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第一章 反应堆中子学基础 1

第一节 引言 1

第二节 反应堆中子学实验用中子源 1

1.2.1 中子源 1

1.2.2 中子源的指标 2

1.2.3 中子源的类型 3

第三节 反应堆中子学实验用探测器 11

1.3.1 中子测量原理 11

1.3.2 中子探测器及其指标 12

第四节 反应堆中子学实验常用核仪器 25

1.4.1 脉冲型核仪器 26

1.4.2 脉冲型核仪器的调试 30

1.4.3 电流型核仪器 33

第五节 反应堆中子学实验装置及反应堆控制 34

1.5.1 我国反应堆中子学实验研究的发展 34

1.5.2 反应堆中子学实验研究装置 36

1.5.3 零功率反应堆控制 42

参考文献 45

第二章 临界实验 46

第一节 前言 46

第二节 临界实验原理 47

2.2.1 中子计数倒数外推方法——次临界状态下向临界趋近的原理 48

2.2.2 超临界时的反应性内插临界方法原理 50

2.2.3 稳定功率确定临界的方法原理 50

第三节 临界实验仪器 51

2.3.1 一般测量仪器 51

2.3.2 自动测量仪器 51

第四节 临界实验步骤 54

2.4.1 中子计数的倒数外推方法步骤 55

2.4.2 反应堆向超临界过度及内插临界实验步骤 56

2.4.3 稳定功率确定临界点 57

2.4.4 停堆 57

2.4.5 计算质量系数或液位系数 58

2.4.6 临界实验全自动测量系统 58

第五节 临界实验举例和分析 59

2.5.1 实验举例 59

2.5.2 临界实验分析与讨论 59

第六节 关于反应堆运行管理有关规定值的讨论 62

2.6.1 关于初始装载量 62

2.6.2 关于反应堆反应性的安全规定值 62

2.6.3 关于反应堆运行时间，运行功率的安全规定值 63

参考文献 64

第三章 中子通量密度相对测量 65

第一节 引言 65

第二节 在线测量中子通量密度的相对分布 67

3.2.1 中子通量密度相对测量的目的 67

3.2.2 在线测量中子通量密度的相对分布原理 67

3.2.3 测量所用仪器 68

3.2.4 实验步骤 68

3.2.5 数据处理 68

3.2.6 分析讨论 69

3.2.7 测量举例 70

第三节 离线测量中子通量密度的相对分布-活化箔方法 71

3.3.1 用活化箔方法测量中子通量密度的优点 71

3.3.2 活化箔方法测量原理 72

3.3.3 活化箔 76

3.3.4 活化箔的校正 80

3.3.5 实验仪器 83

3.3.6 探测支架准备、辐照、测量 86

3.3.7 实验步骤 86

3.3.8 数据处理 87

3.3.9 误差讨论 87

3.3.10 测量举例 87

第四节 中子通量密度相对测量的应用 88

3.4.1 由中子通量密度相对分布导出材料曲率和反射层节省测量 88

3.4.2 由中子通量密度相对分布给出优化的堆芯布置 90

3.4.3 测量中子通量密度相对分布为使用反应堆中子束者提供服务 91

3.4.4 由中子通量密度相对分布确定不均匀系数 91

参考文献 92

第四章 中子通量密度的绝对测量 93

第一节 引言 93

第二节 4πβ—γ符合方法 93

4.2.1 4πβ—γ符合方法测量原理 93

4.2.2 实验安排 99

4.2.3 实验所用仪器及调试 100

4.2.4 实验步骤 106

4.2.5 数据处理 107

4.2.6 误差讨论 112

4.2.7 扰动因子测量 113

第三节 固体核径迹探测器测量绝对中子通量密度 115

4.3.1 测量原理 115

4.3.2 测量所需仪器 116

4.3.3 实验步骤 116

4.3.4 数据处理 117

4.3.5 讨论 120

4.3.6 测量举例——游泳池堆热柱和其他装置的中子通量密度测量 121

第四节 半导体探测器实时测量绝对热中子通量密度 123

4.4.1 原理 123

4.4.2 实验仪器 124

4.4.3 实验步骤 124

4.4.4 数据处理 124

4.4.5 讨论 125

第五节 固体核径迹探测器测量高中子通量密度方法 126

