核反应堆物理分析（修订本） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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谢仲生 等 著

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• 核反应堆
• 反应堆物理
• 核工程
• 中子物理
• 核物理
• 堆芯设计
• 反应堆分析
• 核燃料
• 辐射屏蔽
• 热工水力

出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560518107

版次：1

商品编码：10215088

包装：平装

开本：16开

出版时间：2004-07-01

用纸：胶版纸

页数：310

正文语种：中文

内容简介

　　本书介绍核反应堆物理的基础理论、物理过程和分析计算方法。内容包括：与堆物理有关的核物理知识，中子在介质中的慢化和扩散，临界理论，非均匀堆的计算、燃耗、反应性控制、反应堆动力学和堆芯燃料管理。
　　本书是高等学校核能科学与工程专业的教材，也可供核科学与技术有关专业的工程技术人员及研究人员参考。

内页插图

目录

第1章 核反应堆的核物理基础
1.1 中子与原子核的相互作用
1.1.1 中子
1.1.2 中子与原子核相互作用的机理
1.1.3 中子的散射
1.1.4 中子的吸收
1.2 中子截面和核反应率
1.2.1 微观截面
1.2.2 宏观截面、平均自由程
1.2.3 核反应率、中子通量密度和平均截面
1.2.4 截面随中子能量的变化
1.2.5 核数据库
1.3 共振吸收
1.3.1 共振截面——单能级布赖特一维格纳公式
1.3.2 多普勒效应
1.4 核裂变过程
1.4.1 裂变能量的释放、反应堆功率和中子通量密度的关系
1.4.2 裂变产物与裂变中子的发射
1.5 链式裂变反应
1.5.1 自续链式裂变反应和临界条件
1.5.2 热中子反应堆内的中子循环
参考文献
习题

第2章 中子慢化和慢化能谱
2.1 中子的弹性散射过程
2.1.1 弹性散射时能量的变化
2.1.2 散射后中子能量的分布
2.1.3 平均对数能降
2.1.4 平均散射角余弦
2.1.5 慢化剂的选择
2.1.6 中子的平均寿命
2.2 无限均匀介质内中子的慢化能谱
2.3 均匀介质中的共振吸收
2.3.1 均匀介质内有效共振积分及逃脱共振俘获概率
2.3.2 有效共振积分的近似计算
2.4 热中子能谱和热中子平均截面
2.4.1 热中子能谱
2.4.2 热中子的平均截面
参考文献
习题

第3章 中子扩散理论
3.1 单能中子扩散方程
3.1.1 斐克定律
3.1.2 单能中子扩散方程的建立
3.1.3 扩散方程的边界条件
3.1.4 斐克定律和扩散理论的适用范围
3.2 非增殖介质内中子扩散方程的解
3.3 反照率
3.4 扩散长度、慢化长度和徙动长度
参考文献
习题

第4章 均匀反应堆的I临界理论
4.1 均匀裸堆的单群理论
4.1.1 均匀裸堆的单群扩散方程的解
4.1.2 热中子反应堆的临界条件
4.1.3 几种几何形状裸堆的几何曲率和中子通量密度分布
4.1.4 反应堆曲率和临界计算任务
4.1.5 单群理论的修正
4.2 有反射层反应堆的单群扩散理论
4.2.1 反射层的作用
4.2.2 一侧带有反射层的反应堆
4.2.3 反射层节省
4.3 中子通量密度分布不均匀系数和功率分布展平的概念
参考文献
习题

第5章 分群扩散理论
5.1 与能量相关的中子扩散方程和分群扩散理论
5.1.1 与能量相关的中子扩散方程
5.1.2 分群扩散理论及多群中子扩散方程
5.1.3 群常数的计算
5.2 双群扩散理论
5.2.1 双群方程
5.2.2 双群方程的解
5.2.3 双群临界方程及中子通量密度分布
5.3 多群扩散方程的数值解法
5.3.1 源迭代法
5.3.2 二维扩散方程的数值解法
参考文献
习题

