临界体积英文解释翻译、临界体积的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 critical volume
【化】 critical volume
分词翻译:
临的英语翻译:
arrive; be about to; copy; face; just before
【经】 before
界的英语翻译:
bound; boundary; circles; extent; kingdom; republic; section
【医】 kingdom; sphere; term
体积的英语翻译:
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【医】 volume
【经】 cubic measure; volume
专业解析
临界体积(Critical Volume)是核物理与核工程领域的关键概念,指在特定条件下,维持自持链式反应所需的裂变材料(如铀-235、钚-239)的最小几何体积。其核心意义在于:当裂变材料的体积等于或大于临界体积时,中子产生率等于或大于损失率,链式反应可持续进行;反之则反应停止。
核心要素解析:
-
物理本质
临界体积取决于中子增殖因数(k-eff):
- 当 ( k_{text{eff}} = 1 ) 时,系统处于临界状态,对应临界体积;
- ( k{text{eff}} > 1 ) 为超临界,( k{text{eff}} < 1 ) 为次临界。
其数学关系由材料密度、几何形状(如球形最小)和中子能谱共同决定,例如球形装置的临界体积 ( V_c ) 可近似为:
$$
V_c propto frac{1}{rho cdot
u sigma_f}
$$
其中 ( rho ) 为材料密度,(
u ) 为中子产生数,( sigma_f ) 为裂变截面。
-
影响因素
- 材料纯度:高浓缩铀的临界体积显著小于天然铀;
- 反射层:中子反射材料(如铍、石墨)可减少中子泄漏,使临界体积缩小30%-50%;
- 慢化剂:水或重水慢化中子后,可能增大或减小临界体积(依赖能谱优化);
- 几何构型:球形具有最小临界体积,平板或圆柱构型需更大体积。
-
工程应用
- 核反应堆设计:通过控制燃料棒排列间距和慢化剂比例,使堆芯在运行中维持临界;
- 核安全临界控制:核燃料储存需分隔为次临界单元,例如铀溶液储罐的直径限制基于临界体积计算(国际原子能机构,安全标准GSG-8)。
权威参考来源:
- 核工程教材:John R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, 4th Ed. (2017),第5章详细推导临界体积与中子扩散方程的关系。
- 国际标准:IAEA Nuclear Safety Standards(链接)定义临界安全参数。
- 学术综述:OECD报告 Criticality Safety in the Handling of Fissile Material(链接)分析不同场景下的临界体积阈值。
- 国家标准:中国《核临界安全术语》(GB/T 4960-2020)明确临界体积的技术定义。
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网络扩展解释
临界体积是一个在不同学科中有不同含义的术语,以下是其核心解释及应用领域的综合分析:
一、物理化学中的临界体积
-
定义
指物质处于临界状态(气液两相平衡极限)时的体积。通常以单位质量的体积(比体积)表示,是一定质量液体所能占有的最大体积。
- 临界点参数:与临界温度、临界压力共同构成物质临界状态的三个关键参数,此时气液界面消失。
- 计算示例:1mol气体在临界温度和压力下的体积即临界体积。
-
特点
- 不同物质的临界比容差异显著,如氧为2.33cm³/g,氨为4.25cm³/g。
- 超过临界温度时,无论压力多大都无法液化。
二、核物理中的临界体积
-
定义
指维持核裂变链式反应所需的最小核燃料或反应堆体积,又称“中肯体积”。
- 中子增殖系数:关键指标(k≥1),表示新一代中子数与上一代中子数的比值。
- 与临界质量的关系:临界体积需结合燃料纯度、结构设计(如中子反射层)等因素计算,与临界质量共同决定链式反应是否持续。
-
实际应用
- 核反应堆设计:必须精确计算临界体积以确保安全运行(k=1)。
- 核武器原理:原子弹需通过组合超临界体积的铀/钚引发爆炸。
三、总结
临界体积的含义需结合具体领域:
- 热力学领域:描述物质相变极限状态;
- 核能领域:涉及链式反应的最小物理空间需求。
实际应用中,需综合考虑材料性质、环境条件及工程结构设计(如提到的反射层)。
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