核反应堆物理(第2版) 9787118113570 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 韦斯顿·M·斯泰西（Weston M.St 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118113570

商品编码：22253704419

包装：平装

出版时间：2017-05-01

基本信息

书名:核反应堆物理(第2版)

定价：172.00元

售价：117.0元,便宜55.0元,折扣68

作者: 韦斯顿·M·斯泰西（Weston M.Stacey

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-05-01

ISBN：9787118113570

字数：

页码：519

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

与版相比，《核反应堆物理（第2版）》第2版在两个方面进行了调整。首先，为了适应高年级本科生课程的需要，在本版第3章中增加了一节介绍中子输运方法相关的内容。在版的核反应堆物理基础部分并未介绍中子输运方法，这样安排的初衷是仅利用扩散理论介绍核反应堆物理而不需涉及在数学上比较复杂的中子输运理论。从教师的角度来看，这样的安排是比较合理的；但是本科毕业生在走上工作岗位之前未能接触到中子输运理论，这是不利的。因此，在扩散理论这一章，以一维平板为例简要地介绍了中子输运方法。
　　其次，鉴于全世界对核能重新燃起的兴趣和进一步完善核反应堆的设计并提出新的核反应堆概念这些新进展，本版增加了部分章节介绍那些具有更好的固有安全性、更高的铀资源利用率、更少的长寿期废物和更加多样化的燃料的核反应堆概念。第7章增加了一节介绍第三代核反应堆技术，这些核反应堆正陆续投入运行。在第6章和第7章里也增加了一些篇幅介绍了正在发展中的第四代核反应堆和旨在形成闭式燃料的先进燃料循环技术。
　　第2版对全书进行了适当的增补，补充了一些课后习题，并校正了一些文字录入错误和遗漏等。我衷心地感谢那些指出错误的同事、学生和俄文版的翻译者。
　　此外，《核反应堆物理（第2版）》的结构和主体内容基本保持不变。前8章依然是核反应堆物理基础，适合于次学习核反应堆物理的高年级本科生或者研究生。后8章是高等核反应堆物理，适合于讲授中子输运理论和高等核反应堆物理的研究生课程。
　　衷心地希望《核反应堆物理（第2版）》第2版能为新一代科学家和工程师们提供全面的核反应堆物理领域的知识，对核能重新燃起兴趣的他（她）们能为全世界提供安全、经济、可持续发展和防止核扩散的核能以满足人类日益增长的能源需求。

目录

篇 反应堆物理基础
章 中子一原子核反应
1．1 中子诱发核裂变
1．1．1 稳定的核素
1．1．2 结合能
1．1．3 裂变所需外界能量的阈值
1．1．4 中子诱发裂变
1．1．5 中子裂变截面
1．1．6 裂变反应的产物
1．1．7 释放的能量
1．2 中子俘获
1．2．1 辐射俘获
1．2．2 中子释放
1．3 中子弹性散射
1．4 截面数据小结
1．4．1 低能区截面
1．4．2 谱平均截面
1．5 评价核数据库
1．6 弹性散射运动学
1．6．1 散射角与损失能量之间的关系
1．6．2 平均损失能量
参考文献
习题
第2章 中子链式裂变核反应堆
2．1 中子链式裂变反应
2．1．1 俘获裂变比
2．1．2 燃料每吸收一个中子产生的裂变中子数
2．1．3 中子利用系数
2．1．4 快中子裂变
2．1．5 逃脱共振
2．2 临界
2．2．1 有效增殖系数
2．2．2 燃料块状的效应
2．2．3 减少泄漏
2．3 中子链式裂变装置的时间响应
2．3．1 瞬发裂变中子的时间响应
2．3．2 源增殖
2．3．3 缓发中子的作用
2．4 核反应堆的分类
2．4．1 按中子能谱的物理分类
2．4．2 按冷却剂的工程分类
参考文献
习题
第3章 中子扩散理论
3．1 单群扩散理论
3．1．1 中子流密度
3．1．2 扩散理论
3．1．3 界面条件
3．1．4 边界条件
3．1．5 扩散理论的适用范围
3．2 非增殖介质中扩散方程的解
3．2．1 含平面源的无限大均匀介质
3．2．2 含平面源的有限大均匀平板
3．2．3 含轴向线源的无限大均匀介质
3．2．4 含轴向线源的无限高均匀圆柱
3．2．5 含中心点源的无限大均匀介质
3．2．6 含中心点源的有限大均匀球体
3．3 均匀介质内的扩散核和分布源
3．3．1 无限大介质的扩散核
3．3．2 有限大平板的扩散核
3．3．3 外部中子束入射有限大平板
3．4 反照边界条件
3．5 中子扩散长度和徙动长度
3．5．1 热中子扩散长度实验
3．5．2 徙动长度
3．6 均匀裸堆
3．6．1 平板反应堆
3．6．2 圆柱状反应堆
3．6．3 对临界条件的解释
3．6．4 佳的几何形状
……

