中子中,平均有至少一个中子能成功引发下一次裂变(即有效增殖因子 k ≥ 1),那么裂变反应就能自我维持下去,形成链式反应。k=1 时是临界状态(反应速率稳定),k>1 是超临界(反应速率指数增长),k<1 是次临界(反应逐渐停止)。
-
关键要素:
- 可裂变材料: 必须存在足够浓度和数量的铀-235或钚-239等材料。天然铀中铀-235含量仅约0.7%,通常需要浓缩以提高浓度。
- 中子慢化: 裂变释放的中子速度很快(快中子),而铀-235更易吸收慢中子。因此,在热中子反应堆中,需要使用慢化剂(如轻水、重水、石墨)来降低中子速度,提高其引发裂变的概率。
- 临界质量: 维持链式反应所需的最小可裂变材料质量。质量太小,中子逃逸过多,无法维持链式反应(k<1);达到或超过临界质量,才能实现k≥1。
- 中子吸收控制: 需要控制棒(由镉、硼等强中子吸收材料制成)来吸收多余的中子,精确调节有效增殖因子k,从而控制反应速率(启动、维持功率或关闭反应堆)。
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应用:
- 核能发电: 在核反应堆中,通过精心设计的堆芯结构、慢化剂和控制棒,使裂变链反应在受控状态下持续进行,释放的能量用于产生蒸汽驱动汽轮机发电。
- 核武器: 通过高能炸药压缩等方式,使裂变材料瞬间达到超临界状态(k >> 1),引发不受控的、剧烈的裂变链反应,在极短时间内释放出毁灭性的能量。
汉英词典角度释义:
- 裂变 (Fission): 一个重原子核分裂成两个(偶尔更多)较轻原子核的过程,伴随能量和中子释放。
- 链反应 (Chain Reaction): 一种反应过程,其中一次反应产生的产物(此处指中子)能引发一次或多次同类反应,从而使反应能够自我延续。
- 裂变链反应 (Fission Chain Reaction): 一种特定的链式核反应,其中可裂变原子核吸收中子后发生裂变,释放的能量和中子(特别是中子)又能引发更多可裂变核的裂变,从而使裂变过程持续不断地进行下去。该过程是核反应堆能量产生和核武器爆炸的基础。
引用参考:
- 国际原子能机构 (IAEA) 术语库:提供核科学与技术领域的标准术语定义,包括裂变和链式反应。 (来源:IAEA Nuclear Safety and Security Glossary)
- 美国核学会 (ANS) 在线资源:提供核能原理的详细解释,包括裂变链反应过程。 (来源:American Nuclear Society - Nuclear Science & Technology)
- 《英汉核科学技术词典》:权威的专业词典,提供准确的术语翻译和定义。 (来源:相关专业词典出版物)
- 世界核协会 (WNA) 信息库:提供关于核反应堆工作原理的科普性解释,涵盖裂变链反应。 (来源:World Nuclear Association - How a Nuclear Reactor Works)
网络扩展解释
裂变链反应(又称裂变链式反应)是指一种通过中子持续引发原子核裂变,并释放能量及更多中子的自持性核反应过程。以下是详细解释:
1.定义与基本原理
裂变链反应的核心在于中子与重原子核(如铀-235、钚-239)的相互作用。当一个中子轰击重核时,核会分裂成两个或多个较轻的原子核(裂变碎片),同时释放大量能量和2-3个新中子。这些新中子若继续引发其他重核裂变,反应便可持续进行,形成链式循环。
2.维持链反应的条件
- 临界质量:需足够多的核燃料(如铀-235),确保中子不被过多吸收或逃逸。
- 中子减速剂:通过石墨、重水等材料将高能中子减速至热中子(能量较低),以提高铀-235的裂变概率。
- 控制棒:吸收过剩中子以调节反应速率,避免失控(如核电站中的镉棒)。
3.应用领域
- 核能发电:通过可控链反应释放热能,驱动涡轮发电。
- 核武器:利用不可控的快速链反应瞬间释放巨大能量。
4.关键参数
- 增殖因子(k值):若k=1,反应稳定(如核电站);k>1则反应加速(如核爆);k<1反应逐渐停止。
5.与其他链反应的区别
普通化学链反应(如燃烧)依赖自由基传递能量,而裂变链反应以中子为媒介,释放能量规模更大(如1克铀-235完全裂变释放能量约8×10¹⁰焦耳)。
总结来看,裂变链反应是通过中子循环实现能量持续释放的核过程,其可控性决定了在能源与军事领域的截然不同应用。
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