Cтраница 3
В случае, когда давление pi является функцией только Zic / Vi ( однородный газ свободных электронов в ячейке) второй член в ( 124) зануляется и уравнения для / совпадают с уравнениями для одной компоненты. Без ее учета вычисление параметров плазмы не будет термодинамически согласованным. Эта ситуация реализуется при учете зависимости статвеса от плотности плазмы. Вариант связи б) удобен для обобщения на неравновесный случай НЕЛТР. [31]
![]() |
Линии постоянного отношения рх / рт для Fe по модели ТФ. [32] |
Рассмотрим теперь условия наилучшего выбора параметров в слетеровских МСИ. Такими параметрами являются: функциональная зависимость эффективного статвеса от плотности, внешняя экранировка связанных состояний, число учитываемых уровней и другие параметры. Здесь имеется известная неопределенность: какие величины следует описывать наилучшим образом - термодинамические или кинетические. [33]
Выражение ( 29) является кубическим полиномом по числам заполнения. Поскольку ТФП является теорией основного состояния, то функционал ( 25) надо проварьировать и по qn при заданном числе связанных электронов. Можно показать, что с учетом ограничения максимального числа электронов на оболочке статвесом оболочки ( gn 2n2), абсолютный минимум функционала ( 25) реализуется при заполнении нижних состояний. [34]
Хотя наши вычисления носили, скорее, качественный характер, конечная формула (3.7) - точная в том смысле, что в классической теории ничего более точного получить нельзя. Связано это с тем, что в классической теории, как было отмечено в § 1.3, буквальное представление о числе микросостояний, одной ли частицы или всего газа в целом, не имеет смысла. Можно говорить только о какой-то величине типа объема множества микросостояний, которой должен быть пропорционален статвес. Поэтому в выражении для энтропии здесь неизбежно появляется неизвестная константа, вычислить которую, в принципе, невозможно. Это и приводит к тому, что наше неумение точно вычислить величину д по формуле (3.4) оказывается запрятанным в константе формулы (3.7) и никак себя не проявляет. [35]
При выборе поглотителей должны учитываться одновременно наиболее важные параметры, характеризующие и работу реактора, и свойства самого поглотителя. Что касается присадок, то здесь необходимо учитывать сечение поглощения как функцию энергии нейтронов, статвес каждого изотопа присадки в поглощении нейтронов, физические свойства ( плотность, температуру плавления, теплопроводность и т.п.) и, безусловно, стоимость. Эти факторы могут сильно повлиять на конечную стоимость топливного цикла. До настоящего времени в качестве выгорающих присадок, интегрированных в топливо, активно использовались две: гадолиний - для BWR и PWR реакторов; эрбий - для реакторов PWR и РБМК. [36]
Ясно, что при ответе на этот вопрос возможен некоторый произвол. Это число С является важной характеристикой макроскопического состояния и называется его статистическим весом или, короче, статвесом. [37]
Рассматриваемая модель является альтернативой модели макроскопической капли; в ней предполагается, что число связей между атомами минимально. Показано, что при достаточно высоких температурах такая структура, представляющая собой систему самопроизвольно возникающих цепей атомов ( виртуальных цепей), имеет большой статвес. Поэтому она реализуется с большей вероятностью, чем компактная структура, подобная жидкой капле, с большой энергией связи, но малым статвесом. Аналитические оценки параметров перехода от компактной к газоподобной структуре, проведенные для короткодействующего потенциала межатомного взаимодействия, подтверждаются результатами численного моделирования кластеров методом молекулярной динамики, в которых исследованы их энергетические и структурные характеристики. Переход от компактной к газоподобной структуре имеет место для кластеров, содержащих менее 10 атомов, в температурном интервале вблизи 0 4 глубины потенциала межатомного взаимодействия. Записаны интерполяционные формулы для термодинамических функций кластера между предельными случаями малого ( газоподобного) и большого ( компактного) кластера. [38]
В § 7.4 мы увидим, что это требование полностью определяет величину статвеса. Вместо этого, используя самые простые соображения, мы покажем в оставшихся параграфах данной главы, как связан с другими макроскопическими характеристиками статвес равновесного состояния простейших макроскопических объектов. [39]