第2篇 高等反应堆物理
附录A 物理常数与核数据
附录B 一些常用的数学公式
附录C 阶跃函数、6函数和其他常见函数
附录D 常见特殊函数及其性质
附录E 矩阵及其运算简介
附录F 拉普拉斯变换简介
索引

作者介绍

韦斯顿·M·斯泰西（WestoM.Stacey）是佐治亚理工学院核工程专业教授。在他40多年的职业生涯中，其研究和教学工作涵盖了核反应堆物理、聚变等离子体物理和聚变裂变反应堆概念设计等领域。在1979年-1988年，他领导了国际原子能机构国际托卡马克反应堆（IAEAINTOR）研究小组，这一工作衍生为目前的ITER计划。因此他不仅获得了美国能源部杰出合作贡献奖（Distinguished Associate Award），而且被美国能源部两次授予嘉许状。他还获得包括美国核学会西博格奖章（Seaborg Medal）和维格纳反应堆物理学家奖（Wigner Reactor Physicist Award）在内的多种奖励。

文摘

序言

篇 反应堆物理基础
章 中子一原子核反应
1．1 中子诱发核裂变
1．1．1 稳定的核素
1．1．2 结合能
1．1．3 裂变所需外界能量的阈值
1．1．4 中子诱发裂变
1．1．5 中子裂变截面
1．1．6 裂变反应的产物
1．1．7 释放的能量
1．2 中子俘获
1．2．1 辐射俘获
1．2．2 中子释放
1．3 中子弹性散射
1．4 截面数据小结
1．4．1 低能区截面
1．4．2 谱平均截面
1．5 评价核数据库
1．6 弹性散射运动学
1．6．1 散射角与损失能量之间的关系
1．6．2 平均损失能量
参考文献
习题
第2章 中子链式裂变核反应堆
2．1 中子链式裂变反应
2．1．1 俘获裂变比
2．1．2 燃料每吸收一个中子产生的裂变中子数
2．1．3 中子利用系数
2．1．4 快中子裂变
2．1．5 逃脱共振
2．2 临界
2．2．1 有效增殖系数
2．2．2 燃料块状的效应
2．2．3 减少泄漏
2．3 中子链式裂变装置的时间响应
2．3．1 瞬发裂变中子的时间响应
2．3．2 源增殖
2．3．3 缓发中子的作用
2．4 核反应堆的分类
2．4．1 按中子能谱的物理分类
2．4．2 按冷却剂的工程分类
参考文献
习题
第3章 中子扩散理论
3．1 单群扩散理论
3．1．1 中子流密度
3．1．2 扩散理论
3．1．3 界面条件
3．1．4 边界条件
3．1．5 扩散理论的适用范围
3．2 非增殖介质中扩散方程的解
3．2．1 含平面源的无限大均匀介质
3．2．2 含平面源的有限大均匀平板
3．2．3 含轴向线源的无限大均匀介质
3．2．4 含轴向线源的无限高均匀圆柱
3．2．5 含中心点源的无限大均匀介质
3．2．6 含中心点源的有限大均匀球体
3．3 均匀介质内的扩散核和分布源
3．3．1 无限大介质的扩散核
3．3．2 有限大平板的扩散核
3．3．3 外部中子束入射有限大平板
3．4 反照边界条件
3．5 中子扩散长度和徙动长度
3．5．1 热中子扩散长度实验
3．5．2 徙动长度
3．6 均匀裸堆
3．6．1 平板反应堆
3．6．2 圆柱状反应堆
3．6．3 对临界条件的解释
3．6．4 佳的几何形状
……

