核材料物理基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:潘金生

出品人:

页数:293

译者:

出版时间:2007-9

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787122004550

丛书系列:

图书标签:

• 核物理
• 核材料
• 材料科学
• 物理学
• 放射性
• 中子物理
• 反应堆物理
• 核工程
• 同位素
• 核能

宇宙的织锦：从量子泡沫到星系演化 一、 物质的起源与基本结构 本书将带领读者穿越时空，探索宇宙中最微小和最宏大的存在。我们从普朗克尺度下的时空量子涨落入手，探讨宇宙大爆炸初期“量子泡沫”的形态，以及这些微小的扰动如何成为后来宇宙结构的种子。 随后，我们将深入研究标准模型——我们目前对基本粒子及其相互作用最精确的描述。这不是枯燥的公式堆砌，而是一场关于力的本质和物质构成的探险。我们将详细解析夸克、轻子以及传递电磁力、弱核力和强核力的玻色子。重点将放在强核力如何在质子和中子的内部建立起坚固的束缚，以及这种“禁闭”现象背后的物理机制。 二、 原子与分子：生命化学的基石 在理解了基本粒子后，我们将目光投向原子——化学世界的基石。本书将详细阐述玻尔模型到薛定谔方程的演进，解释量子力学如何成功描述电子的能级和轨道形状。我们不仅会探讨氢原子能级的精确计算，还会扩展到多电子原子的光谱分析和电子排布规律，揭示元素周期表的内在逻辑。 随后的章节专注于分子形成的过程。通过深入分析化学键的类型——离子键、共价键、金属键以及范德华力——我们将解析分子如何自发形成稳定的结构。特别地，我们会用量子化学的视角审视共振理论和分子轨道理论，解释有机分子（如DNA、蛋白质）复杂三维结构得以稳定的根本原因。读者将理解，看似随机的生物化学反应，实则遵循着精确的量子力学原理。 三、 凝聚态物理：固体的宏伟秩序 宏观物质的许多奇特性质，都源于其内部原子的有序排列。本篇将聚焦于凝聚态物理，探讨晶体结构、晶格振动以及电子在周期势场中的行为。 我们将从布拉格衍射实验入手，建立起晶体结构分析的理论框架。随后，进入固体的电子理论部分。介绍能带理论的建立过程，解释导体、半导体和绝缘体之间本质的区别——即费米能级的相对位置。我们将详细分析半导体的掺杂机制，及其在现代电子器件中的关键作用。 此外，本书将探讨超导现象。从BCS理论的诞生，到库珀对的形成，以及零电阻和迈斯纳效应的微观解释，读者将领略到在极低温下物质展现出的集体量子行为的魔力。我们也考察磁性材料，区分顺磁性、抗磁性、铁磁性和反铁磁性，理解其背后自旋排列的物理起源。 四、 从混沌到有序：非线性动力学与耗散系统 物理学的描述不应局限于线性系统。本部分将把视角转向复杂系统的行为，探索如何从看似随机的现象中识别出潜在的规律。 我们将引入非线性动力学的核心概念，如相空间、吸引子（包括奇异吸引子）和分岔理论。通过洛伦兹吸引子等经典案例，阐释混沌的数学本质——对初始条件的极端敏感性（蝴蝶效应）。 接着，我们将讨论耗散系统和自组织现象。在远离热力学平衡的开放系统中，能量和物质的不断交换如何导致系统自发地形成复杂的、具有一定稳定性的结构（如贝纳尔对流）。这为理解生物体的形成和复杂模式的出现提供了重要的理论工具。 五、 天体物理学与宇宙学：超越地球的尺度 我们将攀升到宇宙的最高尺度，探索恒星的生与死，以及整个时空的演化。 从恒星形成的分子云坍缩开始，我们将详细分析恒星内部的核聚变反应链（质子-质子链和CNO循环），解释恒星如何通过平衡辐射压和引力而保持稳定。随后，我们将追随恒星演化的不同路径，探讨白矮星的电子简并压力、中子星的极端密度，以及黑洞的形成与事件视界。 最后，本书将概述现代宇宙学的主要支柱。从哈勃膨胀定律到宇宙微波背景辐射（CMB），我们将建立起大爆炸模型的观测证据。理论部分将聚焦于弗里德曼方程，探讨宇宙的几何形状、暗物质和暗能量的角色，并展望未来宇宙的可能命运。读者将对我们身处的时空结构及其演化历史获得一个全面而深刻的认识。 总结 本书力求构建一个跨越十几个数量级的物理学全景图，从最微小的量子场论到最宏大的宇宙结构，展示自然界在不同尺度上统一而又多样的规律。它旨在培养读者一种跨越学科边界的思维模式，理解物质、能量、结构和时间这四大要素如何交织成我们所见的宇宙织锦。