4.5.1 标准含铀玻璃测量中子通量密度 126

4.5.2 标准玻璃选择及处理 126

4.5.3 辐照及测量 126

4.5.4 数据处理（积分中子通量密度计算） 127

4.5.5 测量举例 127

第六节 过渡法测量绝对热中子通量密度 128

4.6.1 Eu活化片过渡法测量绝对热中子通量密度 128

4.6.2 原理 128

4.6.3 测量所需仪器 130

4.6.4 实验步骤 130

4.6.5 数据处理 130

4.6.6 应用举例 131

第七节 固体径迹探测器测量反应堆周围的快-热中子通量密度分布测量 133

参考文献 133

第五章 反应性测量 135

第一节 前言 135

5.1.1 反应性 135

5.1.2 反应性控制 135

5.1.3 反应性测量及反应性单位 137

第二节 单群点堆动力学方程 137

第三节 周期法测量反应性 141

5.3.1 原理 141

5.3.2 测量仪器 147

5.3.3 测量步骤与数据处理 147

5.3.4 关于周期法测量误差 148

5.3.5 周期法测量反应性值得注意的几个问题 151

5.3.6 应用举例 151

5.3.7 启动率 153

第四节 落棒法测量反应性 154

5.4.1 原理 154

5.4.2 测量仪器设备 157

5.4.3 实验步骤 157

5.4.4 测量数据修正 158

5.4.5 讨论 158

5.4.6 实验举例 161

第五节 跳源方法测量反应性 162

5.5.1 跳源方法实验原理 162

5.5.2 测量仪器设备 164

5.5.3 实验步骤及数据处理 164

5.5.4 讨论 165

5.5.5 应用举例——在轻水堆上应用 165

第六节 逆动态法测量反应性 166

5.6.1 原理 166

5.6.2 测量仪器设备 167

5.6.3 实验测量 167

5.6.4 讨论 170

5.6.5 测量实例 170

第七节 脉冲中子源方法测量反应性 172

5.7.1 原理 172

5.7.2 脉冲中子源方法测量反应性设备 178

5.7.3 实验步骤 180

5.7.4 脉冲中子源方法测量实验数据处理 183

5.7.5 讨论 184

5.7.6 应用举例 188

第八节 振荡法测量反应性 188

5.8.1 原理 189

5.8.2 实验设备 190

5.8.3 实验 193

5.8.4 数据处理 193

5.8.5 测量结果误差分析 198

参考文献 198

第六章 反应堆微观噪声分析方法 200

第一节 罗西-α方法测量瞬发中子衰减常数 200

6.1.1 罗西-α方法原理 200

6.1.2 罗西-α方法实验仪器 204

6.1.3 罗西-α方法实验步骤 207

6.1.4 罗西-α方法实验数据处理 208

6.1.5 罗西-α方法实验举例 209

6.1.6 罗西-α方法误差讨论 210

第二节 内生脉冲源方法测量瞬发中子衰减常数 211

6.2.1 原理 211

6.2.2 实验测量装置 212

6.2.3 实验测量步骤和数据处理 213

6.2.4 实验测量举例 213

第三节 方差-平均比（费曼）方法测量瞬发中子衰减常数 213

6.3.1 方差-平均比测量瞬发中子衰减常数α原理 214

6.3.2 实验仪器 215

6.3.3 实验步骤 215

6.3.4 数据处理 216

6.3.5 讨论 217

第四节 零概率方法 219

6.4.1 零概率方法测量瞬发中子衰减常数α原理 219

6.4.2 零概率方法测量仪器 220

6.4.3 零概率方法测量步骤 221

6.4.4 零概率方法测量举例 223

6.4.5 误差讨论 223

第五节 间隔分布法测量瞬发中子衰减常数 224

6.5.1 原理 224

6.5.2 实验仪器及工作原理 225

6.5.3 数据处理 226

6.5.4 实验结果举例 227

第六节 252Cf随机脉冲源法测量深次临界瞬发中子衰减常数 228

6.6.1 测量原理 228

6.6.2 测量系统 229

6.6.3 深次临界核系统及其探测器布置 230

6.6.4 测量及数据处理 231

参考文献 232

第七章 宏观噪声分析 234