第2篇 高等反应堆物理
附录A 物理常数与核数据
附录B 一些常用的数学公式
附录C 阶跃函数、6函数和其他常见函数
附录D 常见特殊函数及其性质
附录E 矩阵及其运算简介
附录F 拉普拉斯变换简介
索引

《反应堆工程设计与安全分析》 内容简介： 《反应堆工程设计与安全分析》是一部全面深入探讨核反应堆工程设计原理、关键技术以及安全分析方法的专业著作。本书旨在为核工程领域的研究人员、设计工程师、安全分析师以及相关专业的学生提供一个扎实而系统的知识框架，帮助他们理解现代核反应堆的设计理念、运行机制以及确保其安全性的严谨体系。 全书共分为若干章节，系统地梳理了核反应堆从概念设计到最终安全评估的整个生命周期。 第一部分：反应堆工程基础与设计概念 核反应堆概述与发展历程： 本章首先对核反应堆的基本概念进行阐述，包括核裂变过程、链式反应的原理、中子输运方程及其在反应堆功率分布计算中的应用。在此基础上，详细回顾了核反应堆技术的发展历程，从第一代反应堆的设计理念到当前第四代反应堆的先进技术，重点分析了不同堆型（如压水堆、沸水堆、快中子堆、熔盐堆等）的特点、优劣势以及各自的适用范围。本章旨在为读者建立对核反应堆的宏观认知，理解其技术演进的驱动因素和发展趋势。 反应堆物理基础与关键参数： 深入剖析了反应堆物理学的核心内容，包括中子截面、慢化、吸收、扩散等关键物理过程。详细介绍了反应性、有效增殖因子 ($k_{eff}$)、不同反应性效应（如温度效应、燃耗效应、氙毒效应）的计算方法和影响。通过引入中子能量谱、中子年龄等概念，解释了反应堆在中子能量分布上的特性。本章强调了对反应堆物理参数的精确计算在反应堆设计和安全分析中的基础性作用。 反应堆结构设计与材料选择： 聚焦于核反应堆的工程设计方面，详细介绍了反应堆核心、堆压容器、控制系统、冷却系统、蒸汽发生器等主要组件的结构设计原则和技术要求。重点探讨了反应堆关键部件材料的选择标准，包括耐高温、耐辐照、耐腐蚀等特性。分析了锆合金、不锈钢、石墨、陶瓷材料等在不同部位的应用及其性能考量。本章旨在阐释如何将反应堆物理学原理转化为可靠的工程结构。 反应堆热工水力设计： 这一章节深入探讨了反应堆热工水力设计中的关键问题。详细介绍了反应堆热功率的产生、传递以及冷却剂在核心内的流动和传热过程。阐述了功率密度、燃耗率、冷却剂流量、热点因子等重要参数的计算与控制。重点分析了各种冷却剂（水、重水、气、液态金属）的优缺点以及其在不同堆型中的应用。本章强调了高效、均匀的冷却对于反应堆安全运行和性能优化的至关重要性。 第二部分：反应堆运行控制与性能优化 反应堆控制系统设计与运行策略： 详细介绍了反应堆控制系统的组成、功能和工作原理，包括控制棒系统、就地控制系统、仪表与监测系统等。阐述了反应堆的启动、稳态运行、功率调整以及紧急停堆等操作规程。重点分析了维持反应堆稳定运行、优化功率分布以及应对各种运行工况的控制策略。本章旨在阐明如何通过有效的控制来确保反应堆的安全和高效运行。 反应堆燃料管理与燃耗计算： 深入探讨了反应堆燃料的循环管理。介绍了不同类型的核燃料（如铀、钚）的特性，以及燃料元件的设计、制造和装载。详细阐述了反应堆燃耗过程，包括裂变产物的生成、超铀元素的形成以及燃料的损耗。介绍了燃耗计算的方法和模型，以及如何通过优化的燃料管理策略来提高燃料利用率、降低运行成本。本章突出了燃料性能对反应堆长期稳定运行的影响。 反应堆固有安全性与审批过程： 本章阐述了核反应堆设计的固有安全性理念，即通过合理的物理和工程设计，使得反应堆在发生扰动时能够自行趋于安全状态，无需外部干预。详细介绍了反应堆的负反馈机制，如负的温度系数、负的功率系数等。同时，对核反应堆从设计、建造到运行的整个过程中的安全审批流程进行了详细的介绍，包括设计审查、建造许可、运行执照的获取等，强调了独立安全监管机构在确保核安全中的关键作用。 第三部分：核反应堆安全分析与风险评估 事故分析与暂态行为： 这一章节是全书的核心之一，专注于核反应堆的事故分析。详细介绍了各种可能发生的事故场景，如冷却剂丧失事故 (LOCA)、蒸汽发生器管破裂事故、反应堆意外超功率事故等。