《核反應(yīng)堆理論》課程教學(xué)大綱

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1、《核反應(yīng)堆理論》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：0805507401課程名稱：核反應(yīng)堆理論英文名稱：NuclearReactorPhysics課程類型：專業(yè)必修課總學(xué)時(shí)：40講課學(xué)時(shí)：40學(xué)　　分：2.5適用對(duì)象：適用于四年制本科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)（核電站集控運(yùn)行方向）先修課程：原子核物理一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)《核反應(yīng)堆理論》是熱能與動(dòng)力工程專業(yè)（核電站集控運(yùn)行方向）專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。講述的是中子核反應(yīng)的基礎(chǔ)理論和分析計(jì)算方法，講述的內(nèi)容主要包括中子與原子核的作用、中子慢化與擴(kuò)散、核反應(yīng)堆臨界理論、反應(yīng)性控

2、制等。《核反應(yīng)堆理論》課程主要講授核反應(yīng)堆的基礎(chǔ)理論知識(shí)，目的是培養(yǎng)學(xué)生具備從事核反應(yīng)堆工程領(lǐng)域或相關(guān)工作的基礎(chǔ)知識(shí)。任務(wù)是讓學(xué)生掌握核反應(yīng)堆基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本原理。二、教學(xué)基本要求1.掌握核裂變過程和鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)。2.掌握中子慢化和中子擴(kuò)散過程中的規(guī)律和相關(guān)知識(shí)。3．掌握均勻反應(yīng)堆的臨界理論知識(shí)。4．掌握反應(yīng)性隨時(shí)間的變化規(guī)律、溫度效應(yīng)以及反應(yīng)性的控制。5．掌握核反應(yīng)堆的緩發(fā)中子的作用。三、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章核反應(yīng)堆的核物理基礎(chǔ)本章主要介紹學(xué)習(xí)本課程所必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，定性的討論實(shí)現(xiàn)

3、自續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的條件和熱中子反應(yīng)堆內(nèi)的中子循環(huán)過程。熟悉：中子和原子核的相互作用的基本概念，中子截面、中子通量密度、核反應(yīng)率等重要物理概念。理解：中子截面和核反應(yīng)率，核裂變過程和鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)等。了解：共振吸收，多普勒效應(yīng)。第二章中子慢化和慢化能譜本章主要講述中子在慢化過程中的規(guī)律和相關(guān)知識(shí)，首先討論了中子彈性散射漫畫過程，然后討論無限介質(zhì)內(nèi)中子慢化能譜和慢化過程中的共振吸收，最后介紹熱中子反應(yīng)堆內(nèi)的近似能譜。熟悉：中子的彈性散射過程；理解：熱中子能譜及其在反應(yīng)堆內(nèi)能譜的近似分布與熱中子的平均截面。

4、了解：無限均勻介質(zhì)中子的慢化能譜，均勻介質(zhì)中的共振吸收。第三章中子擴(kuò)散理論本章主要講述中子在擴(kuò)散過程中的規(guī)律和相關(guān)知識(shí)，是后續(xù)各章的大部分理論基礎(chǔ)。熟悉：?jiǎn)文苤凶訑U(kuò)散方程的建立，擴(kuò)散長(zhǎng)度，慢化長(zhǎng)度和徙動(dòng)長(zhǎng)度與能量相關(guān)的中子擴(kuò)散方程和分群擴(kuò)散理論，擴(kuò)散－年齡近似等。了解：非增殖介質(zhì)內(nèi)中子擴(kuò)散方程的解，反照率。第四章均勻反應(yīng)堆的臨近理論本章介紹均勻反應(yīng)堆的臨界理論，主要研究由燃料和慢化劑組成的有限均勻介質(zhì)內(nèi)的中子擴(kuò)散問題。首先討論了最簡(jiǎn)單的沒有反射層的均勻裸堆模型，在此基礎(chǔ)上討論了有反射層反應(yīng)堆的單群擴(kuò)

