高等核反应堆物理

目录序前言第1章 绪论 1参考文献 3第2章 核数据库制作 42.1 评价核数据库 42.2 核数据处理 82.2.1 核数据处理的基本流程 82.2.2 多群数据计算方法 92.2.3 共振积分表的计算方法 122.2.4 能群结构 122.3 燃耗数据库的制作 132.4 中子动力学参数 172.5 中子热化截面 172.5.1 热中子散射基本原理 172.5.2 热中子散射截面计算 182.6 常用核数据处理程序介绍 202.6.1 NJOY 202.6.2 NECP-Atlas 202.6.3 PREPRO 202.6.4 FUDGE 212.6.5 FRENDY 212.6.6 GRUCON 21参考文献 21第3章 中子输运方程 233.1 中子输运方程的导出 233.1.1 基本物理量 233.1.2 中子输运方程的建立 253.1.3 边界条件 273.2 特征值问题 273.2.1 k特征值问题 273.2.2 α特征值问题 283.3 多群中子输运方程 303.3.1 分群理论及群常数 303.3.2 多群中子输运方程的源项 313.4 中子输运方程的积分形式 333.5 中子输运方程的二阶形式 353.5.1 奇偶形式的中子输运方程 363.5.2 自共轭形式的SAAF方程 37参考文献 39第4章 中子输运方程的确定论数值方法 404.1 球谐函数和简化球谐函数方法 404.1.1 球谐函数和勒让德函数 404.1.2 一维平板几何下的PN方法 414.1.3 三维直角坐标系下的PN方法 454.1.4 简化球谐函数法和SP3方程 494.2 离散纵标方法 514.2.1 SN方程的建立 514.2.2 一维平板几何下的SN方法 524.2.3 三维直角坐标系下的SN方法 544.2.4 射线效应及其消除方法 594.3 特征线方法 614.3.1 特征线方程的建立 614.3.2 特征线方程的解 634.3.3 特征线追踪技术 674.3.4 二维/一维耦合算法 714.4 碰撞概率方法 734.4.1 平源近似 754.4.2 二维多柱系统的*次碰撞概率 764.4.3 一维同心圆柱系统的*次碰撞概率 804.4.4 互易关系式 824.5 数值方法的加速技术 844.5.1 渐近源外推Lyusternik-Wagner方法 854.5.2 Wielandt加速方法 864.5.3 扩散综合加速方法 874.5.4 粗网有限差分方法 90参考文献 93第5章 中子输运方程的扩散近似及其数值方法 965.1 中子输运方程的扩散近似 975.1.1 P1近似与P1方程 995.1.2 输运修正近似与中子扩散方程 1025.1.3 中子扩散边界条件 1045.2 有限差分方法 1075.2.1 网格剖分 1075.2.2 方程离散 1085.2.3 边界条件离散 1115.2.4 代数方程组构建 1125.2.5 迭代求解 1125.3 节块展开方法 1135.3.1 网格划分 1135.3.2 中子平衡方程 1135.3.3 横向积分 1145.3.4 基函数展开 1155.3.5 横向泄漏处理 1175.3.6 净中子流耦合方程 1195.3.7 边界条件 1205.3.8 迭代求解 1215.4 非线性迭代节块方法 1225.4.1 全局CMFD离散 1235.4.2 全局与局部的非线性耦合迭代 1245.4.3 局部两节块离散 1255.5 非均匀变分节块方法 1285.5.1 泛函建立 1295.5.2 泛函离散 1305.5.3 响应矩阵计算 1325.5.4 迭代求解 133参考文献 134第6章 中子输运方程的概率论数值方法 1366.1 蒙特卡罗方法的基本原理 1366.1.1 蒙特卡罗方法——统计实验方法 1366.1.2 收敛性与误差 1386.1.3 随机数 1406.1.4 随机抽样方法 1426.2 蒙特卡罗方法求解中子输运问题 1476.2.1 中子发射密度方程与蒙特卡罗模拟 1476.2.2 中子输运历史模拟 1496.2.3 计数统计方法 1536.2.4 临界问题求解 1556.3 减方差技巧 1596.3.1 减方差方法概述 1596.3.2 几何分裂与轮盘赌 1616.3.3 隐吸收方法 1616.3.4 权窗方法 1616.3.5 CADIS方法 1626.4 蒙特卡罗方法的加速技术和高性能计算* 1666.4.1 蒙特卡罗大规模计算挑战 1666.4.2 粒子并行方法 1686.4.3 数据分解并行方法 1716.4.4 异构并行方法 1736.5 常用蒙特卡罗程序简介 1746.5.1 MCNP 1746.5.2 Serpent 1756.5.3 OpenMC 1756.5.4 MONK 