第6章 栅格的非均匀效应与均匀化群常数的计算
6.1 栅格的非均匀效应
6.2 栅格的均匀化处理
6.2.1 栅格的均匀化
6.2.2 堆芯的均匀化截面的计算
6.3 栅元均匀化群常数的计算
6.3.1 积分输运理论的基本方程
6.3.2 碰撞概率方程的解及少群常数的计算
6.4 燃料组件内均匀化通量密度分布及少群常数的计算
6.5 共振区群常数的计算
6.5.1 非均匀栅元有效共振积分的计算
6.5.2 等价原理
6.5.3 互屏（丹可夫）效应
6.5.4 温度对共振吸收的影响
6.5.5 共振区群常数的计算
6.5.6 有效共振积分的半经验公式
6.6 栅格几何参数的选择
参考文献
习题

第7章 反应性随时间的变化
7.1 核燃料中重同位素成分随时间的变化
7.1.1 重同位素燃耗链及裂变产物链
7.1.2 核燃料中重同位素的燃耗方程
7.1.3 燃耗方程的求解
7.2 裂变产物Xe和Sm的中毒
7.2.1 13sXe中毒
7.2.2 149Sm#毒
7.3 反应性随时间的变化与燃耗深度
7.3.1 反应性随时间的变化与堆芯寿期
7.3.2 燃耗深度
7.4 核燃料的转换与增殖
参考文献
习题

第8章 温度效应与反应性控制
8.1 反应性系数
8.1.1 反应性温度系数及其对核反应堆稳定性的影响
8.1.2 燃料温度系数
8.1.3 慢化剂温度系数
8.1.4 其它反应性系数
8.1.5 温度系数的计算
8.2 反应性控制的任务和方式
8.2.1 反应性控制中所用的几个物理量
8.2.2 反应性控制的任务
8.2.3 反应性控制的方式
8.3 控制棒控制
8.3.1 控制棒的作用和一般考虑
8.3.2 控制棒价值的计算
8.3.3 控制棒插入深度对控制棒价值的影响
8.3.4 控制棒间的干涉效应
8.3.5 控制棒插入不同深度对堆芯功率分布的影响
8.4 可燃毒物控制
8.4.1 可燃毒物的作用
8.4.2 可燃毒物的布置及其对反应性的影响
8.4.3 可燃毒物的计算
8.5 化学补偿控制
参考文献
习题

第9章 核反应堆动力学
9.1 缓发中子的作用
9.2 点堆中子动力学方程
9.3 阶跃扰动时点堆模型动态方程的解
9.4 反应堆周期
9.4.1 反应堆周期
9.4.2 不同反应性引入时反应堆的响应特性
9.5 点堆动力学方程的近似解法
9.5.1 单组缓发中子近似
9.5.2 常数缓发中子源近似
9.5.3 瞬跳近似
9.6 点堆动力学方程的数值解法
参考文献
习题

第10章 压水堆堆芯燃料管理
10.1 核燃料管理的主要任务
10.1.1 核燃料管理中的基本物理量
10.1.2 核燃料管理的主要任务
10.2 多循环燃料管理
10.2.1 平衡循环及各参数之间的关系
10.2.2 初始循环与过渡循环
10.3 单循环燃料管理
10.3.1 堆芯换料方案
10.3.2 堆芯燃料管理计算
10.4 堆芯换料设计的优化
10.4.1 堆芯换料设计优化模型
10.4.2 堆芯换料设计优化方法简介
参考文献
附录
附录1 国际单位制（SD）
附录2 基本常数
附录3 元素与一些分子的截面和核参数
附录4 非1因子
附录5 函数
附录6 EnCz-）函数
附录7 误差函数erf（x）
附录8 贝塞尔函数