Во-вторых, воаникает ограничение эффективно преобразуемого спектрального диапазона. Однако соотношение сравнительной важности ( статвесов) указанных обстоятельств здесь обратное, нежели в схеме касательного синхронизма. Поскольку изменение длины волны ИК-излучения в схеме КВС, в отличие от схемы касательного синхронизма, приводит не к выводу из условий синхронизма, а просто к - некоторому изменению углов синхронизма ос, р, f то в итоге обрезающее спектр действие схемы КВС значительно менее существенно. [40]
В работе ( Blenski, Ci-chocki, 1990) приведены расчеты сечений фотопоглощения в горячей неидеальной плазме на основе ячеечной КМСИ в приближении ТФ. В последнем случае силы осцилляторов уменьшались пропорционально статвесу конечного состояния dd - перехода. [41]
И в действительности ее существование было обнаружено сначала на чисто макроскопическом пути, при анализе вопроса о том, какую максимальную работу можно получить от тепловых машин. Этот анализ проделал впервые Карно, а завершил через тридцать лет Клаузиус. Микроскопический смысл энтропии был раскрыт Больцманом, и формула, связывающая ее величину с логарифмом статвеса, высечена на его надгробном камне. [42]
В сущности, это происходит по той же причине, по которой энергия равномерно распределяется между одинаковыми подсистемами. Поскольку проекции импульса частиц и их координаты могут меняться независимо друг от друга, соответствующие вклады в энергию тоже меняются независимо и их просто невозможно отличить от вкладов подсистем. Как следствие статвес системы имеет вид произведения множителей, каждый из которых относится к одному из таких вкладов. И, поскольку каждый из этих множителей оказывается одинаковой функцией соответствующей средней энергии, требование максимальности статвеса влечет за собой равенство этих последних. [43]
Поясним причину возникновения описанной структуры. В выражение для статсуммы кластера входит фактор exp ( - Ug / kBT), где Ug - потенциальная энергия кластера, kB - постоянная Больц-мана, Т - температура. При низких температурах экспоненциальный фактор весьма резко зависит от конфигурации атомов, возбуждения маловероятны, и кластер находится в состоянии с Ug, близкой к потенциальной энергии основного состояния и статистическим весом порядка единицы. При увеличении температуры различие в вероятностях реализаций тех или иных конфигураций уменьшается. Таким образом, вследствие конкуренции между состояниями с большой энергией связи, но малым статвесом и состояниями с малой энергией связи и большим статвесом, при повышении температуры в кластере происходит переход от компактной к газоподобной структуре. Для этого разность энергий компактного и газоподобного состояний должна быть не слишком велика, что возможно лишь для кластеров с g 10, поскольку вследствие конечного размера число связей на атом в них существенно меньше, чем в сплошной жидкости. Рассматривая структурный переход, необходимо также предположить, что его температура ниже максимальной, при которой еще возможно существование кластеров. Данное явление аналогично переходу от слабоионизованной к полностью ионизованной плазме: благодаря большой величине статсуммы свободного электрона переход происходит при температурах заметно ниже потенциала ионизации атома. [44]
Поясним причину возникновения описанной структуры. В выражение для статсуммы кластера входит фактор exp ( - Ug / kBT), где Ug - потенциальная энергия кластера, kB - постоянная Больц-мана, Т - температура. При низких температурах экспоненциальный фактор весьма резко зависит от конфигурации атомов, возбуждения маловероятны, и кластер находится в состоянии с Ug, близкой к потенциальной энергии основного состояния и статистическим весом порядка единицы. При увеличении температуры различие в вероятностях реализаций тех или иных конфигураций уменьшается. Таким образом, вследствие конкуренции между состояниями с большой энергией связи, но малым статвесом и состояниями с малой энергией связи и большим статвесом, при повышении температуры в кластере происходит переход от компактной к газоподобной структуре. Для этого разность энергий компактного и газоподобного состояний должна быть не слишком велика, что возможно лишь для кластеров с g 10, поскольку вследствие конечного размера число связей на атом в них существенно меньше, чем в сплошной жидкости. Рассматривая структурный переход, необходимо также предположить, что его температура ниже максимальной, при которой еще возможно существование кластеров. Данное явление аналогично переходу от слабоионизованной к полностью ионизованной плазме: благодаря большой величине статсуммы свободного электрона переход происходит при температурах заметно ниже потенциала ионизации атома. [45]