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第1章 中子输运理论基础 1

1.1 引言 1

1.2 中子输运方程的推导 3

1.3 稳态情形下的中子输运方程的若干本征值问题 9

1.3.1 稳态情形下的中子输运方程 9

1.3.2 有效增殖因子本征值问题 11

1.3.3 瞬发中子增殖率本征值问题 13

1.3.4 周期本征值问题 17

1.3.5 密度因子本征值问题 18

1.4 中子输运伴随方程 19

1.4.1 伴随算符与伴随函数 19

1.4.2 稳态情形下的中子输运算符与其伴随算符 21

1.4.3 稳态情形下的中子输运伴随方程，伴随函数的物理意义 22

1.4.4 稳态情形下非齐次问题的格林函数与伴随格林函数 28

1.4.5 常截面近似下的稳态中子输运方程和伴随方程 29

1.4.6 中子输运伴随本征值问题 35

1.4.7 与时间有关的中子输运伴随方程 41

1.5 联系同一个系统的不同本征值的关系式 47

1.5.1 广义的系统中子增殖因子、瞬发中子增殖因子及它们之间的关系 47

1.5.2 联系系统瞬发中子增殖率常数与中子有效增殖因子、瞬发中子有效增殖因子及广义中子增殖因子的关系式 51

1.5.3 系统有效增殖因子和瞬发中子有效增殖因子的关系 55

1.5.4 联系系统有效增殖因子和系统渐近周期的关系式，倒时数关系式 57

1.5.5 联系系统有效增殖因子和密度因子本征值的关系式 62

1.6 系统性质扰动对系统特征量的影响 63

1.6.1 系统性质扰动对系统反应性的影响 63

1.6.2 系统性质扰动对系统瞬发中子增殖率常数的影响 74

参考文献 79

第2章 中子链式反应动力学基础 81

2.1 引言 81

2.2 “点堆”模型下的中子链式反应系统中子动态学方程 81

2.3 绝热近似下的中子动态学方程 88

2.4 积分微分方程形式的点动态学方程 94

2.5 “点堆”模型下的逆动态学方程 96

2.6 反应性阶跃加入情形下无反应性反馈的点堆模型中子动态学方程的准确解，倒时数方程的根的性质 103

2.6.1 反应性阶跃加入情形下中子动态学方程的准确解 103

2.6.2 倒时数方程的根的性质 111

2.7 点堆模型中子动态学方程的数值求解 122

2.7.1 积分方程形式的点堆模型中子动态学方程 123

2.7.2 积分方程形式的点堆模型中子动态学方程的数值处理 126

2.7.3 Fuchs-Hansen模型下对反馈反应性的近似处理 130

2.7.4 反应堆动态学逆问题的数值求解 132

参考文献 133

第3章 中子裂变链式反应系统的相似性理论 135

3.1 引言 135

3.2 全相似系统之间的相似性原理 135

3.2.1 相似系统和全相似系统的定义 135

3.2.2 基本相似性原理 136

3.2.3 基本相似性原理的推论之一 140

3.2.4 基本相似性原理的推论之二 141

3.2.5 含独立源的全相似系统的相似性原理 145

3.2.6 含随时间变化的中子角通量或伴随函数的全相似系统的相似性原理 147

3.2.7 随时间变化的全相似系统的相似性原理 150

3.2.8 中子链式反应系统中的正则量 155

3.3 相似系统集合中系统反应性随系统相似性参量的变化 159

3.4 系统固有反应性系数的内在关系式 170

3.4.1 系统固有反应性系数的内在关系式的一般形式 170

3.4.2 球对称系统的固有反应性系数的内在关系式 173

3.4.3 嵌套介质逐区均匀系统的固有反应性系数的内在关系式 175

3.4.4 球对称系统临界质量密度指数 180

参考文献 190

第4章 次临界倍增实验物理及技术 191

4.1 引言 191

4.2 次临界倍增实验 192

4.2.1 引言 192

4.2.2 次临界倍增实验的基本概念与理论基础 193

4.2.3 次临界系统中子倍增 205

4.2.4 中子倍增测量实验与向临界逼近 210

4.2.5 次临界中子倍增测量模拟实验 218

4.2.6 次临界就地测量实验 218

参考文献 220

第5章 快中子临界装置及实验技术 222

5.1 引言 222

5.2 临界装置 224

5.2.1 核系统 224

5.2.2 机械装置 228

5.2.3 控制系统 228

5.2.4 监测系统 229

5.2.5 堆厅 230

5.3 反应性测量技术 230

5.3.1 周期法 230

5.3.2 反应性扰动技术 245

5.3.3 中子源扰动技术——跳源法 249

5.3.4 瞬发中子衰减常数法 250

5.3.5 数字逆动态技术 252

5.4 微扰实验技术 255

5.4.1 一阶微扰理论和反应性公式 255

5.4.2 反应性微扰系数的定义 271

