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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