1756.5.5 TRIPOLI-4 1766.5.6 MVP/GMVP II 1766.5.7 McCARD 1766.5.8 RMC 1776.5.9 JMCT 1776.5.10 NECP-MCX 177参考文献 178第7章 共振自屏计算方法 1817.1 共振能区的中子能谱 1837.1.1 均匀系统的渐近能谱 1837.1.2 非均匀系统的渐近能谱 1877.2 等价理论方法 1897.2.1 逃脱概率有理近似 1897.2.2 共振截面的计算与插值方法 1947.2.3 栅格系统与丹可夫因子 1957.3 子群方法 2017.3.1 子群的物理意义 2027.3.2 子群参数的计算 2027.3.3 子群中子慢化方程及求解 2067.3.4 子群方法中共振干涉效应的处理 2087.4 超细群方法 2107.4.1 均匀系统的超细群慢化方程 2107.4.2 非均匀系统的超细群慢化方程 2127.4.3 超细群方法的发展与应用 2197.5 全局-局部耦合方法 2207.5.1 全局-局部耦合方法的理论框架 2217.5.2 全局效应计算 2217.5.3 耦合计算 2227.5.4 局部效应的计算 223参考文献 230第8章 燃耗方程及其数值方法 2328.1 燃耗方程 2328.1.1 燃耗链 2328.1.2 燃耗方程的形式 2338.2 泰勒展开方法 2348.3 线性子链方法 2358.4 切比雪夫有理近似方法 2378.5 常用程序介绍 2388.5.1 ORIGEN 2388.5.2 CINDER 2388.5.3 FISPACT 2398.5.4 DEPTH 2398.5.5 NECP-ERICA 239参考文献 239第9章 中子输运共轭方程与微扰理论 2419.1 中子输运共轭方程与中子价值 2419.1.1 内积及共轭算符 2419.1.2 中子输运方程的共轭形式 2449.1.3 共轭方程的本征值及本征函数 2479.1.4 多群共轭方程及其求解 2489.1.5 中子价值 2509.2 微扰理论 2529.2.1 一阶微扰理论 2529.2.2 广义微扰理论 2579.2.3 高阶微扰理论 2599.3 微扰理论在反应堆物理分析中的应用 2619.3.1 应用微扰理论计算特征值敏感性系数 2619.3.2 应用高阶微扰理论计算控制棒价值 264参考文献 268第10章 核反应堆中子动力学 26910.1 中子动力学理论 26910.1.1 与时间有关的反应堆中子学现象 26910.1.2 反应堆动力学的研究对象 27010.1.3 缓发中子 27010.2 点堆中子动力学 27210.2.1 一般点堆动力学方程 27210.2.2 精确点堆动力学方程 27510.2.3 数值计算方法简介 27710.2.4 点堆动力学的应用 28410.3 时空中子动力学 29310.3.1 时间直接离散法 29610.3.2 因式分解法 29810.3.3 模项展开法 300参考文献 302第11章 压水堆堆芯物理计算方法 30411.1 栅格计算 30611.1.1 泄漏修正方法 30611.1.2 输运-燃耗耦合方法 31011.1.3 分支计算 31111.2 等效均匀化计算 31111.2.1 均匀化基本原理 31211.2.2 传统均匀化方法 31411.2.3 等效均匀化方法 31611.2.4 超级均匀化方法 31811.2.5 围板/水反射层均匀化方法 31911.2.6 均匀化常数参数化 32411.3 堆芯稳态计算 33011.3.1 精细功率重构方法 33011.3.2 控制棒尖齿效应处理方法 33611.3.3 动力学参数计算方法 33811.4 堆芯瞬态计算 33911.4.1 瞬态物理-热工耦合计算 34011.4.2 耦合方式 34011.4.3 耦合途径 34311.4.4 网格映射与时间步长 34311.5 典型压水堆核设计程序简介 34511.5.1 SCIENCE软件 34511.5.2 CASMO/SIMULATE软件 34711.5.3 NECP-Bamboo软件 347参考文献 349第12章 敏感性和不确定性分析 35112.1 基本概念 35112.1.1 数学定义 35212.1.2 核数据的协方差 35212.1.3 敏感性分析与不确定性分析 35412.2 基于微扰理论的分析方法 35612.2.1 中子输运计算敏感性分析 35612.2.2 燃耗计算敏感性分析 35912.3 基于统计学抽样的分析方法 36312.3.1 基本理论 36412.3.2 抽样方法 36512.3.3 核数据扰动和自洽守恒原则 36612.4 核反应堆不确定性分析及应用 37112.4.1 核反应堆不确定性分析 37112.