序言 1
第一章历史背景 1
目录 1
第二章辐射源 7
2·1γ射线源和中子源 7
2·1·1γ射线源 8
2·1·2中子源 10
2·2基本的数学概念和物理概念 11
2·2·1微分分布 11
2·2·2平均值和最可几值 14
2·2·3立体角 15
2·2·4辐射强度的度量 16
2·3·1空间分布 23
2·3空间和方向特性 23
2·3·2方向分布 25
2·4能量分布 28
2·4·1 γ辐射源的能量分布 29
2·4·2裂变中子谱 32
2·4·3介质对谱的影响 34
参考文献 35
习题 36
第三章辐射与物质的相互作用 39
3·1 截面 39
3·1·1微观截面 39
3·1·2宏观截面 40
3·1·3辐射的反应率 41
3·2·1光子与物质的相互作用 42
3·2辐射与物质的相互作用 42
3·2·2中子反应 52
3·3对辐射的响应 59
3·3·1吸收剂量 60
3·3·2首次碰撞剂量和比释动能 61
3·3·3照射量 65
3·3·4 RBE剂量；剂量当量 66
3·3·5最大吸收剂量；最大剂量当量 68
3·3·6多次碰撞剂量 70
参考文献 71
习题 72
第四章辐射输运 75
4·1基本考虑 76
4·2玻尔兹曼输运方程 78
4·3球谐函数法 81
4·4离散纵标Sn方法 83
4·4·1输运方程和相空间几何条件 84
4·4·2有限差分方程的推导 85
4·4·3离散纵标方程的数值解 90
4·4·4优点和缺点 92
4·5矩方法 92
4·6扩散理论的应用 100
4·7不变量嵌入法 101
4·8点核技术 105
4·8·1γ射线的计算 105
4·8·2中子点核技术 111
4·9分出扩散法 119
4·9·1 Spinney方法 119
4·9·2改型的Spinney方法 121
4·9·3各种方法之间的差别 126
参考文献 127
习题 130
第五章用于求解辐射输运问题的蒙特卡罗方法 132
5·1从几率分布函数中抽样 133
5·2积分值的计算 137
5·3源参数 138
5·3·1由能量分布选择初始能量 139
5·3·2源粒子空间点的选择 139
5·3·3源粒子初始方向的选择 140
5·3·4源的偏置参数 141
5·4路程长度 143
5·5碰撞参数 148
5·6·1中子的弹性散射 149
5·6碰撞后的粒子参数 149
5·6·2中子的非弹性散射 151
5·6·3康普顿散射 151
5·6·4粒子的吸收 152
5·6·5出射粒子方向余弦的计算 152
5·7粒子的记录 152
5·8统计方差 156
5·9蒙特卡罗示范程序 158
5·10对编程序的几点意见 160
参考文献 162
习题 163
第六章屏蔽减弱计算 165
6·1源项分析 165
6·2直接求解法 166
6·3参数化数据的应用 166
6·3·1矩方法微分能谱 167
6·3·2蒙特卡罗方法 170
6·3·3测量数据 172
6·3·4拟合得到的参数化数据 177
6·4简化解 178
6·4·1γ射线积累因子的应用 178
6·4·2中子分出理论点核的应用 180
6·4·3点核在其它方面的应用 181
6·4·4估算低能中子通量密度的方法 187
6·5点核技术在计算二次γ射线剂量方面的应用 190
6·5·1板状屏蔽层的计算公式 191
6·5·2半无限屏蔽层的计算公式 193
参考文献 194
习题 196
7·1反照率引论 198
第七章反照率、管道和空隙 198
7·2 定义 199
7·2·1微分剂量反照率 200
7·2·2总剂量反照率 200
7·2·3其它类型的反照率 201
7·3中子反照率 201
7·3·1快中子反照率 201
7·3·2中能中子反照率 209
7·3·3热中子反照率 210
7·4 γ射线反照率 216
7·5次级γ射线反照率 223
7·6反照率的应用 225
7·7管道 226
7·8直穿成分 227
7·8·1矩形管道 228
7·8·2矩形缝隙 230
7·8·3圆柱形管道 231
7·8·4环形管道 233
7·9管壁穿透成分 233
7·9·1对圆柱形管道的应用 235
7·9·2对部分贯穿圆柱形管道的应用 237
7·9·3与实验的比较 238
7·10管壁散射成分 238