深入分析了在这些事故工况下，反应堆的暂态行为，包括温度、压力、功率、中子通量的变化。本章通过大量实例和模拟计算，揭示了事故发展过程的复杂性。 安全分析方法与模型： 介绍了进行核反应堆安全分析所采用的各种方法和模型。包括事故序列分析（如事件树、故障树）、概率安全评价 (PSA) 方法、热工水力分析模型、中子动力学模型、燃料性能模型等。详细阐述了这些模型在预测事故后果、识别薄弱环节以及评估反应堆整体安全水平方面的应用。本章为读者提供了进行严谨安全分析的理论基础和工具。 事故缓解措施与安全系统设计： 深入探讨了为应对和缓解核反应堆事故而设计的各种安全系统。包括紧急堆芯冷却系统 (ECCS)、安全壳系统、余热排出系统、反应堆停堆冷却系统等。详细介绍了这些系统的设计原理、冗余度、多样性以及可靠性要求。本章强调了多重屏障和纵深防御的理念在核安全设计中的重要性。 辐射防护与环境影响评价： 关注核反应堆运行过程中产生的辐射及其对环境的影响。详细介绍了辐射防护的基本原理，包括剂量限值、屏蔽技术、放射性物质的控制与监测。阐述了核电站的正常运行和潜在事故对环境（空气、水、土壤）可能造成的放射性影响，以及相应的环境影响评价方法和监测体系。本章旨在强调核安全不仅包括设备本身的可靠性，还包括对人员和环境的保护。 核安全法规与国际合作： 本章回顾了国际原子能机构 (IAEA) 制定的核安全标准和导则，以及各国核安全监管机构的主要职责和法规体系。强调了遵守国际核安全法规的重要性，以及通过国际合作和信息共享来不断提升全球核安全水平的必要性。 总结： 《反应堆工程设计与安全分析》不仅提供了关于核反应堆工作原理的深刻见解，更重要的是，它系统地构建了一个关于如何确保核反应堆安全可靠运行的知识体系。本书通过严谨的科学分析、详实的工程实例以及对最新技术和法规的探讨，为读者描绘了一幅现代核反应堆工程设计的全景图，是该领域专业人士不可或缺的学习和参考资料。本书的出版，将为推动核能的可持续发展和保障公众安全贡献重要的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它不仅仅是在教我“是什么”，更是在教我“为什么”。很多技术书籍，往往会直接给出公式和结论，然后让你去应用。但这本就不一样，它会花很大的篇幅去解释这些公式和结论是怎么得出来的，背后的物理原理是什么，以及在什么条件下这些公式才适用。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让我觉得学到的知识更加扎实，也更容易迁移到其他问题上。我记得书中有个地方，详细地解释了一个现象的成因，并且引用了几个不同的理论模型来分析，最后又给出了实验数据来验证。这种多角度的分析，让我对那个现象有了非常深刻的理解，不再只是停留在表面的描述上。我之前也遇到过一些“填鸭式”教学的书籍，虽然短期内可能能够记住一些知识点，但时间一长就很容易遗忘，而且一旦遇到新的问题，就束手无策了。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，让我印象深刻的是它封面那种沉稳的蓝色，带着一点金属的光泽，让人一看就觉得是那种可以信赖、内容扎实的著作。我当初选择它，很大程度上是因为这个外观给我的专业感和厚重感。拿在手里，分量十足，翻开第一页，那种纸张的触感也很好，不是那种廉价的纸，摸起来有点滑，印刷也很清晰，文字没有晕染，排版也舒服，阅读起来眼睛不容易疲劳。我一直认为，一本好的技术书籍，光有内容是不够的，它的载体——这本书本身，也应该给我一种良好的阅读体验。这一点上，它做得很好，包装精美，装帧也很牢固，我经常需要带着它去实验室或者去研讨会，放在包里翻来翻去，它依然保持着最初的样子，没有出现散架或者破损的情况，这对于我来说非常重要，因为我不太喜欢经常更换书籍，希望它能陪伴我度过一段时间的学习和研究。而且，我注意到书的边沿也处理得很光滑，不像有些书那样粗糙，不会刮伤手，细节处见真章，这一点我非常欣赏。

