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1.1 反应堆发展概况1

1 1.1反应堆主要用途（1）1.1.2动力堆发展概况2

1.2 几种主要动力堆堆型3

6.4.1无限慢提棒与下限周期（214）6.4.2反应性常速率变化时的中子密度（215）6.4.3

2.4.1一般讨论（23）2.4.2微观截面（25）2.4.3宏观截面、反应率与中子通量（26）2.4.4

10.1.1放射性活度（347）10.1.2照射量与照射量率（348）10.1.3吸收剂量（349）10.1.4

11.4.1事故分类（400）11.4.2启动和连续提棒事故（400）11.4.3失水事故（402）11.4.4

3.2.1概述（66）3.2.2堆芯（69）3.2.3堆内构件（69）3.2.4反应堆压力容器（71）3.2.5

9.1.1气体的电离（329）9.1.2各种电离室（331）9.1.3正比计数器（332）9.1.4盖革－弥勒（G-M）计数管（334）9.1.5半导体探测器、闪烁计数器及核乳胶胶片（334）9.1.6

5.1.4均匀堆的慢化剂温度系数（153）5.1.5压水堆的慢化剂温度系数（155）5.1.6

7.2.1热量从反应堆中输出的过程（229）7.2.2热传导方程（230）7.2.3对流传热系数的计算（231）7.2.4沸腾传热（235）7.2.5沸腾传热计算与沸腾起始点的确定（236）7.2.6

1.2.1轻水堆（3）1.2.2重水堆（4）1.2.3气冷堆（5）1.2.4快中子增殖堆6

1.3 压水堆发展概况8

第二章原子核物理基础9

1.3.1四代压水堆（8）1.3.2几个技术指标（8）1.3 .3目前动向9

2.1 原子核基本性质11

2.1.1原子核的组成（11）2.1.2微观粒子的两重性与中子波长（12）2.1.3核半径与核子间的相互作用（13）2.1.4同位素14

2.2 核衰变15

2.2.1衰变类型（15）2.2.2衰变规律18

2.3结合能与原子核的稳定性20

2.3.1实验事实（20）2.3.2 比结合能曲线与结合能半经验公式（21）2.3.3核的稳定性与核能22

2.4 中子核反应23

复核模型（28）2.4.5截面的变化规律30

2.5 裂变反应34

2.5.1裂变临界能（34）2.5.2裂变截面（35）2.5.3裂变产物（38）2.5.4裂变中子39

2.5.5裂变释放的能量（42）2.5.6反应堆热功率（43）2.5.7衰变热43

2.6 中子源简单介绍44

2.6.1 （α,n）及（γ,n）中子源（44）2.6.2其他中子源45

2.7 辐射与物质的相互作用46

第三章压水堆动力装置与堆本体结构49

2.7.1带电粒子的电离损失与射程（46）2.7.2 α粒子与物质的相互作用（47）2.7.3 β粒子与物质的相互作用（48）2.7.4γ射线与物质的相互作用49