第一节 理论基础 234

7.1.1 相关分析 234

7.1.2 频谱分析 236

7.1.3 脉冲响应函数及输入和输出的关系 237

第二节 反应堆宏观噪声时域分析 239

7.2.1 相关分析 239

7.2.2 相关函数测量系统 244

7.2.3 数据处理 248

7.2.4 相关分析方法测量举例 249

第三节 反应堆宏观噪声频域分析 249

7.3.1 自功率谱密度（APSD） 249

7.3.2 互功率谱密度（CPSD） 253

7.3.3 功率谱密度测量设备及技术 255

第四节 宏观噪声分析应用举例 263

7.4.1 测量用公式 264

7.4.2 测量系统 264

7.4.3 数据采集、处理和结果 265

第五节 锎源（252Cf）驱动的频谱分析测量方法 267

7.5.1 引言 267

7.5.2 原理 267

7.5.3 应用举例 274

第六节 噪声分析在动力堆上应用 277

7.6.1 引言 277

7.6.2 不同噪声源所对应的频率范围 277

7.6.3 举例——水和钠沸腾噪声监测 279

参考文献 282

第八章 反应堆裂变功率测量 284

第一节 引言 284

第二节 活化箔方法测量裂变率 284

8.2.1 活化箔方法测量裂变率原理 284

8.2.2 实验测量仪器及材料 285

8.2.3 实验步骤 285

8.2.4 数据处理 286

8.2.5 误差讨论 287

8.2.6 应用举例 287

第三节 固体核径迹探测器测量裂变率 288

8.3.1 原理 289

8.3.2 实验测量仪器及材料 290

8.3.3 实验步骤及测量结果 290

8.3.4 讨论 295

第四节 微观中子噪声分析法-Rossi-α实验测量裂变率 297

8.4.1 原理 297

8.4.2 测量仪器 299

8.4.3 实验举例与讨论 299

第五节 宏观噪声法互功率谱密度测量裂变率 300

8.5.1 原理 300

8.5.2 测量装置及测量 301

8.5.3 测量结果及讨论 302

参考文献 304

第九章 中子能谱参数及中子能谱测量 305

第一节 引言 305

第二节 能谱及能谱参数一般理论 306

9.2.1 堆内中子密度按速度分布 306

9.2.2 反应率及截面 309

第三节 镉比及镉比测量 312

9.3.1 镉比和能谱参数的镉比表达式 312

9.3.2 镉比测量 317

9.3.3 镉比测量结果举例 320

第四节 中子温度和超热指标测量 320

9.4.1 用镉比方法测量超热指标 321

9.4.2 用双探测箔方法测量超热指标 322

9.4.3 中子温度测量 323

第五节 “双组双探测箔法”测量中子温度和超热指标 325

9.5.1 原理 325

9.5.2 关于修正 326

9.5.3 实验用探测箔 327

9.5.4 测量方法 328

9.5.5 测量实例 328

9.5.6 测量误差 330

第六节 中子能谱测量 331

9.6.1 前言 331

9.6.2 活化法测量中子能谱原理 333

9.6.3 实验所用设备及测量 334

9.6.4 数据处理中的有关修正 339

9.6.5 解谱方法 342

9.6.6 各种解谱方法的数学模型（解谱程序） 343

9.6.7 各种解谱方法及程序的优点及局限性 350

9.6.8 群截面制作 351

第七节 活化箔测量能谱举例——启明星1号装置快热分界层面的中子能谱测量 356

9.7.1 启明星1号次临界实验装置及测量能谱位置 356

9.7.2 实验 356

9.7.3 启明星1号装置快热分界层面的中子能谱的理论计算 361

9.7.4 解谱结果 362

9.7.5 结果讨论 363

第八节 固体径迹探测器测量中子能谱 369

9.8.1 原理和方法 370

9.8.2 所用探测器 370

9.8.3 结果与讨论 371

第九节 固体径迹探测器测量快中子能谱 371

9.9.1 原理 371

9.9.2 叠层探测器的能量分辨率 374

9.9.3 中子能谱 375

参考文献 375

第十章 缓发中子有效份额βeff测量 378

第一节 引言 378

第二节 均匀中毒法实验测量βeff技术 379

