《核反应堆工程原理》求取 ⇩

第一章　绪论1

1.1　反应堆发展概况1

1.1.1　反应堆主要用途1

1.1.2　动力堆发展概况2

1.2　几种主要动力堆堆型3

1.2.1　燃料循环3

1.2.2　轻水堆3

1.2.3　重水堆4

1.2.4　气冷堆5

1.2.5　快中子增殖堆6

1.3　压水堆发展概况7

1.3.1　四代压水堆7

1.3.2　几个技术指标8

1.3.3　目前动向9

第二章　原子核物理基础10

2.1　原子核基本性质10

2.1.1　原子核的组成，质子与中子10

2.1.2　微观粒子的两重性与中子波长11

2.1.3　核半径与核子间的相互作用12

2.1.4　同位素13

2.2　核衰变14

2.2.1　衰变类型14

2.2.2　衰变规律16

2.3　结合能与原子核的稳定性18

2.3.1　实验事实18

2.3.2　比结合能曲线与结合能半经验公式19

2.3.3　核的稳定性和原子能20

2.4.1　一般讨论21

2.4 中子核反应21

2.4.2　微观截面23

2.4.3　宏观截面、反应率与中子通量24

2.4.4　复核模型26

2.4.5　截面的变化规律28

2.5 裂变反应31

2.5.1　裂变临界能31

2.5.2　裂变截面32

2.5.3　裂变产物35

2.5.4　裂变中子36

2.5.5　裂变释放的能量38

2.5.6　反应堆热功率39

2.5.7　衰变热39

2.6 中子源简单介绍40

2.6.1　（α,n）及（γ,n）中子源40

2.6.2　其他中子源41

2.7　辐射与物质的相互作用41

2.7.1　带电粒子的电离损失与射程41

2.7.2　α粒子与物质的相互作用42

2.7.3　β粒子与物质的相互作用44

2.7.4　γ射线与物质的相互作用44

第三章　压水堆本体结构49

3.1　压水堆动力装置49

3.1.1　装置的基本组成与总体布置49

3.1.2　一回路系统51

3.1.3　二回路系统57

3.1.4　核电站效率59

3.2.1　概述60

3.2　压水堆本体结构60

3.1.5　船用压水堆装置的某些特点60

3.2.2　堆芯63

3.2.3　堆内构件64

3.2.4　压力壳66

3.2.5　冷却剂流程67

3.3　核燃料与结构材料68

3.3.1　核燃料68

3.3.2　包壳和结构材料71

3.4.1　燃料元件75

3.4　堆芯构件75

3.4.2　17×17排列的燃料组件77

3.4.3　控制棒组件81

3.4.4　堆芯其它构件83

3.5　控制棒驱动机构84

3.5.1　概述84

3.5.2　磁力提升式驱动机构84

3.5.3　动作原理86

4.1.1　链式反应与中子循环88

4.1　链式反应与反应堆临界概念88

第四章 中子的扩散、慢化与反应堆临界理论88

4.1.2　四因子公式与临界概念90

4.2　单速中子的扩散92

4.2.1　单速中子扩散模型92

4.2.2　中子流密度矢量与斐克定律93

4.2.3　连续性方程97

4.2.4　扩散方程及其边界条件98

4.2.5　点源扩散问题100

4.2.6　扩散长度的统计意义101

4.3 中子的慢化102

4.3.1　物理机制102

4.3.2　弹性碰撞理论103

4.3.3 中子慢化中的碰撞次数与慢化剂105

4.4　群扩散方法107

4.4.1　群扩散方程107

4.4.2　中子慢化扩散的二群计算与中子年龄109

4.4.3 热中子与麦克斯韦分布律111

4.5.1　一群扩散方程与均匀平板裸堆114

4.5　均匀裸堆的临界计算114

4.5.2　有限圆柱形均匀裸堆的一群计算117

4.5.3　一群临界方程与临界尺寸120

4.5.4　其他几何形状的均匀裸堆与通量不均匀因子123

4.5.5　二群临界方程与徙动长度124

4.6　有反射层的均匀堆127

4.6.1　有反射层平板堆的一群临界方程127

4.6.2　反射层节省130

4.6.3　反射层对中子通量分布的影响131

4.7.1　通量分布132

4.7　非均匀反应堆132

4.7.2　非均匀堆的四因子参数134

第五章　反应堆动态物理——反应性的变化与控制136

5.1　温度效应136

5.1.1　温度效应及其意义136

5.1.2　温度系数分类及其数量级138

5.1.3　多普勒效应139