评分☆☆☆☆☆

我常常觉得，一本好的书，不仅仅是传授知识，更重要的是启发思考。这本书在这方面做得就很好。它提出的观点，有些是比较基础的，但作者在阐述这些基本概念的时候，总会引入一些新的视角或者提出一些我之前没有想过的问题，这反而促使我去深入地思考这些看似简单的问题背后的原理。有时候，我会在读完一个章节后，停下来，对着书中的图表或者公式，自己尝试去推导一遍，或者去设想一下如果条件稍作改变，结果会如何。这种主动的思考过程，比单纯地被动接受信息要有效得多。我记得有一次，我被书中的一个模型吸引了，虽然模型本身并不复杂，但作者在解释模型的时候，引入了几个相关的物理现象，让我开始联想到自己在实验室里遇到的类似问题，然后我就开始尝试将书中的模型和我的实际问题联系起来，虽然不能直接套用，但这种思维的碰撞，为我解决实际问题提供了新的思路和方向。

评分☆☆☆☆☆

我认为一本好的技术书籍，应该能够激发读者的好奇心，让读者对所学的领域产生浓厚的兴趣。这本书在这方面做得非常成功。它在讲述专业知识的同时，还会穿插一些相关的历史背景、前沿进展或者一些有趣的科学故事，这让我在学习过程中感到轻松有趣，而不是枯燥乏味。我记得书中有一段讲到某个重要发现的历史，详细介绍了科学家们是如何一步一步地克服困难，最终取得突破的，这让我对科学探索的过程有了更深的认识，也激发了我继续学习的动力。我还注意到，书中偶尔会提到一些尚未解决的难题，或者一些有待进一步研究的方向，这让我感觉自己不仅仅是在学习现有的知识，更是在参与到科学研究的进程中，这让我感到非常兴奋。

