聚变中子学PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 聚变中子的产生 1

1.2 聚变反应装置 3

1.2.1 磁约束聚变装置 3

1.2.2 惯性约束聚变装置 7

1.2.3 其他聚变途径 8

1.3 聚变能发展技术路线 9

1.4 聚变中子学研究概述 11

1.4.1 聚变中子学特点 11

1.4.2 研究内容 12

参考文献 14

上篇 聚变中子学理论与方法 19

第2章 聚变中子输运理论与计算方法 19

2.1 中子与物质相互作用 19

2.2 中子输运理论基础 21

2.2.1 中子输运方程 22

2.2.2 固定源与本征值问题 25

2.3 中子输运计算方法 26

2.3.1 蒙特卡罗方法 27

2.3.2 确定论方法 40

2.4 中子输运计算程序 48

2.4.1 蒙特卡罗程序 48

2.4.2 确定论程序 51

参考文献 51

第3章 聚变中子引发的嬗变与活化 54

3.1 嬗变与活化物理基础 54

3.2 嬗变与活化计算方法 57

3.2.1 解析方法 57

3.2.2 数值方法 58

3.3 嬗变特征量 64

3.3.1 燃料增殖 64

3.3.2 核燃料消耗 65

3.3.3 核废物嬗变 66

3.4 活化特征量 69

3.5 嬗变与活化计算程序 70

参考文献 72

第4章 聚变中子辐照材料损伤 74

4.1 中子辐照损伤的基本原理 74

4.2 中子辐照离位损伤 75

4.2.1 初级碰撞 76

4.2.2 级联碰撞 77

4.2.3 离位损伤计算方法 77

4.3 中子辐照对材料微观结构和性能的影响 79

4.3.1 辐照对材料微观结构的影响 79

4.3.2 辐照对材料性能的影响 82

4.4 聚变中子辐照材料损伤的研究方法 87

4.4.1 中子辐照损伤实验研究方法 87

4.4.2 中子辐照损伤计算模拟方法 88

参考文献 92

第5章 辐射剂量与生物安全 93

5.1 辐射防护原则和要求 93

5.2 放射性源项与核素迁移 95

5.2.1 放射性源项 95

5.2.2 放射性核素在聚变系统内的迁移 96

5.2.3 放射性核素在环境中的迁移 97

5.3 辐射剂量计算 101

5.3.1 辐射剂量学物理量 102

5.3.2 外照射剂量计算 105

5.3.3 内照射剂量计算 109

5.4 辐射生物学效应 112

5.4.1 辐射生物学损伤原理 112

5.4.2 氚生物学效应 113

5.4.3 中子生物学效应 115

参考文献 118

第6章 聚变核数据库 120

6.1 核数据库简介 120

6.1.1 实验核数据库 120

6.1.2 评价核数据库 121

6.1.3 应用核数据库 121

6.2 输运核数据库 122

6.2.1 输运核数据库制作方法 122

6.2.2 输运核数据库简介 131

6.3 嬗变与活化核数据库 132

6.3.1 活化反应截面数据库 132

6.3.2 衰变数据库 135

6.3.3 裂变产额数据库 135

6.4 辐照损伤核数据库 136

6.4.1 辐照损伤核数据库制作方法 136

6.4.2 辐照损伤核数据库简介 139

参考文献 140

第7章 中子学综合模拟与虚拟仿真 142

7.1 综合模拟系统架构 142

7.1.1 综合模拟主要内容 142

7.1.2 综合模拟难点问题 143

7.1.3 典型综合模拟系统架构 145

7.2 全空间精准建模 146

7.2.1 构造实体建模 146

7.2.2 面片建模 151

7.2.3 网格建模 153

7.2.4 体素建模 153

7.3 中子学全过程与多物理耦合计算 155

7.3.1 蒙特卡罗与确定论耦合输运计算 155

7.3.2 中子学全过程耦合计算 158

7.3.3 中子学多物理耦合计算 159

7.4 多维可视化分析与虚拟仿真 161

7.4.1 多维可视化分析 161

7.4.2 虚拟仿真 164

7.5 中子学综合模拟系统简介 166

7.5.1 SuperMC 167

7.5.2 ISPC 169

参考文献 170

中篇 聚变中子学设计原理 173

第8章 聚变实验堆中子学设计原理 173

8.1 国际热核实验堆ITER简介 173

8.2 ITER中子学设计目标与内容 175

8.3 ITER中子学设计方法 178

8.4 ITER主机中子学设计 182

8.4.1 氚增殖包层 182

8.4.2 屏蔽包层 185

8.4.3 偏滤器 188

8.4.4 窗口插件 190

8.4.5 冷却水系统 191

8.4.6 真空室 193

8.4.7 超导磁体系统 195

8.4.8 热屏 198

8.5 ITER建筑中子学设计 199

8.5.1 辐射分区 199

8.5.2 建筑屏蔽设计 201

8.6 ITER安全分析与环境影响评价 208

参考文献 210

第9章 聚变动力堆中子学设计原理 212

9.1 聚变动力堆概述 212

9.1.1 动力堆原理 212

9.1.2 动力堆特点 215

9.1.3 典型动力堆概念 215

9.2 聚变动力堆中子学设计 218

9.2.1 设计目标与内容 218

9.2.2 设计方法 219

9.2.3 设计案例 222

参考文献 232

第10章 聚变裂变混合堆中子学设计原理 233

10.1 混合堆设计概述 233

10.1.1 混合堆原理 233

10.1.2 混合堆特点 235

10.1.3 典型混合堆概念 237

10.2 混合堆中子学设计 241

10.2.1 设计目标与内容 241

10.2.2 设计方法 242

10.2.3 设计案例 245

参考文献 255

下篇 聚变中子学实验技术 259

第11章 聚变中子学实验方法 259

11.1 聚变中子学实验特点 259

11.2 聚变中子探测技术 260

11.2.1 中子探测原理 260

11.2.2 中子通量密度测量 262

11.2.3 中子能谱测量 269

11.3 中子截面测量方法 276

11.3.1 总截面测量 276

11.3.2 微分截面测量 277

11.4 积分量测量方法 278

11.4.1 中子倍增率测量 278

11.4.2 产氚率测量 279

11.4.3 核热沉积测量 281

11.4.4 穿透概率谱测量 281

11.4.5 活化反应率测量 281

11.4.6 辐射剂量测量 282

11.4.7 其他积分量测量 282

参考文献 285

第12章 聚变中子学实验装置 287

12.1 中子源分类概况 287

12.2 加速器型聚变中子源 288

12.3 反应堆型聚变中子源 294

12.4 其他中子源 297

参考文献 302

第13章 聚变中子学实验 304

13.1 核数据测量与验证实验 304

13.1.1 中子输运截面实验 304

13.1.2 中子引发的嬗变与活化截面实验 307

13.1.3 核素衰变与剂量实验 309

13.2 聚变中子学计算方法与程序验证实验 310

13.2.1 中子输运程序验证 311

13.2.2 中子嬗变与活化程序验证 312

13.2.3 剂量计算方法验证 313

13.3 聚变核设计验证实验 314

13.3.1 氚增殖实验 315

13.3.2 屏蔽实验 316

13.3.3 辐射剂量实验 319

13.3.4 材料活化实验 320

13.3.5 材料辐照损伤实验 321

13.3.6 聚变裂变混合堆包层实验 324

13.4 聚变中子学实验发展展望 325

参考文献 326

后记 328