裂變鍊反應英文解釋翻譯、裂變鍊反應的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 fission chain reaction
分詞翻譯:
裂變的英語翻譯:
【化】 fission
鍊反應的英語翻譯:
【化】 chain reaction
【醫】 chain reaction
專業解析
裂變鍊反應(Fission Chain Reaction),在核物理學中指的是一種能夠自我維持的核反應過程。其核心在于,一個可裂變原子核(如鈾-235或钚-239)在吸收一個中子後發生裂變,分裂成兩個較輕的原子核(裂變碎片),同時釋放出巨大能量和平均2到3個新的自由中子。這些新釋放的中子如果被周圍其他可裂變原子核吸收,又能引發新的裂變事件,如此循環往複,形成持續不斷的反應鍊,故稱為“鍊式反應”。
詳細解釋:
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核心過程與自持性:
- 當一個慢中子(也稱熱中子)撞擊鈾-235(ce{^{235}{92}U})或钚-239(ce{^{239}{94}Pu})等可裂變核素時,原子核變得不穩定,分裂成兩個質量相近但不同的碎片(如氪和鋇),并釋放出大量能量(主要以裂變碎片動能形式,最終轉化為熱能)。
- 關鍵點在于,每次裂變平均會釋放出2到3個額外的自由中子(例如:ce{^{235}{92}U + ^{1}{0}n -> ^{92}{36}Kr + ^{141}{56}Ba + 3^{1}_{0}n + energy})。
- 這些新産生的中子,如果未被吸收或逃逸,可以被附近的其他可裂變原子核吸收,從而引發新的裂變事件。
- 如果每次裂變産生的中子中,平均有至少一個中子能成功引發下一次裂變(即有效增殖因子 k ≥ 1),那麼裂變反應就能自我維持下去,形成鍊式反應。k=1 時是臨界狀态(反應速率穩定),k>1 是超臨界(反應速率指數增長),k<1 是次臨界(反應逐漸停止)。
-
關鍵要素:
- 可裂變材料: 必須存在足夠濃度和數量的鈾-235或钚-239等材料。天然鈾中鈾-235含量僅約0.7%,通常需要濃縮以提高濃度。
- 中子慢化: 裂變釋放的中子速度很快(快中子),而鈾-235更易吸收慢中子。因此,在熱中子反應堆中,需要使用慢化劑(如輕水、重水、石墨)來降低中子速度,提高其引發裂變的概率。
- 臨界質量: 維持鍊式反應所需的最小可裂變材料質量。質量太小,中子逃逸過多,無法維持鍊式反應(k<1);達到或超過臨界質量,才能實現k≥1。
- 中子吸收控制: 需要控制棒(由镉、硼等強中子吸收材料制成)來吸收多餘的中子,精确調節有效增殖因子k,從而控制反應速率(啟動、維持功率或關閉反應堆)。
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應用:
- 核能發電: 在核反應堆中,通過精心設計的堆芯結構、慢化劑和控制棒,使裂變鍊反應在受控狀态下持續進行,釋放的能量用于産生蒸汽驅動汽輪機發電。
- 核武器: 通過高能炸藥壓縮等方式,使裂變材料瞬間達到超臨界狀态(k >> 1),引發不受控的、劇烈的裂變鍊反應,在極短時間内釋放出毀滅性的能量。
漢英詞典角度釋義:
- 裂變 (Fission): 一個重原子核分裂成兩個(偶爾更多)較輕原子核的過程,伴隨能量和中子釋放。
- 鍊反應 (Chain Reaction): 一種反應過程,其中一次反應産生的産物(此處指中子)能引發一次或多次同類反應,從而使反應能夠自我延續。
- 裂變鍊反應 (Fission Chain Reaction): 一種特定的鍊式核反應,其中可裂變原子核吸收中子後發生裂變,釋放的能量和中子(特别是中子)又能引發更多可裂變核的裂變,從而使裂變過程持續不斷地進行下去。該過程是核反應堆能量産生和核武器爆炸的基礎。
引用參考:
- 國際原子能機構 (IAEA) 術語庫:提供核科學與技術領域的标準術語定義,包括裂變和鍊式反應。 (來源:IAEA Nuclear Safety and Security Glossary)
- 美國核學會 (ANS) 線上資源:提供核能原理的詳細解釋,包括裂變鍊反應過程。 (來源:American Nuclear Society - Nuclear Science & Technology)
- 《英漢核科學技術詞典》:權威的專業詞典,提供準确的術語翻譯和定義。 (來源:相關專業詞典出版物)
- 世界核協會 (WNA) 信息庫:提供關于核反應堆工作原理的科普性解釋,涵蓋裂變鍊反應。 (來源:World Nuclear Association - How a Nuclear Reactor Works)
網絡擴展解釋
裂變鍊反應(又稱裂變鍊式反應)是指一種通過中子持續引發原子核裂變,并釋放能量及更多中子的自持性核反應過程。以下是詳細解釋:
1.定義與基本原理
裂變鍊反應的核心在于中子與重原子核(如鈾-235、钚-239)的相互作用。當一個中子轟擊重核時,核會分裂成兩個或多個較輕的原子核(裂變碎片),同時釋放大量能量和2-3個新中子。這些新中子若繼續引發其他重核裂變,反應便可持續進行,形成鍊式循環。
2.維持鍊反應的條件
- 臨界質量:需足夠多的核燃料(如鈾-235),确保中子不被過多吸收或逃逸。
- 中子減速劑:通過石墨、重水等材料将高能中子減速至熱中子(能量較低),以提高鈾-235的裂變概率。
- 控制棒:吸收過剩中子以調節反應速率,避免失控(如核電站中的镉棒)。
3.應用領域
- 核能發電:通過可控鍊反應釋放熱能,驅動渦輪發電。
- 核武器:利用不可控的快速鍊反應瞬間釋放巨大能量。
4.關鍵參數
- 增殖因子(k值):若k=1,反應穩定(如核電站);k>1則反應加速(如核爆);k<1反應逐漸停止。
5.與其他鍊反應的區别
普通化學鍊反應(如燃燒)依賴自由基傳遞能量,而裂變鍊反應以中子為媒介,釋放能量規模更大(如1克鈾-235完全裂變釋放能量約8×10¹⁰焦耳)。
總結來看,裂變鍊反應是通過中子循環實現能量持續釋放的核過程,其可控性決定了在能源與軍事領域的截然不同應用。
分類
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