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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κeff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Λ122

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127

6.6 小结130

参考文献131

第7章 堆芯燃料管理132

7.1 核燃料管理中的基本物理量132

7.1.1 换料周期与循环长度132

7.1.2 批料数和一批换料量132

7.1.3 循环燃耗和卸料燃耗133

7.2 堆芯燃料管理计算133

7.2.1 群常数的功率及平衡氙反馈校正134

7.2.2 控制棒临界位置的搜索136

7.2.3 燃耗计算137

7.2.4 计算结果137

7.3 换料优化模型及方法138

7.3.1 优化问题的描述139

7.3.2 优化模型140

7.3.3 优化方法140

7.3.4 优化计算软件和计算流程图144

7.4 小结145

参考文献146

第8章 实验孔道屏蔽计算方法147

8.1 实验孔道屏蔽计算方法简介147

8.1.1 离散纵标法通用屏蔽计算方法148

8.1.2 蒙特卡罗屏蔽计算抽样方法156

8.1.3 离散纵标法耦合屏蔽计算方法161

8.1.4 蒙特卡罗法耦合屏蔽计算方法165

8.1.5 离散纵标加速蒙特卡罗方法168

8.1.6 蒙特卡罗-离散纵标耦合方法168

8.1.7 离散纵标-蒙特卡罗耦合方法168

8.1.8 离散纵标-蒙特卡罗综合耦合方法169

8.2 西安脉冲反应堆实验孔道屏蔽计算169

8.2.1 垂直孔道屏蔽计算170

8.2.2 水平径向孔道参数计算170

8.2.3 辐照腔屏蔽计算171

8.2.4 热柱孔道屏蔽计算171

8.2.5 中子照相孔道屏蔽计算174

8.3 小结176

参考文献176

第9章 事故安全分析178

9.1 失水事故179

9.1.1 停堆后的发热180

9.1.2 破口流量183

9.1.3 燃料元件导热模型183

9.1.4 包壳表面的传热183

9.1.5 自然循环流量183

9.1.6 失水事故分析184

9.2 弹棒事故186

9.3 外电源失电事故187

9.4 放射性物质释放事故189

9.4.1 事故剂量计算190

9.4.2 事故剂量评价191

9.5 小结191

参考文献191

附录193

附录1 TRIGA堆在世界范围内的分布概况193

附录2 铀氢锆脉冲反应堆参数对比195

附录3 铀氢锆脉冲反应堆稳态堆芯装载图197

附录4 铀氢锆脉冲反应堆脉冲堆芯装载图198