哈尔滨工程大学

核反应堆物理

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课程概述

      核反应堆物理是核能科学与工程专业的一门专业基础课。这门课程以本科生为对象,介绍了核工程中与反应堆物理相关的基本概念、反应堆临界和运行的基本原理、以及反应堆设计的基本理论和方法。

      本门课程共分为9讲,内容包括:反应堆中核反应的分类与描述方法;中子的扩散与慢化;均匀反应堆的临界理论;反应堆中的反应性变化与反应性控制;反应堆动力学;中子输运理论;反应堆堆芯物理设计与燃料管理;反应堆物理启动。最后对整门课程进行了复习并针对一些具有代表性的习题进行了讲解。

      本门课程特点在于着重阐述反应堆物理的基本概念和基本理论,力求避免繁杂的数学推导;注意结合工程实际,以培养学生的学习兴趣。

授课目标
​ 通过本门课程的学习,使学生了解核反应堆的工作原理;掌握核反应堆物理的基本概念和理论;能够识别、表达与反应堆物理相关的复杂核工程问题;能够利用所学的知识进行分析这些问题并得到有效的结论。
证书要求

⒈本课程的学习要求完成以下内容:

①完成所有视频的学习;

②完成所有单元测验并按时提交;

③积极参与所有单元的讨论;

④参加期末考试。


⒉课程学习成绩由两部分构成:

①平时成绩:包括单元测验与讨论。平时成绩占总成绩的40%。

②课程考试:课程结束后,学生必须参加最后的考试,考试成绩占总成绩的60%。


预备知识

学习本门课程,应当完成以下前续课程的学习:

⒈高等数学

⒉线性代数

⒊概率论与数理统计

⒋大学物理

⒌原子核物理基础

授课大纲

第1讲 绪论

  1.1 反应堆分类与压水堆核电站工作原理

第2讲 反应堆中的核反应

  2.1 中子核反应的分类

  2.2 中子核反应截面与核反应率

  2.3 截面随中子能量的变化规律

  2.4 核裂变反应

第3讲 中子扩散、慢化与反应堆临界理论

  3.1 链式裂变反应与反应堆临界

  3.2 中子慢化与慢化能谱

  3.3 中子扩散方程

  3.4 均匀反应堆的临界理论

  3.5 非均匀反应堆初步讨论

第4讲 反应性的变化与控制

  4.1 反应堆的温度效应

  4.2 中毒效应

  4.3 燃耗

  4.4 反应性控制

第5讲 反应堆中子动力学

  5.1 缓发中子的作用

  5.2 点堆中子动力学方程

  5.3 反应性阶跃变化时中子密度的响应

第6讲 中子输运理论简介

  6.1 中子输运方程及其边界条件

  6.2 中子输运方程近似解法概述

第7讲 反应堆堆芯物理设计与燃料管理

  7.1 堆芯物理设计概述

  7.2 堆芯物理设计计算方法

  7.3 核电厂燃料管理

第8讲 反应堆物理启动试验

  8.1 物理启动试验与首次临界

  8.2 反应性测量

第9讲 复习总结与经典题型分析

  9.1 复习总结

  9.2 经典题型分析

参考资料

【教学用书】

  1. 曹欣荣,赵强.核反应堆物理基础.原子能出版社,2011

【参考资料】

  1. 谢仲生,吴宏春.核反应堆物理分析.西安交通大学出版社,2004

  2. Weston M.Stacey. Nuclear Reactor Physics. John Wiley & Sons, 2001

  3. James J.Duderstadt, Louis J.Hamilton. Nuclear Reactor Analysis. JohnWiley & Sons, 1976