5、散理論，最后介紹了中子通量密度分布不均勻系數(shù)和功率分布展平的概念。熟悉：均勻裸堆臨界的單群理論，有反射層的反應(yīng)堆的單群擴(kuò)散理論。理解：中子通量密度分布不均勻系數(shù)和功率分布展平的概念。*第五章分群擴(kuò)散理論本章主要介紹了分群擴(kuò)散理論。首先建立起與能量相關(guān)的中子擴(kuò)散方程，然后介紹分群方法。熟悉：多群中子擴(kuò)散方程的建立。理解：雙群模型。了解：群常數(shù)的計(jì)算方法，多群擴(kuò)散方程的數(shù)值求解。*第六章柵格的非均勻效應(yīng)與均勻化群常數(shù)的計(jì)算本章主要討論了柵格的非均勻效應(yīng)以及非均勻柵格均勻化群常數(shù)的計(jì)算。熟悉：柵格的非均勻

6、效應(yīng)，柵格均勻化處理。了解：柵格均勻化群常數(shù)的計(jì)算，燃料組件內(nèi)均勻化通量密度分布及少群常數(shù)的計(jì)算，共振區(qū)群常數(shù)的計(jì)算，柵格幾何參數(shù)的選擇。第七章反應(yīng)性隨時(shí)間的變化本章主要講述反應(yīng)堆的反應(yīng)性隨時(shí)間的變化規(guī)律，主要內(nèi)容為：核燃料同位素成分的變化和燃耗；裂變產(chǎn)物同位素的生成與消耗；反應(yīng)堆啟動(dòng)和停堆后氙中毒和釤中毒隨時(shí)間的變化；反應(yīng)性隨時(shí)間的變化；堆芯壽期、燃耗深度以及核燃料的轉(zhuǎn)換和循環(huán)等問題。熟悉：燃料中重同位素成分隨時(shí)間的變化，裂變產(chǎn)物中毒，反應(yīng)性隨時(shí)間的變化與燃耗深度，核燃料的轉(zhuǎn)換與增殖等。理解：燃耗

7、深度的計(jì)算。了解：氙震蕩。第八章溫度效應(yīng)與反應(yīng)性控制本章主要講反應(yīng)堆的溫度效應(yīng)和反應(yīng)性控制，本章首先定性的討論溫度效應(yīng)和反應(yīng)性溫度系數(shù)，然后介紹反應(yīng)性控制的任務(wù)和方式，最后分析了目前壓水堆常用的三種控制方式——控制棒控制、可燃毒物控制和化學(xué)補(bǔ)償控制。熟悉：反應(yīng)性溫度系數(shù)，反應(yīng)性控制的任務(wù)和方式。理解：其他反應(yīng)性系數(shù)，控制棒控制,可燃毒物控制，化學(xué)補(bǔ)償控制。了解：溫度系數(shù)的計(jì)算，控制棒價(jià)值的計(jì)算，可燃毒物的布置及其對(duì)反應(yīng)性的影響。第九章核反應(yīng)堆動(dòng)力學(xué)本章主要介紹核反應(yīng)堆的點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)知識(shí)熟悉：緩發(fā)中子的

8、作用，反應(yīng)堆周期的概念。理解：反應(yīng)堆周期的計(jì)算。了解：點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方程及階躍擾動(dòng)時(shí)點(diǎn)堆模型動(dòng)態(tài)方程的解，點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程的近似解法及數(shù)值解法。*第十章核燃料管理簡(jiǎn)介本章簡(jiǎn)介核電廠反應(yīng)堆燃料管理基本知識(shí)。熟悉：核燃料管理中的基本物理量及核燃料管理的主要任務(wù)。理解：多循環(huán)和單循環(huán)核燃料管理。了解：堆芯換料設(shè)計(jì)的優(yōu)化。四、實(shí)踐環(huán)節(jié)無五、課外習(xí)題及課程討論為達(dá)到本課程的教學(xué)基本要求，課外習(xí)題（包括自測(cè)題）不應(yīng)少于40題。六、教學(xué)方法與手段本課程采用板書與多媒體課件結(jié)合的方式進(jìn)