3.1 压水堆动力装置55

3.1.1装置的基本组成与总体布置（55）3.1.2一回系统（57）3.1.3二回路系统63

3.1.4核电站效率（64）3.1.5船用压水堆装置的某些特点65

3.2 压水堆本体结构66

冷却剂流程72

3.3 核燃料与结构材料74

3.3.1核燃料（74）3.3.2结构材料77

3.4 堆芯构件81

3.4.1燃料元件（81）3.4.2 17×17排列的燃料组件（83）3.4.3控制棒组件（87）3.4.4堆芯其他构件87

3.5 控制棒驱动机构89

第四章中子的扩散、慢化与反应堆临界理论90

3.5.1概述（89）3.5.2磁力提升式驱动机构（90）3.5.3动作原理90

4.1 链式反应与反应堆临界概念93

4.1.1链式反应与中子循环（93）4.1.2四因子公式与临界概念96

4.2 单速中子的扩散97

4.2.1单速中子扩散模型（97）4.2.2中子流密度矢量与斐克定律（98）4.2.3连续性方程103

4.2.4扩散方程及其边界条件（104）4.2.5点源扩散问题（106）4.2.6扩散长度的统计意义108

4.3 中子的慢化109

4.3.1物理机制（109）4.3.2弹性碰撞理论（110）4.3.3中子慢化中的碰撞次数与慢化剂112

4.4 群扩散方法114

4.4.1群扩散方程（114）4.4.2中子慢化扩散的二群计算与中子年龄（118）4.4.3热中子与麦克斯韦分布律120

4.5 均匀裸堆的临界计算123

4.5.1一群扩散方程与均匀平板裸堆（123）4.5.2有限圆柱形均匀裸堆的一群计算126

4.5.3一群临界方程与临界尺寸（130）4.5.4其他几何形状的均匀裸堆与通量不均132

因子4.5.5二群临界方程与徙动长度135

4.6 有反射层的均匀堆138

4.6.1有反射层平板堆的一群临界方程（138）4.6.2反射层节省（140）4.6.3反射层对中子通量分布的影响142

4.7 非均匀反应堆143

4.7.1通量分布（143）4.7.2非均匀堆的四因子参数145

第五章 反应堆动态物理——反应性的变化与控制145

5.1 温度效应148

5.1.1温度效应及其意义（148）5.1.2温度系数分类及其数量级（150）5.1.3多普勒效应151

功率系数、流量系数与空泡系数156

5.2 中毒效应158

5.2.1概述（158）5.2.2毒物的毒性（158）5.2.3 135Xe的物理过程及其动力学方程159

5.2.4平衡氙中毒（160）5.2.5瞬时开堆下的氙毒（161）5.2.6碘坑与氙振荡162

5.2.7结渣（149Sm）的毒性效应165

5.3 反应堆燃耗168

5.3.1物理过程（168）5.3.2燃耗的动力学方程（169）5.3.3剩余反应性与反应堆寿期的概念170

5.3.4无限大热堆的燃耗计算（170）5.3.5有限大热堆的燃耗计算（173）5.3.6燃耗深度与反应性燃耗系数（174）5.3.7功率展平与堆内燃料管理175

5.4 反应性控制176

5.4.1后备反应性分配（176）5.4.2反应性控制的基本原理与方法178

5.5 控制棒179

5.6 化学控制剂与可燃毒物管188

5.5.1控制棒设计与材料特性（179）5.5.2中心单棒的价值（181）5.5.3偏心棒价值与相干效应（185）5.5.4积分价值与微分价值（186）5.5.5最佳提棒程序问题188

5.6.1化学控制剂——载硼运行（188）5.6.2可燃毒物管190

第六章反应堆中子动力学190

9.1 中子动力学基础191

6.1.1不考虑缓发中子时的中子动力学（191）6.1.2反应堆周期（194）6.1.3缓发中子效应的初步讨论195

6.2 点堆模型基本方程196

6.2.1基本方程（196）6.2.2方程的导出与讨论197

6.3 反应性为常数与小阶跃变化时的问题201

6.3.1有外加中子源时的稳定态与临界问题（201）6.3.2反应性小阶跃变化时的中子密度响应（单组缓发中子）（204）6.3.3反应性小阶跃变化时的中子密度响应（多组缓发中子）209

6.3.4瞬发临界213

6.4 反应性等速率变化时的问题214

临界时的中子密度与周期217

第七章反应堆热工学217

7.1 堆内释热220

7.1.1燃料内的释热（220）7.1.2堆内宏观功率分布（222）7.1.3燃料棒与堆内的释热计算222

7.1.4结构材料、慢化剂及压力容器内的释热（225）7.1.5停堆后的释热及其冷却226

7.2 堆内传热229

沸腾危机与临界热流密度（239）7.2.7冷却剂及其排热性能243

7.3 燃料元件的传热及温度分布245

7.3.1板状元件的传热及横截面上的温度分布（245）7.3.2棒状元件的传热计算及横截面上的温度分布（249）7.3.3积分热导率（253）7.3.4燃料元件及冷却剂的轴向温度分布（255）7.3.5燃料元件内的最高温度及其位置258

7.4 稳态工况下的堆内水力计算262

7.4.1 引言（262）7.4.2基本方程（262）7.4.3单相流的压降（264）7.4.4两相流的基本概念和基本方程（268）7.4.5两相流的压降计算272