5.4.3 小尺寸微扰样品反应性贡献的二阶微扰近似表达式 274

5.4.4 反应性微扰系数的测量技术 280

5.4.5 微扰实验的应用 289

5.5 缓发中子有效份额的测量 300

5.5.1 概述 300

5.5.2 瞬发临界与缓发临界之间表面质量增量法 301

5.5.3 252Cf源法 302

5.5.4 莫基尔纳法 304

5.5.5 测量缓发中子有效份额的Rossi-α法 307

5.5.6 改进的Rossi-α法 312

5.5.7 RAPJA技术法 317

5.6 控制棒及其他调节部件的反应性价值刻度 319

5.6.1 概述 319

5.6.2 中子倍增法 320

5.7 临界装置的功率刻度 322

5.7.1 概述 322

5.7.2 裂变率分布测量积分法 323

5.7.3 中子通量分布测量积分法 324

5.7.4 252Cf源转换法 325

5.8 临界装置的中子能谱测量 327

5.8.1 概述 327

5.8.2 阈探测器法 330

5.8.3 6Li夹心半导体谱仪法 337

5.9 快中子临界装置中γ能谱测量 346

5.9.1 实验原理 346

5.9.2 探测器选择 347

5.9.3 中子和γ的分辨 348

5.9.4 响应函数的计算 348

参考文献 348

第6章 瞬发中子衰减常数实验测量技术 351

6.1 概述 351

6.1.1 瞬发中子衰减常数的定义 351

6.1.2 测量瞬发中子衰减常数的目的和用途 352

6.1.3 瞬发中子衰减常数测量技术的分类 355

6.2 脉冲中子源法 355

6.2.1 周期性脉冲中子源法 355

6.2.2 单次脉冲中子源法 368

6.3 Rossi-α法 372

6.3.1 基本原理 372

6.3.2 实验技术 377

6.3.3 各种因素对测量结果的影响及其修正方法 380

6.3.4 Rossi-α技术改进 385

6.4 方差均值比法（Feynman法） 389

6.4.1 基本原理 389

6.4.2 实验技术 391

6.4.3 各种因素对实验结果的影响及其修正办法 393

6.4.4 方法的改进——Bennett方差法 396

6.5 计数概率法 397

6.5.1 零概率法（Mogilner法） 397

6.5.2 Polya法（Pn法） 400

6.6 时间间隔分布法 401

6.6.1 计数—计数时间间隔分布法（Pcc法或Babala法） 401

6.6.2 随机原点时间间隔分布法（PR0法） 406

6.7 随机脉冲中子源法 407

6.7.1 基本原理 407

6.7.2 实验技术 409

6.7.3 随机脉冲源法与Rossi-α法比较 412

6.8 相关分析技术 415

6.9 协方差测量法 418

参考文献 419

第7章 快中子脉冲堆物理与实验技术 422

7.1 概述 422

7.2 单次快中子脉冲堆简介 423

7.2.1 纯铀金属型快中子脉冲堆 423

7.2.2 铀钼合金型快中子脉冲堆 426

7.2.3 铀—石墨型快中子脉冲堆 430

7.2.4 耦合型快中子脉冲堆 432

7.3 脉冲堆动态学 433

7.3.1 爆发脉冲的原理和脉冲特性参量 433

7.3.2 快中子脉冲堆动力学方程 436

7.3.3 无惯性效应时中子动力学方程的解 439

7.3.4 惯性效应对脉冲产额影响的分析 447

7.3.5 反射层和慢化体对脉冲特性的影响 453

7.3.6 堆厅房间反射中子对脉冲特性的影响 455

7.4 快中子脉冲堆内热冲击效应分析 457

7.4.1 热冲击现象的定性分析 457

7.4.2 几个简单形状的堆芯部件内热冲击应力的一维分析 462

7.4.3 脉冲堆结构件内惯性应力的分析 468

7.4.4 热弹性动力学方程的数值解 474

7.4.5 热冲击的理论计算与实验数据之间的比较 476

7.4.6 热冲击对堆构件强度的影响及减小措施 478

7.5 脉冲堆实验技术 482

7.5.1 负反应性温度系数测量 482

7.5.2 温度测量 482

7.5.3 脉冲波形及特征参数测量 483

7.5.4 单次脉冲裂变产额测量 487

7.5.5 脉冲堆热冲击应力测量 491

7.5.6 脉冲堆剂量监测 493

7.5.7 脉冲产额大小的控制技术 496

7.6 快中子脉冲堆运行事故、监测、处理和安全运行措施 497

7.6.1 快中子脉冲堆运行安全的特点 497

7.6.2 快中子脉冲堆运行事故的分类和分析 497

7.6.3 几个快中子脉冲堆运行事件简述和原因分析 499

7.6.4 四起快中子脉冲堆超瞬发临界严重事故简述和原因分析 500

7.6.5 脉冲堆事故监测 502

7.6.6 快中子脉冲堆事故处理 504

7.6.7 保障快中子脉冲堆安全运行的措施 504

参考文献 506