10.2.1 原理 379

10.2.2 实验仪器与设备 381

10.2.3 实验步骤 382

10.2.4 实验数据处理及结果 383

10.2.5 讨论 385

第三节 非均匀中毒法实验测量βeff技术 386

10.3.1 原理 386

10.3.2 实验用设备和仪器 388

10.3.3 实验步骤 389

10.3.4 实验数据处理 389

10.3.5 讨论 390

第四节 代换法测量βeff技术 391

10.4.1 原理 391

10.4.2 实验用装置及设备 392

10.4.3 实验步骤 392

10.4.4 实验数据处理 392

10.4.5 讨论 393

第五节 统计权重法测量βeff技术 393

10.5.1 原理 393

10.5.2 测量装置及仪器 394

10.5.3 测量步骤 394

10.5.4 测量数据处理 394

10.5.5 讨论 395

第六节 方差平均比测量βeff技术 395

10.6.1 原理 395

10.6.2 测量仪器和设备 396

10.6.3 测量步骤 396

10.6.4 数据处理及结果 397

10.6.5 讨论 398

第七节 零概率方法测量βeff技术 398

10.7.1 测量原理 398

10.7.2 测量装置和仪器 398

10.7.3 测量步骤 399

10.7.4 数据处理及结果 399

10.7.5 讨论 399

第八节 252Cf源价值方法测量βeff技术 399

10.8.1 原理 400

10.8.2 测量设备 401

10.8.3 测量步骤 401

10.8.4 数据处理及结果 403

10.8.5 讨论 404

第九节 实验测量反应性与修正keff计算反应性决定βeff 406

10.9.1 原理 406

10.9.2 实验测量及设备 407

10.9.3 实验步骤及数据处理 407

10.9.4 讨论 408

第十节 频域内的统计法 408

10.10.1 原理 408

10.10.2 测量 409

参考文献 410

第十一章 反应堆物理启动试验 411

第一节 前言 411

第二节 微型中子源反应堆物理启动 412

11.2.1 概述 412

11.2.2 首次临界试验 412

11.2.3 临界水位以上的反应性测量 414

11.2.4 后备反应性调整 415

11.2.5 临界棒位与燃耗反应性关系刻度 416

11.2.6 调整控制台和计算机控制系统对应的功率 417

11.2.7 运行稳定性试验 417

11.2.8 反应堆满功率运行试验 418

11.2.9 瞬态特性试验 419

11.2.10 控制棒价值的S曲线 420

11.2.11 环境辐射剂量测量 421

11.2.12 结论 421

第三节 大型研究反应堆物理启动 421

11.3.1 研究反应堆物理启动前的验收项目 422

11.3.2 物理启动准备 422

11.3.3 反应堆初期运行时燃料装载量原则 423

11.3.4 物理启动实验安排 424

11.3.5 物理启动时的安全规定 427

11.3.6 物理启动的临界实验 429

11.3.7 周期方法测量单根控制棒效率 429

11.3.8 水位系数方法测量控制棒效率 429

11.3.9 水位系数方法测量剩余反应性 429

11.3.10 控制棒栅-反应性曲线测量 430

11.3.11 温度系数测量 431

11.3.12 功率反应性系数测量 433

11.3.13 Xe中毒效应测量 434

11.3.14 中子通量密度及能谱参数测量 435

第四节 动力堆物理启动 435

11.4.1 反应堆启动中子源及盲区估计 435

11.4.2 反应堆物理启动内容 438

11.4.3 堆芯装料、卸料及临界安全监督 438

11.4.4 首次临界试验原理 442

11.4.5 临界试验步骤 443

11.4.6 零功率物理试验内容及试验技术 449

11.4.7 堆芯功率分布测量技术 462

11.4.8 功率提升物理试验 466

11.4.9 瞬态响应试验技术 476

11.4.10 氙中毒曲线测量技术 482

11.4.11 碘坑测量技术 483

参考文献 484