7.5 堆芯热工设计278

7.5.1引言（278）7.5.2堆的热工设计参数（279）7.5.3堆内功率分布的非均匀性问题281

7.5.4堆芯热工设计准则（287）7.5.5压水堆热工设计概要291

第八章反应堆动力装置的功率控制与安全保护系统8.1 反应堆动力装置控制概述293

8.1.1基本任务与原理方块图（293）8.1.2主控系统与安全保护系统概述294

8.2 反应堆功率控制的基本概念295

8.2.1反应堆的功率控制过程（295）8.2.2几个基本概念296

8.3 无外控时的反应堆动力装置动态特性299

8.3.1反应堆中的各种反馈（299）8.3.2压水堆动力装置的热动力学数学模型（300）8.3.3压水堆动力装置的自稳性（304）8.3.4压水堆动力装置的自调性（309）8.3.5实例312

8.4 反应堆动力装置的功率自动控制系统313

8.4.1反应堆动力装置的稳态运行方案（313）8.4.2功率自控系统的功能、设计与组成316

8.4.3 Tw不变的功率自控系统（318）8.4.4 ps不变的功率自控系统320

8.5 外控系统投入后反应堆动力装置的过渡过程321

8.5.1对反应性扰动的响应（321）8.5.2对负荷扰动的响应322

8.6 反应堆保护系统324

8.6.1设计原则、目的与要求（324）8.6.2组成（324）8.6.3逻辑元件简介（325）8.6.4保系统（326）8.6.5快速停堆落棒的时间延迟328

第九章反应堆核辐射测量328

9.1 核辐射探测329

自给能探测器335

9.2 反应堆的核测量系统336

9.2.1反应堆的功率测量方法（336）9.2.2中子通量的测量量程（337）9.2.3核测量系统338

9.3 反应堆及其一回路系统的辐射源339

9.3.4一回路等系统中的放射性，放射性气体与气溶胶342

9.3.1反应堆的中子（339）9.3.2反应堆的γ辐射（340）9.3.3反应堆停闭后的放射性活度342

9.4 辐射监测系统343

9.4.1辐射安全监测（344）9.4.2工艺辐射监测345

第十章辐射防护与屏蔽345

10.1辐射量及其单位347

剂量当量（350）10.1.5辐射量单位对照表351

10.2辐射对人体的损伤352

10.2.1躯体效应（352）10.2.2遗传效应355

10.3辐射防护标准与防护原则355

10.3.1防护标准简史（355）10.3.2我国的标准（356）10.3.3辐射防护的基本原则359

10.4国际放射防护委员会（ICRP）关于辐射防护标准的建议360

10.4.1放射生物学方面的考虑（360）10.4.2基本极限（361）10.4.3各种防护标准363

10.5γ射线的屏蔽364

10.5.1积累因子的概念（364）10.5.2点源屏蔽的积累因子（368）10.5.3无限大均匀面源的屏蔽（371）10.5.4其他几何源的屏蔽（373）10.5.5γ射线屏蔽材料与多层屏蔽375

10.6中子的屏蔽376

10.6.1概述（376）10.6.2快中子分出理论（376）10.6.3点源核函数（377）10.6.4盘状裂变中子源（378）10.6.5两个简单例子380

10.7反应堆及其装置的屏蔽382

第十一章反应堆运行与核电站的安全性384

10.7.1屏蔽设计概述（382）10.7.2 电站压水堆的屏蔽（383）10.7.3船用堆的屏蔽384

11.1反应堆启动385

11.1.1冷启动（386）11.1.2典型启动过程的通量与周期（387）11.1.3热启动392

11.2功率运行与停堆394

11.2.1功率运行（394）11.2.2停堆396

11.3核电站的安全性原则396

11.3.1纵深设防（397）11.3.2多重屏障398

11.4典型事故400

失流事故与冷水事故405

11.5风险概率评价406

11.5.1风险概念（407）11.5.2风险估算方法（409）11.5.3风险曲线411

附 录附录Ⅰ 基本物理常数414

附录Ⅱ 单位换算415

附录Ⅲ贝塞尔函数416

附录Ⅳ一些核素的热截面（对0.0253电子伏或2200米／秒的中子）417

附录Ⅴ 一些物质的热物性418

参考文献421