7·10·1模拟蒙特卡罗计算 238
7·10·2反照率方法 240
7·10·3其它的实验研究 254
7·11空隙 258
7·11·1单个空隙 259
7·11·2不规则分布的小空隙 264
参考文献 265
第八章屏蔽发热、空气输运、屏蔽材料和屏蔽最佳化 269
8·1屏蔽发热 269
8·1·1γ射线发热 269
8·1·2中子发热 274
8·1·3带电粒子的发热 275
8·2辐射在空气中的输运 276
8·2·1无限空气介质 277
8·2·2关于空气－地面几何条件的计算 281
8·2·3空气－地面界面效应 281
8·3屏蔽材料 285
8·3·1在选择材料时应考虑的各种因素 285
8·3·2用于固定式反应堆系统的屏蔽材料 287
8·3·3用于移动式反应堆系统的屏蔽材料 290
8·3·4减弱性能的比较 292
8·4屏蔽最佳化 294
参考文献 298
第九章实验屏蔽学 303
9·1屏蔽实验用的探测器 303
9·1·1有源中子探测器 303
9·1·2无源中子探测器 304
9·1·3有源γ射线探测器 305
9·1·4无源γ射线探测器 305
9·1·5关于探测器测量结果的讨论 306
9·2屏蔽材料测量 306
9·2·1反应堆 306
9·2·2加速器 318
9·2·3同位素源 326
9·3现象学实验 329
9·3·1空气输运和空气－地面界面实验 329
9·3·2孔缝穿透 333
参考文献 334
第十章屏蔽设计 338
10·1屏蔽设计的深化过程 339
10·1·1初步概念设计 339
10·1·2详细的概念设计 340
10·1·3最终工程设计 341
10·2恩里珂·费米快增殖堆 343
10·2·1核电站 343
10·2·2屏蔽设计标准 346
10·2·3反应堆屏蔽系统 348
10·2·4屏蔽造价 357
10·2·5计算技术 358
10·2·6测量与计算的比较 361
10·3快增殖堆：唐瑞快堆 365
10·3·1整体屏蔽的计算模型 367
10·3·2实验测量 368
10·3·3泄漏的影响 370
10·4重水天然铀反应堆：阿杰斯塔 371
10·4·1反应堆和屏蔽系统概述 371
10·4·2计算模型 372
10·4·3测量 374
10·5沸水堆：“探险者” 377
10·5·1计算 379
10·5·2监查测量 380
10·6·1船、反应堆及主体屏蔽 381
10·6船用核推进器：核动力船“萨凡娜”号 381
10·6·2用于更换元件和检修控制棒的屏蔽 383
10·6·3屏蔽设计标准 384
10·6·4铅－聚乙烯屏蔽结构 385
10·6·5减弱计算 385
10·6·6测量 388
10·6·7测量值与计算值的比较 389
10·7空间动力堆：SNAP-10A的飞行试验 391
10·7·1屏蔽分析 392
10·7·2飞行试验的结果 394
参考文献 396
附录A 中子非弹性散射和裂变产生的γ射线 399
附录B 标准人体模型的中子注量－比释动能转换因子 405
附录C圆柱形人体组织模型 409
D·2坐标系变换 410
D·1坐标系 410
附录D坐标系、矢量运算和勒让德多项式 410
D·3矢量算符和矢量函数 411
D·4狄拉克函数 413
D·5勒让德多项式 414
D·6缔合勒让德多项式 415
D·7缔合球谐函数 416
附录E 照射量积累因子 417
附录F γ射线积累因子的各种系数 419
附录G有关指数积分函数的图和公式 430
附录H有限板状几何条件的减弱函数表 437
附录I 随机数产生器 448
I·1随机数产生器的性质 448
I·2随机数产生器的递推方程 449
I·3·1 Global检验 451
I·3对随机数产生器的检验 451
I·3·2均匀分布 452
I·3·3非相关性 452
I·4病态数 453
I·5有用的随机数产生器 453
附录J 蒙特卡罗示范程序 454
附录K 裂变中子穿透铍、碳、甲烷、聚乙烯、氢和水时用矩方法得到的结果 468
附录L 水和铅中的γ射线微分能谱 471
附录M用于中子减弱计算的图表 473
附录N ψ函数图 481
附录O反照率数据经验表达式中的各种常数 486
附录P 圆柱形管道的辐射穿透 491
习题解答 492
名词索引 522