评分☆☆☆☆☆

我非常喜欢这本书的语言风格，它不像有些教科书那样枯燥乏味，充满晦涩难懂的术语，而是用一种相对清晰、流畅的语言来阐述复杂的概念。即使是涉及到一些比较专业的领域，作者也能尽量用大家都能理解的方式来解释。我尤其喜欢书中有时会出现的一些类比，这些类比非常贴切，能够帮助我快速地理解那些抽象的物理过程。例如，在解释某个概念的时候，作者用了生活中的一个例子来比喻，一下子就豁然开朗了。我之前也读过一些英文原版的书籍，虽然内容也很不错，但阅读起来还是会有些吃力，需要花费很多时间和精力去理解遣词造句。而这本书，翻译得非常到位，不仅保留了原文的意思，而且语言非常自然，读起来没有翻译腔，让人感觉就像是在阅读一本中文原著一样，这对于我这种英语不太好但又想深入学习专业知识的学生来说，无疑是一大福音。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直观的感受就是它是一本“工具书”，但又不仅仅是一本简单的工具书。它在提供理论知识的同时，也给出了一些非常实用的计算方法和模型，甚至在某些章节还给出了实际的应用案例。这对于我这种需要将理论知识应用到实际工程中的人来说，非常有价值。我曾经因为一个项目的需要，需要计算一些关键参数，我翻遍了各种资料，最后在这本书里找到了我需要的公式和方法，并且书中给出的计算流程也非常清晰，我按照书中的步骤，很快就完成了计算，并且结果非常准确。这让我节省了大量的时间和精力，也让我对这本书的实用性有了深刻的认识。我非常欣赏书中这种理论与实践相结合的风格，它不仅仅是停留在纸面上的理论，而是真正能够指导实际工作的。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书的严谨性，这一点从它引用参考文献的方式就能看出来。它引用了很多权威的期刊和会议论文，而且引用的方式很规范，每一个细节都力所能及地做到了准确无误，这对于我这种需要追溯原始信息的研究者来说，简直是太方便了。很多时候，当我读到书中的某个观点，想要进一步了解其来源或者想看看是否有更早的研究时，后面的参考文献就像一座宝库，直接指引我找到源头。我之前也读过一些书，参考文献部分非常随意，要么就是引用一些不知名的小论文，要么就是引用方式混乱不堪，让人根本无从下手。而这本书在这方面做得非常出色，它展示了作者深厚的学术功底和严谨的治学态度。我曾经因为对书中的一个推导过程产生了疑问，于是顺着参考文献找到了源头的论文，发现这本书的表述非常精确，并且在保持简洁的同时，也没有丢失关键的推导步骤，这让我对作者的专业能力更加信服。

评分☆☆☆☆☆

我非常看重书籍的结构清晰度和逻辑性。这本书在这方面做得相当到位。从目录的设置，到章节之间的衔接，再到每一个章节内部的组织，都体现了作者对知识体系的深刻理解。每一章节的开头都会对本章内容做一个简要的介绍，点明本章的学习目标，读完后又会有一个总结，回顾本章的重点内容。这对于我这种需要系统性学习知识的人来说，非常重要。我能够很容易地找到自己想要学习的内容，并且能够清晰地把握知识的脉络。我之前也遇到过一些结构混乱的书籍，读起来就像在迷宫里绕圈子，不知道重点在哪里，也不知道如何将零散的知识点串联起来。而这本书，结构非常工整，读起来条理分明，让我能够高效地吸收和理解知识。而且，每一章节的标题都起得非常精炼，能够准确地概括本章的核心内容，让人一看标题就能大致了解本章的学习方向。

评分☆☆☆☆☆

我是一个比较注重书籍的“可读性”的读者，我喜欢那种能够引导我循序渐进地学习的书。这本书在这方面做得非常出色。它从最基本的概念开始讲起，然后逐渐深入，引入更复杂的理论和模型。这种循序渐进的学习方式，让我觉得很有成就感，每学完一个章节，我都会感觉自己又进步了一大截。而且，书中还设置了一些练习题，这些练习题的难度适中，能够很好地检验我是否掌握了本章的知识。我喜欢通过做练习题来巩固知识，这样能够加深我对知识的理解，也能及时发现自己存在的问题。我之前也读过一些书，上来就开始讲一些非常高深的理论，让我觉得无从下手，学习起来非常吃力。而这本书，就像一位循循善诱的老师，一步一步地引导我走向知识的殿堂。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的插图和图表设计，是我见过最出色的之一。它们不仅数量多，而且质量非常高。每张图都绘制得非常清晰、准确，而且恰到好处地辅助文字进行说明。我有时候会花很多时间去研究书中的图表，因为它们往往能够直观地展示复杂的物理过程。我尤其喜欢那些示意图，它们能够将那些抽象的概念变得具体化，让我更容易理解。例如，书中有一张关于能量传递的示意图，通过不同的颜色和箭头，清晰地展示了能量在各个环节的流动方向和转化效率，我看了之后，对能量守恒和转化的概念有了更深的体会。而且，我注意到，图的下方都有详细的图注，解释了图中的各个组成部分和所代表的意义，这大大减少了我的阅读障碍，让我能够更快地理解图的含义。