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坦白讲，这本书的理论深度是相当可观的，但它的排版和图示处理却展现出一种罕见的清晰度，这对于一本涉及大量微观尺度的物理书籍来说，至关重要。很多插图不再是简单的示意图，而是直接引用了高分辨透射电镜（HRTEM）拍摄的真实图像，配合上作者精心绘制的电子云密度图和能带结构示意图。这些视觉辅助材料极大地降低了理解复杂概念的门槛。例如，在阐述“核辐射诱导的相变”时，书中不是简单地说“辐照导致了新相的出现”，而是通过对比辐照前后晶格常数的变化曲线，直观地展示了晶格畸变的程度，并配以详细的相图分析。这种对细节的关注，让这本书摆脱了传统教材的枯燥感，更像是一本结合了前沿研究成果的专业参考手册，但同时又保持了足够的教学亲和力。阅读时，我常常需要停下来仔细研究那些图表，每一次驻足都能带来新的领悟。

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这本《核材料物理基础》的书拿到手的时候，我还在琢磨它到底能给我带来多少干货。毕竟这个领域听起来就挺硬核的，很多教材都是堆砌公式和晦涩的理论，读起来让人昏昏欲睡。但说实话，这本书的开篇就给我一种不一样的感觉。它没有一上来就抛出一大堆量子力学的基本假设，而是从材料的微观结构和宏观性质之间的联系入手，用非常直观的方式解释了为什么某些材料在核反应堆里表现得如此稳定，而另一些却会迅速退化。比如，它深入浅出地讲解了辐照损伤机制，那些原子级别的空位、间隙原子是如何聚集形成位错环和气泡的，这个过程的描述非常生动，让人仿佛能“看”到材料内部发生的剧变。作者在阐述这些复杂现象时，总是能找到一个恰当的比喻或者一个现实中的工程案例来支撑理论，使得原本抽象的概念变得触手可及。对于我这种不是科班出身，但对核能技术有浓厚兴趣的读者来说，这种讲解方式简直是福音，它成功地搭建起了一座连接纯理论与工程实践的桥梁，让“基础”二字不再是高不可攀的代名词。

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我特别欣赏这本书在处理不同类型核材料时的那种细致入微的比较分析。很多教材会把锆合金、不锈钢、石墨这些材料放在不同的章节各自为政，但这本书却采取了一种横向对比的视角。它会并列展示锆合金在高温水环境下的腐蚀机理和奥氏体不锈钢在高能中子辐照下的晶界析出问题，然后深入挖掘导致这些差异的根本物理原因——比如晶格缺陷的迁移率差异、不同材料对快中子的散射截面不同等等。这种比较性的叙述，极大地提升了我对材料选择的战略性认识。阅读过程中，我能清晰地感受到作者在挑选案例时的匠心，他没有选择那些过于理想化的模型，而是聚焦于真实反应堆环境中材料所面临的极端条件，比如高剂量率、高热流密度下的蠕变和脆化现象。读完这部分，我不再是简单地记住“锆材用于堆芯”，而是理解了为何在特定的压力和温度窗口下，锆合金的优越性是无可替代的，这才是真正的“基础知识”的升华。

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最让我感到惊喜的是，作者并没有将“基础”等同于“过时”。书中用了相当大的篇幅来讨论未来反应堆材料面临的挑战，特别是对于先进反应堆，比如快堆和熔盐堆中的新型结构材料和慢化剂材料的研究进展。他没有回避目前科学界仍在争论的难题，例如关于高温气冷堆（HTGR）中碳化硅包壳的抗辐照蠕变机制，以及液态盐对传统结构材料的腐蚀兼容性问题。通过对这些前沿问题的梳理，这本书提供了一个极具前瞻性的视角，它不仅教会了我如何理解现有技术背后的物理原理，更重要的是，它指引了我思考未来核能可持续发展需要克服的材料科学瓶颈。这让这本书的价值远远超出了单纯的理论学习工具，它成了一份激发研究兴趣和指明发展方向的路线图，非常适合那些希望在核材料领域深耕的年轻学者和工程师。

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这本书的结构安排，可以说是非常符合认知规律的。它并不是机械地按照“原子结构-晶体学-热力学-动力学”的传统理工科套路来走的。我发现作者非常巧妙地将“燃料性能的演化”这条主线贯穿始终。从燃料芯块的制备工艺，到它在反应堆内发生裂变、产生气体的过程，再到乏燃料后处理阶段的辐照稳定性，整个生命周期的物理化学变化都被整合在了统一的物理框架下进行讨论。特别是关于核燃料的溶胀和热导率衰减这一块，作者没有停留在定性的描述上，而是引入了精确的瞬态热分析模型，通过引入温度梯度对裂变产物扩散速率的影响，解释了为什么燃料棒会像吹气球一样膨胀。这种以“功能”驱动“结构理解”的叙事方式，使得阅读体验非常连贯，每读一章，都像是为理解整个核反应堆系统添上了一块关键的拼图，而不是孤立地啃下一块知识点。

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