精彩书摘

　　第1章　核反应堆的核物理基础
　　核反应堆是一种能以可控方式实现自续链式核反应的装置。根据原子核产生能量的方式，可以分为裂变反应堆和聚变反应堆两种。当今世界上已建成和广泛使用的反应堆都是裂变反应堆，聚变反应堆目前尚处于研究设计阶段。裂变反应堆是通过把一个重核裂变为两个中等质量核而释放能量。它是由核燃料、冷却剂、慢化剂、结构材料和吸收剂等材料组成的一个复杂系统。按用途不同，裂变反应堆可分为生产堆、实验堆和动力堆。按冷却剂或慢化剂的种类不同可分为轻水堆、重水堆、气冷堆和液态金属冷却快中子增殖堆。按引起裂变反应的中子能量不同，又可分为热中子反应堆和快中子反应堆。
　　本书主要讨论裂变反应堆的物理理论基础和它的计算方法。尽管裂变反应堆包含许多类型，但其物理过程都是相类似的。所有裂变反应堆内的主要核过程都是中子与核反应堆内各种核素的相互作用过程。如在热中子反应堆内，裂变中子具有2MeV左右的平均能量，首先经过与慢化剂原子核的碰撞而被慢化到热能，最后被各种材料的原子核所吸收或逸出堆外，其中核燃料吸收中子将可能引起新的裂变。因此，在讨论核反应堆的物理过程之前，必须对不同能量的中子与各种材料的原子核的相互作用有一定的了解。
　　本章首先概略地介绍核反应堆物理分析中经常用到的有关中子与原子核相互作用的一些核物理知识，然后定性地讨论实现自续链式裂变反应的条件和热中子反应堆内的中子循环过程。这些核物理知识，读者在先修课程“原子核物理基础”或“核辐射物理”中均已熟悉，本章只是把在反应堆物理分析中需要用到的一些重要概念和结论加以概述。

前言/序言

　　《核反应堆物理分析》(原子能出版社，1980年)自出版以来，已经历了两次修订再版，并被确定为全国高等教育教材，为许多高等院校所采用，对我国核反应堆工程及核电人才的培养起到了积极的作用。该教材于1987年获得了原核工业部优秀教材特等奖，1997年获核工业总公司科学技术进步三等奖。
　　近年来，核科学技术，特别是计算机和计算科学的迅速发展，显著地促进了核反应堆物理理论与计算方法的发展。特别是近20年来，随着核能事业的发展，许多有效的、高精度的计算方法和计算软件已经在工程设计中获得了广泛的应用。原教材中的部分内容，如传统的四因子理论和计算方法已难以适应现代核设计的要求。因而，许多工程技术人员和高等学校的教师们从他们工程实践和近年来的教学实际经验出发，都深感原来的《核反应堆物理分析》教材已适应不了当前核能发展和教学的需要，希望能对该书在原来的基础上作较大的修改，并补充反映近年来反应堆物理理论、核燃料管理计算以及设计方法方面最新发展的内容。这就是本书编写的由来。2002年教育部经专家评审，批准将本书列入了国家“十五“”重点教材建设规划的选题。

