中国实验快堆系列丛书 快堆物理基础PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 核能 1

1.1.1 利用核能的优点 2

1.1.2 快中子增殖堆在核能中的地位 3

1.1.3 我国核电的发展与展望 4

1.2 反应堆 6

1.2.1 按反应堆的用途分类 6

1.2.2 按冷却剂类型分类 6

1.2.3 按引起裂变的中子能量分类 9

1.3 快中子反应堆的增殖 9

1.3.1 转换链 9

1.3.2 转换比和增殖比 10

1.3.3 倍增时间（RDT） 11

1.3.4 堆芯和转换区的布置 12

1.3.5 CEFR反应堆基本特征 12

1.4 快中子反应堆的发展概况 12

1.4.1 美国 12

1.4.2 俄罗斯 13

1.4.3 法国 13

1.4.4 英国 14

1.4.5 德国 14

1.4.6 日本 14

1.4.7 意大利、比利时、荷兰和印度 15

1.4.8 中国快堆发展概况 15

第2章 原子核物理基础和中子物理学 16

2.1 物质的组成 16

2.1.1 原子核的组成 16

2.1.2 同位素 17

2.2 核衰变 18

2.2.1 核力 18

2.2.2 衰变类型 19

2.2.3 衰变规律 20

2.3 质量和能量的关系 22

2.3.1 质量亏损 22

2.3.2 质能定律 23

2.3.3 比结合能曲线 23

2.3.4 原子核的稳定性与核能 23

2.4 中子与物质的相互作用 24

2.4.1 概述 24

2.4.2 中子与物质核的相互作用机理 26

2.4.3 中子反应截面 27

2.5 核裂变反应 30

2.5.1 核裂变机理 30

2.5.2 裂变截面 32

2.5.3 裂变产物 32

2.5.4 裂变中子 34

2.5.5 反应堆的热功率 36

2.5.6 衰变热 38

第3章 反应堆稳态物理 40

3.1 中子链式反应 40

3.2 中子扩散理论 41

3.2.1 概述 41

3.2.2 斐克定律 42

3.2.3 中子的泄漏 43

3.2.4 中子扩散方程及其边界条件 44

3.2.5 点源产生的单速中子扩散 45

3.2.6 中子扩散系数和中子扩散长度 47

3.3 均匀裸堆的临界计算 48

3.3.1 单群扩散方程 48

3.3.2 平板裸堆 49

3.3.3 有限高圆柱形均匀裸堆 50

3.3.4 临界条件 53

3.3.5 中子通量密度分布不均匀系数 56

3.3.6 中子通量密度分布的展平 57

3.4 有反射层的均匀堆 58

3.4.1 反射层作用 58

3.4.2 反射层节省 59

3.4.3 反射层对中子通量密度分布的影响 59

3.5 双群扩散方程和双群临界方程 60

3.6 快中子反应堆的物理计算特点 62

3.6.1 数据库 62

3.6.2 反应堆的多群计算 63

3.6.3 多群中子扩散方程 64

3.6.4 群常数 65

3.6.5 扩散方程的解法 65

3.6.6 CEFR反应堆稳态物理特性 66

3.7 输运理论 68

3.7.1 输运方程 68

3.7.2 输运方程的求解 68

第4章 反应堆动力学 70

4.1 中子动力学基础 70

4.1.1 不计缓发中子时的中子动力学 70

4.1.2 缓发中子效应 72

4.1.3 反应性的定义和单位 73

4.1.4 反应堆周期 74

4.2 点堆动力学 76

4.2.1 基本方程 76

4.2.2 方程的讨论 77

4.3 小反应性阶跃变化时点堆动力学特征 78

4.3.1 有外源时的稳定态 78

4.3.2 小反应性阶跃变化时的中子密度响应（多组缓发中子） 81

4.3.3 倒时方程 84

4.3.4 瞬发临界 84

4.4 动力学方程的近似解法 85

4.4.1 单组缓发中子模型 85

4.4.2 常源近似 89

4.4.3 瞬跳近似 90

4.5 反应性反馈 91

4.6 CEFR反应堆中子动力学特点 91

第5章 反应性的变化和控制 94

5.1 反应性温度效应 94

5.1.1 反应性温度系数及其对反应堆稳定性的影响 94

5.1.2 堆芯几何尺寸变化引起的反应性变化 96

5.1.3 钠密度变化引起的反应性效应 98

5.1.4 Doppler效应 99

5.2 反应性功率效应 101

5.2.1 钠密度变化引起的反应性效应 101

5.2.2 钠体积份额变化 101

5.2.3 组件的膨胀引起的反应性效应 102

5.2.4 燃料组件弯曲引起的反应性效应 102

5.2.5 Doppler效应 103

5.3 失钠反应性 104

5.4 燃料的燃耗效应 104

5.4.1 物理过程 104

5.4.2 燃耗深度 105

5.4.3 反应性随燃耗深度的变化 107

5.4.4 转换比 108

5.4.5 裂变产物的中毒 108

5.5 反应性控制 108

5.5.1 反应性控制任务 108

5.5.2 反应性控制中所用的几个物理量 109

5.5.3 反应性控制原理 109

5.5.4 控制棒控制特点 110

5.5.5 控制棒材料 110

5.5.6 控制棒价值 111

5.6 中国实验快堆（CEFR）控制棒价值及其安全评估 113

5.6.1 控制棒布置 113

5.6.2 控制棒价值 114

5.6.3 反应性平衡 115

5.6.4 符合安全要求 116

第6章 堆内核燃料管理 117

6.1 核燃料循环概述 117

6.2 堆芯燃料管理 119

6.2.1 概述 119

6.2.2 换料方式概述 119

6.2.3 停堆装料换料布置方式概述 120

6.3 CEFR反应堆装换料方案 123

6.3.1 平衡态装换料 123

6.3.2 堆芯向平衡态过渡 125

6.4 堆芯装换料的最佳化研究 129

第7章 快中子反应堆物理启动 131

7.1 目的和任务 131

7.2 法规要求 132

7.3 临界试验 132

7.3.1 原理与方法 132

7.3.2 临界点的选取 134

7.4 装料前的准备 135

7.5 装料的方法和原则 135

7.6 分批装料和外推 136

7.6.1 装料方案 136

7.6.2 计数率倒数及外推临界装载 138

7.6.3 堆芯装载与反应性的关系 138

7.7 堆芯装料的控制 139

7.8 装料过程中的监测 139

7.9 临界试验中的安全要求 139

附录 141

附录A 物理常数 141

附录B 换算因子 141

附录C 能群结构 142

附录D 一些有用的数学公式 143

附录E 贝塞尔函数 144

参考文献 147