本书系统介绍了铀氢锆脉冲反应堆物理与安全分析的基本理论、数学物理方法。全书共分9章,内容包括铀氢锆脉冲反应堆在靠前外的发展及主要应用方向,铀氢锆脉冲反应堆的主要系统与组成,反应堆物栅元计算、堆芯物理分析、热工水力分析、动态特性分析、实验孔道屏蔽、事故与安全分析等内容。本书特别强调物理模型的深入分析和数学计算的准确描述,同时穿插了丰富的图表和大量的计算公式。
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究堆及其应用 1
1.1.1 研究堆发展概况 1
1.1.2 研究堆的应用 3
1.2 铀氢锆脉冲反应堆的发展 5
1.3 铀氢锆脉冲反应堆的应用 8
1.4 本书内容 9
参考文献 10
第2章 结构与系统组成 11
2.1 堆本体 12
2.1.1 堆芯及堆芯部件 12
2.1.2 堆内构件 17
2.1.3 反应堆水池 18
2.2 冷却水及净化系统 19
2.3 控制与仪表系统 19
2.4 实验孔道 19
2.5 辅助系统 21
2.6 放射性废物处置系统 21
2.7 小结 21
参考文献 21
第3章 栅元热化和共振处理 23
3.1 栅元热化和共振计算方法 23
3.2 氢化锆的中子热化效应 25
3.2.1 氢化锆中氢散射律模型 26
3.2.2 氢化锆中氢散射矩阵模型 32
3.3 栅元共振处理 33
3.3.1 一般非均匀栅格的共振吸收 33
3.3.2 燃料区混有慢化材料的非均匀栅格的共振吸收 39
3.4 铀氢锆脉冲反应堆栅元计算 41
3.4.1 脉冲堆栅元简介 41
3.4.2 栅元计算方法 43
3.4.3 栅元计算程序 49
3.4.4 栅元计算 51
3.5 小结 53
参考文献 54
第4章 堆芯物理参数计算 55
4.1 堆芯稳态参数的确定论计算方法 55
4.1.1 中子输运方程和中子扩散方程 56
4.1.2 控制棒栅元扩散系数的修正 58
4.1.3 确定论方法计算模型 60
4.2 堆芯稳态参数的蒙特卡罗计算方法 60
4.2.1 蒙特卡罗方法原理 61
4.2.2 铀氢锆脉冲反应堆的MCNP程序计算模型 64
4.3 堆芯稳态参数计算 65
4.3.1 有效增殖因子keff计算 65
4.3.2 功率分布 65
4.3.3 剩余反应性 66
4.3.4 停堆深度 66
4.3.5 控制棒价值 67
4.3.6 堆芯燃料温度系数 68
4.3.7 燃耗和毒物计算 70
4.4 小结 74
参考文献 74
第5章 热工水力分析 76
5.1 堆芯热源及其分布 77
5.1.1 堆芯功率分布 77
5.1.2 影响堆芯功率分布的因素 79
5.1.3 燃料元件内的功率分布 80
5.2 堆芯材料和热物性 80
5.2.1 核燃料 80
5.2.2 包壳材料 83
5.2.3 冷却剂 84
5.2.4 慢化剂 84
5.2.5 锆芯棒的导热系数和比热容 84
5.3 堆内的热量传递 85
5.3.1 燃料元件内部的导热 85
5.3.2 包壳与冷却剂之间的传热 92
5.4 单通道分析方法 99
5.4.1 平均通道计算 101
5.4.2 热通道计算 103
5.5 子通道分析方法 103
5.5.1 子通道模型的数学方程 104
5.5.2 子通道数学方程的推导 104
5.5.3 子通道方程的数值解法 106
5.5.4 子通道方法的计算实例 108
5.6 堆芯热工水力设计 108
5.6.1 热工水力设计的主要任务 108
5.6.2 堆芯热工水力分析 109
5.7 小结 112
参考文献 112
第6章 脉冲动态特性分析 113
6.1 脉冲参数计算模型 113
6.1.1 大反应性引入的点堆动态方程解 114
6.1.2 小反应性引入的点堆动态方程解 118
6.2 缓发中子有效份额βeff和中子代时间Λ 122
6.3 安全参数模型 124
6.4 脉冲后燃料元件温度场的计算 125
6.5 六角形堆芯三维时空动力学&nb