《核反應堆理論》課程教學大綱

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1、《核反應堆理論》課程教學大綱課程編號：0805507401課程名稱：核反應堆理論英文名稱：NuclearReactorPhysics課程類型：專業(yè)必修課總學時：40講課學時：40學　　分：2.5適用對象：適用于四年制本科熱能與動力工程專業(yè)（核電站集控運行方向）先修課程：原子核物理一、課程性質(zhì)、目的和任務《核反應堆理論》是熱能與動力工程專業(yè)（核電站集控運行方向）專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。講述的是中子核反應的基礎(chǔ)理論和分析計算方法，講述的內(nèi)容主要包括中子與原子核的作用、中子慢化與擴散、核反應堆臨界理論、反應性控制等?！逗朔磻牙碚摗氛n程主要講授核反應堆的基礎(chǔ)理論知識

2、，目的是培養(yǎng)學生具備從事核反應堆工程領(lǐng)域或相關(guān)工作的基礎(chǔ)知識。任務是讓學生掌握核反應堆基礎(chǔ)理論知識和基本原理。二、教學基本要求1.掌握核裂變過程和鏈式裂變反應。2.掌握中子慢化和中子擴散過程中的規(guī)律和相關(guān)知識。3．掌握均勻反應堆的臨界理論知識。4．掌握反應性隨時間的變化規(guī)律、溫度效應以及反應性的控制。5．掌握核反應堆的緩發(fā)中子的作用。三、教學內(nèi)容及要求第一章核反應堆的核物理基礎(chǔ)本章主要介紹學習本課程所必須具備的基礎(chǔ)知識和基本概念，定性的討論實現(xiàn)自續(xù)鏈式裂變反應的條件和熱中子反應堆內(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

3、密度、核反應率等重要物理概念。理解：中子截面和核反應率，核裂變過程和鏈式裂變反應等。了解：共振吸收，多普勒效應。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，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堆內(nèi)能譜的近似分布與熱中子的平均截面。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。第三章中子擴散理論本章主要講述中子在擴散過程中的規(guī)律和相關(guān)知識，是后續(xù)各章的大部分理論基礎(chǔ)。熟悉：單能中子擴散方

4、程的建立，擴散長度，慢化長度和徙動長度與能量相關(guān)的中子擴散方程和分群擴散理論，擴散－年齡近似等。了解：非增殖介質(zhì)內(nèi)中子擴散方程的解，反照率。第四章均勻反應堆的臨近理論本章介紹均勻反應堆的臨界理論，主要研究由燃料和慢化劑組成的有限均勻介質(zhì)內(nèi)的中子擴散問題。首先討論了最簡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堆的單群擴散理論，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，有反射層的反應堆的單群擴散理論。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。*第五章分群擴散理論本章主要介紹了分群擴散

5、理論。首先建立起與能量相關(guān)的中子擴散方程，然后介紹分群方法。熟悉：多群中子擴散方程的建立。理解：雙群模型。了解：群常數(shù)的計算方法，多群擴散方程的數(shù)值求解。*第六章柵格的非均勻效應與均勻化群常數(shù)的計算本章主要討論了柵格的非均勻效應以及非均勻柵格均勻化群常數(shù)的計算。熟悉：柵格的非均勻效應，柵格均勻化處理。了解：柵格均勻化群常數(shù)的計算，燃料組件內(nèi)均勻化通量密度分布及少群常數(shù)的計算，共振區(qū)群常數(shù)的計算，柵格幾何參數(shù)的選擇。第七章反應性隨時間的變化本章主要講述反應堆的反應性隨時間的變化規(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

6、堆啟動和停堆后氙中毒和釤中毒隨時間的變化；反應性隨時間的變化；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間的變化，裂變產(chǎn)物中毒，反應性隨時間的變化與燃耗深度，核燃料的轉(zhuǎn)換與增殖等。理解：燃耗深度的計算。了解：氙震蕩。第八章溫度效應與反應性控制本章主要講反應堆的溫度效應和反應性控制，本章首先定性的討論溫度效應和反應性溫度系數(shù)，然后介紹反應性控制的任務和方式，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補償控制。熟悉：反應性溫度系數(shù)，反應性控制的任務和方式。理解：其他反應性系數(shù)，控制棒控制,可燃毒

7、物控制，化學補償控制。了解：溫度系數(shù)的計算，控制棒價值的計算，可燃毒物的布置及其對反應性的影響。第九章核反應堆動力學本章主要介紹核反應堆的點堆動力學知識熟悉：緩發(fā)中子的作用，反應堆周期的概念。理解：反應堆周期的計算。了解：點堆中子動力學方程及階躍擾動時點堆模型動態(tài)方程的解，點堆動力學方程的近似解法及數(shù)值解法。*第十章核燃料管理簡介本章簡介核電廠反應堆燃料管理基本知識。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。理解：多循環(huán)和單循環(huán)核燃料管理。了解：堆芯換料設(shè)計的優(yōu)化。四、實踐環(huán)節(jié)無五、課外習題及課程討論為達到本課程的教學基本要求，課外習題（包括

8、自測題）不應少于40題。六、教學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