臨界體積英文解釋翻譯、臨界體積的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 critical volume
【化】 critical volume
分詞翻譯:
臨的英語翻譯:
arrive; be about to; copy; face; just before
【經】 before
界的英語翻譯:
bound; boundary; circles; extent; kingdom; republic; section
【醫】 kingdom; sphere; term
體積的英語翻譯:
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【醫】 volume
【經】 cubic measure; volume
專業解析
臨界體積(Critical Volume)是核物理與核工程領域的關鍵概念,指在特定條件下,維持自持鍊式反應所需的裂變材料(如鈾-235、钚-239)的最小幾何體積。其核心意義在于:當裂變材料的體積等于或大于臨界體積時,中子産生率等于或大于損失率,鍊式反應可持續進行;反之則反應停止。
核心要素解析:
-
物理本質
臨界體積取決于中子增殖因數(k-eff):
- 當 ( k_{text{eff}} = 1 ) 時,系統處于臨界狀态,對應臨界體積;
- ( k{text{eff}} > 1 ) 為超臨界,( k{text{eff}} < 1 ) 為次臨界。
其數學關系由材料密度、幾何形狀(如球形最小)和中子能譜共同決定,例如球形裝置的臨界體積 ( V_c ) 可近似為:
$$
V_c propto frac{1}{rho cdot
u sigma_f}
$$
其中 ( rho ) 為材料密度,(
u ) 為中子産生數,( sigma_f ) 為裂變截面。
-
影響因素
- 材料純度:高濃縮鈾的臨界體積顯著小于天然鈾;
- 反射層:中子反射材料(如铍、石墨)可減少中子洩漏,使臨界體積縮小30%-50%;
- 慢化劑:水或重水慢化中子後,可能增大或減小臨界體積(依賴能譜優化);
- 幾何構型:球形具有最小臨界體積,平闆或圓柱構型需更大體積。
-
工程應用
- 核反應堆設計:通過控制燃料棒排列間距和慢化劑比例,使堆芯在運行中維持臨界;
- 核安全臨界控制:核燃料儲存需分隔為次臨界單元,例如鈾溶液儲罐的直徑限制基于臨界體積計算(國際原子能機構,安全标準GSG-8)。
權威參考來源:
- 核工程教材:John R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, 4th Ed. (2017),第5章詳細推導臨界體積與中子擴散方程的關系。
- 國際标準:IAEA Nuclear Safety Standards(鍊接)定義臨界安全參數。
- 學術綜述:OECD報告 Criticality Safety in the Handling of Fissile Material(鍊接)分析不同場景下的臨界體積阈值。
- 國家标準:中國《核臨界安全術語》(GB/T 4960-2020)明确臨界體積的技術定義。
注:以上鍊接為相關機構官網公開文檔,内容持續更新,建議訪問時核實最新版本。
網絡擴展解釋
臨界體積是一個在不同學科中有不同含義的術語,以下是其核心解釋及應用領域的綜合分析:
一、物理化學中的臨界體積
-
定義
指物質處于臨界狀态(氣液兩相平衡極限)時的體積。通常以單位質量的體積(比體積)表示,是一定質量液體所能占有的最大體積。
- 臨界點參數:與臨界溫度、臨界壓力共同構成物質臨界狀态的三個關鍵參數,此時氣液界面消失。
- 計算示例:1mol氣體在臨界溫度和壓力下的體積即臨界體積。
-
特點
- 不同物質的臨界比容差異顯著,如氧為2.33cm³/g,氨為4.25cm³/g。
- 超過臨界溫度時,無論壓力多大都無法液化。
二、核物理中的臨界體積
-
定義
指維持核裂變鍊式反應所需的最小核燃料或反應堆體積,又稱“中肯體積”。
- 中子增殖系數:關鍵指标(k≥1),表示新一代中子數與上一代中子數的比值。
- 與臨界質量的關系:臨界體積需結合燃料純度、結構設計(如中子反射層)等因素計算,與臨界質量共同決定鍊式反應是否持續。
-
實際應用
- 核反應堆設計:必須精确計算臨界體積以确保安全運行(k=1)。
- 核武器原理:原子彈需通過組合超臨界體積的鈾/钚引發爆炸。
三、總結
臨界體積的含義需結合具體領域:
- 熱力學領域:描述物質相變極限狀态;
- 核能領域:涉及鍊式反應的最小物理空間需求。
實際應用中,需綜合考慮材料性質、環境條件及工程結構設計(如提到的反射層)。
分類
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