5.1.4　均匀堆的慢化剂温度系数141

5.1.5　压水堆的慢化剂温度系数143

5.1.6　功率系数、流量系数与空泡系数144

5.2.1　概述145

5.2　中毒效应 ..145

5.2.2　毒物的毒性146

5.2.3　135Xe的物理过程及其动力学方程146

5.2.4　平衡氙中毒147

5.2.5　瞬时开堆下的氙毒148

5.2.6 碘坑与氙振荡149

5.2.7　结渣（149Sm）的毒性效应151

5.3.1　物理过程154

5.3　反应堆燃耗154

5.3.2　燃耗的动力学方程155

5.3.3剩余反应性与反应堆寿期的概念156

5.3.4　无限大热堆的燃耗计算156

5.3.5　有限大热堆的燃耗计算159

5.3.6　燃耗深度与反应性燃耗系数160

5.3.7　功率展平与燃料管理161

5.4　反应性控制162

5.4.1　后备反应性分配162

5.4.2　反应性控制的基本原理与方法163

5.5　控制棒164

5.5.1　控制棒设计与材料特性164

5.5.2　中心单棒的价值166

5.5.3　偏心棒价值与相干效应169

5.5.4　棒环总价值与相干效应的进一步讨论170

5.5.5　积分价值与微分价值171

5.5.6　最佳提棒程序问题173

5.6　化学控制剂与可燃毒物管173

5.6.1　化学控制剂——载硼运行173

5.6.2　可燃毒物管175

第六章　反应堆中子动力学176

6.1　中子动力学基础176

6.1.1　不考虑缓发中子时的中子动力学176

6.1.2　反应堆周期179

6.1.3　缓发中子效应的初步讨论180

6.2　点堆模型基本方程181

6.2.1　基本方程181

6.2.2　方程的导出与讨论182

6.3.1　有外加中子源时的稳定态与临界问题186

6.3　反应性为常数与小阶跃变化时的问题186

6.3.2　反应性小阶跃变化时的中子密度响应（单组缓发中子）187

6.3.3　反应性小阶跃变化时的中子密度响应（多组缓发中子）192

6.3.4　瞬时跃变近似195

6.3.5　瞬发临界197

6.4　反应性等速率变化时的问题198

6.4.1　无限慢提棒与下限周期198

6.4.2　反应性常速率变化时的中子水平199

6.4.3　反应性常速率变化时的中子水平的解析表达式与反应堆周期201

6.4.4 临界时的中子水平与周期204

6.5　有温度反馈时的反应堆功率突变响应205

6.5.1　输入大阶跃反应性时的诺德黑姆－福赫斯模型205

6.5.2　输入小阶跃反应性时的瞬时跃变模型211

第七章　反应堆热工214

7.1　堆内释热214

7.1.1　燃料内的释热214

7.1.2　堆内宏观功率分布216

7.1.3　燃料棒与堆内的释热计算216

7.1.4　结构材料、慢化剂及压力壳内的释热218

7.1.5 停堆后的释热及其冷却219

7.2　堆内传热222

7.2.1　热量从反应堆中输出的过程222

7.2.2　热传导方程223

7.2.3　对流放热系数的计算225

7.2.4　影响对流放热系数的某些因素228

7.2.5　冷却剂及其排热性能230

7.3.2　板状元件的传热计算及元件横截面上的温度分布232

7.3.1　假设条件232

7.3　燃料元件的传热及元件横截面上的温度分布232

7.3.3　棒状元件的传热计算及横截面上的温度分布236

7.3.4　积分热导率239

7.4　燃料元件及冷却剂的轴向温度分布240

7.4.1　基本假设240

7.4.2　轴向温度分布241

7.4.3　燃料元件内的最高温度及其位置243

7.5　冷却剂的沸腾放热246

7.5.1　概述246

7.5.2　沸腾工况247

7.5.3　泡核沸腾放热248

7.5.4 沸腾危机与临界热通量250

7.6　堆内冷却剂的流动与压降253

7.6.1　引言253

7.6.2　机械能守恒方程253

7.6.3　单相流的压降255

7.6.4　两相流的基本概念259

7.6.5　两相流的压降264

7.7.1　引言268

7.7　堆芯热工设计268

7.7.2　堆的热工设计参数269

7.7.3　实际反应堆内功率分布的非均匀性问题270

7.7.4　堆芯热工设计准则277

7.7.5　压水堆稳态热工设计步骤280

第八章　反应堆及其动力装置的功率控制283