探索微观世界的奥秘：《原子结构与量子力学导论》 简介 内容提要： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的原子结构理论和量子力学基础知识的导论。我们从经典物理学的局限性出发，逐步引入现代物理学的核心概念，带领读者穿越从宏观世界到微观粒子领域的思维转变。全书内容严谨，逻辑清晰，力求在保持科学准确性的同时，提供丰富的物理图像和直观的理解。 第一部分：经典物理学的黄昏与新时代的黎明 第一章：经典物理学的困境与射频黑体辐射 本章追溯了十九世纪末物理学面临的重大挑战。我们详细探讨了黑体辐射的实验现象，以及经典物理学（如瑞利-金斯定律）在描述高频部分时的“紫外灾难”。随后，我们引入普朗克对能量量子化的革命性假设——能量以不连续的“能量子”形式发射和吸收，标志着量子理论的诞生。本章侧重于理解为何旧理论无法解释观察到的现象，以及普朗克的贡献如何打开了通往原子世界的门户。 第二章：光电效应与光的粒子性 爱因斯坦对光电效应的解释是光量子理论的又一里程碑。本章深入分析了光电流的强度、频率依赖性以及截止电压的概念。我们将详尽阐述光子能量 $E=h u$ 的概念，并将其应用于解释光强与电子发射数量之间的关系，而非传统认为的能量关系。通过对实验的细致剖析，读者将深刻理解光的波粒二象性。 第三章：原子光谱与玻尔模型 氢原子发出的特征光谱是原子内部结构的直接证据。本章首先回顾了定性光谱线的规律，随后重点介绍尼尔斯·玻尔提出的革命性原子模型。我们将详细推导玻尔模型中电子轨道的稳定条件、能量级别的计算公式以及对巴尔末系谱线的精确预测。尽管玻尔模型在描述更复杂的原子体系时存在局限，但其引入的“量子化轨道”和“能级跃迁”概念，是连接经典图像与现代量子力学的关键桥梁。 第二部分：迈向严谨的量子力学框架 第四章：物质的波粒二象性——德布罗意假设 如果光具有粒子性，那么粒子（如电子）是否也具有波动性？本章系统阐述了德布罗意的物质波概念，推导出波长 $lambda = h/p$ 的关系。我们将结合电子衍射实验（如戴维孙-革末实验）来验证物质波的存在，并讨论如何用波动的概念来描述粒子的运动轨迹。 第五章：薛定谔方程与波函数 量子力学的核心数学工具——薛定谔方程的建立是本卷的重中之重。我们首先从德布罗意波的相位速度和群速度关系出发，导出了定态薛定谔方程和含时薛定谔方程。本章将详细解释波函数 $Psi(mathbf{r}, t)$ 的物理意义，强调其概率幅的解释，即 $|Psi|^2$ 代表在某一时刻和某一位置发现粒子的概率密度。我们将侧重于理解波函数的归一化和正交性条件。 第六章：一维势场中的量子力学问题 为了直观理解薛定谔方程的应用，本章专门分析了几个基础的一维模型： 1. 无限深势阱（粒子在盒中）： 导出电子的离散能级和定态波函数，直观展示量子化如何从边界条件中自然产生。 2. 有限深势阱： 讨论势垒穿透（隧道效应）的定性描述，这是纯粹的量子现象。 3. 量子谐振子： 求解该模型的薛定谔方程，得出其能级间距相等（零点能 $E_0 = frac{1}{2}hbaromega$）的结论，并与经典谐振子的能量分布进行对比。 第三部分：多维空间与角动量 第七章：三维空间中的薛定谔方程与中心势场 我们将坐标从一维扩展到三维，并引入球坐标系，重点研究中心对称势场下的薛定谔方程。通过分离变量法，我们将三维问题分解为径向方程和角向方程。角向方程的解直接引出了球谐函数，它们是描述原子轨道形状的数学基础。 第八章：角动量与本征值 角动量在描述原子系统中的运动至关重要。本章将严格定义空间角动量算符 $mathbf{hat{L}}$，并推导出其在笛卡尔坐标系和球坐标系下的分量。我们将阐述角动量算符的对易关系，并证明 $L^2$ 和 $L_z$ 可以同时具有确定本征值。本章详细计算了轨道角动量量子数 $l$ 和磁量子数 $m_l$ 的取值范围及其对应的本征值 $L^2 = hbar^2 l(l+1)$ 和 $L_z = hbar m_l$。 第九章：氢原子——量子力学的完美胜利 本章将中心势场（库仑势）代入径向薛定谔方程，求解精确的氢原子能级。我们将详细分析薛定谔方程的解——径向函数，并引入主量子数 $n$。通过将理论结果与实验光谱进行对比，读者将看到量子力学在解释宏观可观测现象上的无与伦比的精确性。本章将描绘出 $s, p, d, f$ 等不同形状的电子云（概率密度分布）。 第四章：自旋与全同粒子 第十章：电子自旋的引入与斯特恩-革拉赫实验 为了解释原子光谱中的精细结构和非磁性材料中的磁性，必须引入新的量子数——自旋。本章首先回顾斯特恩-革拉赫实验，展示了无磁矩粒子的偏转也会出现分裂，从而确立了电子具有内在角动量——自旋角动量 $mathbf{hat{S}}$ 的概念。我们将定义自旋量子数 $s=1/2$ 和磁自旋量子数 $m_s = pm 1/2$，并讨论泡利不相容原理的初步形式。 第十一章：泡利不相容原理与多电子原子 泡利不相容原理是理解化学周期律和原子结构的关键。本章将该原理推广至所有费米子，阐述两个全同费米子不能处于完全相同的量子态。我们将利用此原理和洪特规则来构建多电子原子的电子排布，解释元素周期表中各族元素的性质规律。 第十二章：玻色子与费米子 本章对量子统计进行了系统性分类。我们将介绍玻色-爱因斯坦统计（适用于玻色子）和费米-狄拉克统计（适用于费米子），并讨论它们在描述凝聚态物质（如晶格振动、电子气）中的基本差异。通过对两种统计分布函数的分析，读者将对粒子在宏观集聚行为中表现出的集体效应有更深的认识。 总结： 本书结构设计旨在层层递进，从经典物理的失败引导读者接受全新的量子概念，最终建立起描述微观世界的基本数学和物理框架。全书辅以大量的数学推导和定性的物理图像分析，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。

