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目录 1

第一章 核反应堆的核物理基础 1

1．中子与原子核的相互作用 1

1.1 中子 1

1 2　中子与原子核相互作用的机理 2

1.3　中子的散射 6

1.4　中子的吸收 7

1.5　核反应堆内中与子物质的作用 9

2．中子截面和核反应率 10

2.1　微观截面 11

2.2　宏观截面、平均自由程 12

2.3　核反应率、中子通量密度和平均截面 16

2.4　截面随中子能量的变化 20

2.5　核数据库 26

3．共振吸收 28

3.1 共振截面——单能级布勒特-魏格纳公式 29

3.2　多普勒效应 31

4．核裂变过程 34

4.1 裂变能量的释放、反应堆功率和中子通量密度的关系 34

4.2　裂变产物与裂变中子的发射 37

5．热中子能谱和热中子平均截面 41

5.1 热中子能谱和中子温度 41

5.2　热中子的平均截面 45

6．链式裂变反应 47

6.1 自续链式裂变反应和临界条件 47

6.2　热中子反应堆内的中子循环 51

参考文献 55

习题 56

第二章 单速中子扩散理论 58

1．单速中子扩散方程 59

1.1　斐克定律 60

1.2 单速扩散方程的建立 65

1.3　扩散方程的边界条件 68

1.4　斐克定律和扩散理论的适用范围 71

2．非增殖介质内中子扩散方程的解 72

3．扩散长度 80

4．反照率 84

5．扩散方程的积分形式 86

参考文献 89

习题 89

第三章 中子慢化和慢化能谱 94

1．中子的弹性散射过程 95

1.1 弹性散射时能量的变化 96

1.2　弹性散射中子能量的分布 99

1.3　对数能降和平均对数能降增量 100

1.4　平均散射角余弦 102

1.5　慢化剂的选择 103

1.6　弹性慢化时间 104

2．无限均匀介质内中子的慢化能谱 106

2.1 无限均匀介质内中子的慢化方程 106

2.2　在含氢介质内的慢化 109

2.3　在A＞1的无限介质内的慢化 112

3．均匀介质中的共振吸收 117

3.1　共振峰间距很大时的逃脱共振吸收几率 117

3.2　有效共振积分的近似计算 122

3.3　温度对共振吸收的影响 123

4．扩散-年龄近似 126

4.1　扩散年龄近似简介 126

4.2　中子年龄 128

5．分群扩散近似 132

习题 135

参考文献 135

第四章 均匀反应堆的临界理论 138

1．均匀裸堆的单群理论 139

1.1 均匀裸堆的单群扩散方程及其解 139

1.2　热中子反应堆的临界条件 143

1.3 各种几何形状的裸堆的几何曲率和中子通量密度分布 147

1.4　反应堆曲率和临界计算任务 153

1.5　单群理论的修正 155

2．有反射层反应堆的单群扩散理论 157

2.1　反射层的作用 157

2.2 一侧带有反射层的反应堆 158

2.3　反射层节省 166

2.4 中子通量密度分布不均匀系数和中子通量密度分布展平的概念 170

2.5 曲率迭代法 172

3．双群扩散理论 174

3.1 双群常数与双群方程 174

3.2　双群方程的解 177

3.3　双群临界方程及中子通量密度分布 181

4．多群扩散理论 188

5．年龄理论的临界条件 190

习题 192

参考文献 192

第五章　栅格的非均匀效应 199

1．栅格的非均匀效应概述 200

2．栅格的均匀化处理 202

2.1　栅格的均匀化 202

2.2　均匀化有效截面的计算 204

3．扩散理论的应用，不利因子和热中子利用系数 208

3.1 热中子不利因子和热中子利用系数概念 209

3.2　用扩散理论计算ζ及f 210

4．用碰撞几率方法计算ζ和f 214

4.1　碰撞几率 215

4.2　用A.B.H．方法计算ζ和f 221

5．快中子倍增效应 226

6．栅元有效共振积分 228

6.1　栅元有效共振积分的计算 229

6.2 有效共振积分的半经验公式 234

6.3 互屏效应及丹可夫修正因子 237

7．栅格几何参数的选择 239

参考文献 242

习题 243

1.1 核燃料中重同位素的燃耗方程 245

第六章 反应性随时间的变化 245

1．核燃料中重同位素成分随时间的变化 245

1.2　核燃料中重同位素燃耗方程的解 250

2．裂变产物中毒 253

2.1　氙-135中毒 255

2.2　钐-149中毒 270

2.3　其它裂变产物中毒 272

3．反应性随时间的变化与燃耗深度 274

3.1 反应性随时间的变化与堆芯寿期 274

3.2　燃耗深度 277

4．核燃料的转换与循环 279

4.1　转换与增殖 279

4.2 几种动力堆的燃料循环 286

5．核燃料管理 290

参考文献 296

习题 296

第七章 温度效应与反应性控制 300

1．反应性温度系数 301

1.1 反应性温度系数及其对核反应堆稳定性的影响 301

1.2　燃料温度系数 303

1.3　慢化剂温度系数 304

1.4　温度系数的计算 308

1.5 其它反应性系数 309

2．反应性控制的任务和方式………………………………（310））2.1 反应性控制中所用的几个物理量 310

2.2　反应性控制的任务 312

2.3　反应性控制的方式 313

3．控制棒控制 314

3.1 控制棒的作用和一般考虑 314

3.2 单根中心控制棒价值的计算 315

3.3 控制棒等效截面的计算 318

3.4　控制棒插入深度对控制棒价值和功率分布的影响 326

3.5　控制棒间的干涉效应 332

4．可燃毒物控制 335

5．化学补偿控制 340

参考文献 343

习题 344

第八章　核反应堆动力学 346

1．不考虑缓发中子的核反应堆动力学 347

2．考虑缓发中子的点堆动态方程 350

3．阶跃扰动时的点堆模型动态方程的解 353

4．反应堆周期 358

5．点堆动态方程的近似解法 364

5.1 单组缓发中子 364

5.2　常源近似 370

5.3　瞬跳近似 370

参考文献 373

习题 373

附录 375

附录1 国际单位制（SI） 375

附录2　物理常数 377

附录3　换算因子 378

附录4　元素与一些分子的截面和核参数 379

附录5　非1/υ因子 384

附录6　ψ（ζ,x）和x（ζ,x）的表 384

附录7　丹可夫因子 386

附录8　δ函数 386

附录9　指数积分函数 387

附录10　En（x）函数 388

附录11 误差函数erf（x） 388

附录12　贝塞尔函数 389