8.1　反应堆功率控制的基本概念283

8.1.1　反应堆的功率控制过程283

8.1.2　几个基本概念284

8.2.1　反应堆中的各种反馈286

8.2　无外控时的反应堆动力装置动态特性286

8.2.2　压水堆及其动力装置的热动力学数学模型288

8.2.3　压水堆动力装置的自稳性291

8.2.4　压水堆动力装置的自调性296

8.2.5　自稳性与自调性的实例298

8.3　反应堆动力装置的功率自动控制系统299

8.3.1　反应堆动力装置的稳态运行方案299

8.3.2　功率自控系统的功能、设计与组成302

8.3.3　Tw不变的功率自控系统303

8.4.1　对反应性扰动的响应306

8.3.4　 pn不变的功率自控系统306

8.4　外控系统投入后反应堆动力装置的过渡过程306

8.4.2　对负荷扰动的响应307

第九章　核辐射探测、反应堆核测与安全保护系统310

9.1　核辐射探测310

9.1.1　气体的电离310

9.1.2　各种电离室312

9.1.3　正比计数器313

9.1.4　盖革-弥勒（G-M）计数管314

9.1.5　半导体探测器、闪烁计数器及核乳胶胶片等315

9.1.6　自给能探测器316

9.2　反应堆的核测量系统317

9.2.1　反应堆的功率测量方法317

9.2.2　中子通量的测量量程318

9.2.3　核测量系统319

9.3　反应堆的安全保护系统320

9.3.1　设计原则、作用与要求320

9.3.3　逻辑元件简介321

9.3.2　组成321

9.3.4　几个安全保护系统322

9.3.5　快速停堆落棒的时间延迟324

第十章　辐射防护与屏蔽325

10.1　辐射量及其单位325

10.1.1　放射性活度与居里325

10.1.2　照射量、照射率与伦琴326

10.1.3　吸收剂量与拉德327

10.1.4　剂量当量与雷姆327

10.1.5　国际单位制328

10.2　辐射对人体的损伤329

10.2.1　躯体效应330

10.2.2　遗传效应332

10.3　辐射防护标准与防护原则332

10.3.1　防护标准简史332

10.3.2　我国的标准333

10.3.3　辐射防护的基本原则335

10.4.1　放射生物学方面的考虑337

10.4　国际放射防护委员会（ICRP）关于辐射防护标准的新建议337

10.4.2　基本极限338

10.4.3　各种防护标准340

10.5　反应堆及其一回路系统的辐射源341

10.5.1　反应堆的中子341

10.5.2　反应堆的γ辐射341

10.5.3　反应堆停闭后的放射性活度343

10.5.4　主回路等系统中的放射性，反应堆系统的放射性气体与气溶胶343

10.6　γ射线的屏蔽345

10.6.1　积累因子的概念345

10.6.2　点源屏蔽的积累因子348

10.6.3　无限大均匀面源的屏蔽349

10.6.4　其它几何源的屏蔽352

10.6.5　γ射线屏蔽材料与多层屏蔽354

10.7　中子的屏蔽355

10.7.1 概述355

10.7.2　快中子分出理论355

10.7.3　点源核函数356

10.7.4　盘状裂变中子源357

10.7.5　两个简单例子359

10.8　反应堆及其装置的屏蔽360

10.8.1　屏蔽设计概述360

10.8.2　电站压水堆的屏蔽362

10.8.3　船用堆的屏蔽362

10.9　辐射监测系统363

10.9.1　辐射安全监测363

10.9.2　工艺辐射监测364

11.1　反应堆启动366

11.1.1　冷启动366

第十一章　反应堆运行366

11.1.2　典型启动过程的通量与周期368

11.1.3　热启动371

11.2　功率运行与停堆372

11.2.1　功率运行372

11.2.2　停堆374

11.3　典型事故374

11.3.1　事故分类374

11.3.2　启动和连续提棒事故375

11.3.3　失水事故376

11.3.4　主循环泵断电事故377

11.3.5　冷水事故378

附录380

附录Ⅰ 基本物理常数380

附录Ⅱ　单位换算表381

附录Ⅲ　贝塞尔函数382

附录Ⅳ　一些核素的热截面（对0.0253电子伏或2200米／秒的中子）383

附录Ⅴ　一些物质的热物性384

参考文献387