评分☆☆☆☆☆

这本书的插图和图示设计实在是让人摸不着头脑，完全没有起到辅助理解的作用。很多图表布局混乱，标签标注不清，有时甚至出现逻辑矛盾的情况。我花了很大力气去解读一张复杂的反应堆核心示意图，结果发现图示本身就存在多处歧义，根本无法帮助我建立正确的空间或物理概念。一个好的技术书籍，图示应该是其灵魂所在，能够将抽象的概念具象化。然而，这本书的插图却像是随手拼凑起来的，极大地破坏了阅读的连贯性和理解的流畅性。

评分☆☆☆☆☆

我不得不承认，这本书的理论深度远远超出了我目前的认知水平。尽管我对这个领域抱有浓厚的兴趣，并且具备一定的基础知识，但书中大量的专业术语和复杂的数学推导让我感到力不从心。很多章节我需要反复阅读好几遍，甚至需要查阅大量的补充资料才能勉强理解其核心思想。这对于初学者来说可能是一个巨大的障碍，它更像是一本写给资深研究人员的内部报告，而不是一本面向更广泛读者的教材。我希望作者能在行文结构上更注重逻辑递进，或者至少提供更详尽的背景铺垫，而不是直接抛出高深的理论模型。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例分析部分简直是敷衍了事，缺乏足够的实操指导价值。虽然书中提到了很多理论模型，但在实际应用层面却几乎没有深入探讨。例如，在讨论某一特定反应堆类型的设计优化时，作者只是简单地罗列了一些参数，却未能提供具体的计算流程、软件应用或者实际操作中可能遇到的陷阱。这使得我对这些理论知识如何转化为实际工程能力感到非常迷茫。对于希望通过这本书来提升实际问题解决能力的读者来说，这本书的实用性大打折扣，更像是一本纯理论的学术专著。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是一场灾难，印刷质量低劣得令人发指。纸张泛黄，字体模糊不清，很多地方墨迹不均，看得我眼睛生疼。尤其是那些复杂的公式和图表，本来就难以理解，在这样的低劣印刷条件下简直成了天书。我花了很长时间才勉强辨认出一些关键术语，但阅读体验实在是太差了。我期待的是一本专业的、严谨的参考书，而不是一本像盗版杂志一样的粗制滥造品。如果作者和出版社对自己的作品如此敷衍了事，又怎么能指望读者能认真对待其中的内容呢？这完全是对读者时间的一种不尊重。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来看，这本书显得异常的枯燥和晦涩，缺乏必要的引导性和亲和力。作者的叙述方式非常平铺直叙，充满了被动语态和冗长的从句，读起来让人昏昏欲睡。在阐述一些关键概念时，没有采用任何生动的比喻或对比来帮助读者抓住重点。这使得原本就具有一定难度的物理分析过程，变得更加像是在啃一本冷冰冰的、没有感情的说明书。对于需要通过阅读来建立学习兴趣的读者而言，这本书的文字表现力简直是灾难性的，很难让人产生继续深入下去的动力。

评分☆☆☆☆☆

看起来是正版，挺好的

评分☆☆☆☆☆

读书的好处有很多.给你介绍以下几点: 1.可以使我们增长见识,不出门,便可知天下事. 2.可提高我们的阅读能力和写作水平. 3.可以使我们变的有修养. 4.可以使我们找到好工作. 5.可以使我们在竞争激烈的社会立于不败之地. ...... 其实读书有很多好处,就等有心人去慢慢发现. 最大的好处是可以让你有属于自己的本领靠自己生存。 让你的生活过得更充实，学习到不同的东西。感受世界的不同。 不需要有生存的压力，必竞都是有父母的负担。 虽然现在读书的压力很大，但请务必相信你是幸福的。 在我们国家还有很多孩子连最基本的教育都没办法享受的。 所以，你现在不需要总结，随着年龄的成长，你会明白的，还是有时间多学习一下。 新年快乐！新学年成绩更上一层楼。 古代的那些文人墨客,都有一个相同的爱好-------读书.书是人类进步的阶梯.读书是每个人都做过的事情,有许多人爱书如宝,手不释卷,因为一本好书可以影响一个人的一生.那么,读书有哪些好处呢?1读书可以丰富我们的知识量.多读一些好书,能让我们了解许多科学知识.2读书可以让我们拥有"千里眼".俗话说的好"秀才不出门,便知天下事.""运筹帷幄,决胜千里."多读一些书,能通古今,通四方,很多事都可以未卜先知.3读书可以让我们励志.读一些有关历史的书籍,可以激起我们的爱国热情.4读书能提高我们的写作水平.读一些有关写作方面的书籍,能使我们改正作文中的一些不足,从而提高了我们的习作水平.读书的好处还有一点,就是为我们以后的生活做准备.那么,读哪些书比较好呢?读什么书是根据自己的年龄段和自己的文化水平来做选择的.幼儿应该读一些启蒙类的书.如<<幼儿经典枕边故事>>,<<唐诗三百首>>等.3~4年级的小学生应该读一些漫画类,知识类,文学类的书.如儿童文学中华上下五千年等。5~6年级的小学生应该读一些知识类,文学类，传记类的书。如《女生日记》，《调皮的日子》，《百科全书》等。 在书的海洋里，我们领略到了匹诺曹的诙谐有趣；走进了小兵张嘎的那个抗日年代，激起了无限的爱国热情；你听，这是什么声音，啊，原来是《巴黎圣母院》里的那个敲钟人在敲钟呢；啊，凤凰人，在我们的论坛里，我闻到了一股清新 读书的好处有很多.给你介绍以下几点: 1.可以使我们增长见识,不出门,便可知天下事. 2.可提高我们的阅读能力和写作水平. 3.可以使我们变的有修养. 4.可以使我们找到好工作. 5.可以使我们在竞争激烈的社会立于不败之地. ...... 其实读书有很多好处,就等有心人去慢慢发现. 最大的好处是可以让你有属于自己的本领靠自己生存。 让你的生活过得更充实，学习到不同的东西。感受世界的不同。 不需要有生存的压力，必竞都是有父母的负担。 虽然现在读书的压力很大，但请务必相信你是幸福的。 在我们国家还有很多孩子连最基本的教育都没办法享受的。

评分☆☆☆☆☆

看了好多天才来评价真是不好意思，是正版

评分☆☆☆☆☆

帮同事买的，送货超快的，同事说服务很好！！

评分☆☆☆☆☆

支持京东，晚上付款的，第二天下午就送到了。服务也很好，是正版的，很好！

评分☆☆☆☆☆

其他还不错，就是送快递的太嚣张了，人还没到就让我先去，等了15分钟不见人，现在看来京东的广告实在太搞笑了

评分☆☆☆☆☆

核反应堆的基础课程，值得一看！

评分☆☆☆☆☆

看起来是正版，挺好的

评分☆☆☆☆☆

正在看 可能有些难 慢慢来 研究生也要用