Это первый учебник по теории ядерных реакторов. Он написан в соответствии с программой курса, читаемого в Московском инженерно-физическом институте с 1952 г. В данный том включены вопросы критического состояния реактора (в одногрупповом, возрастном и многогрупповом приближениях), изменения изотопного состава, воспроизводства нового горючего, зашлаковывания, а также расчет поглощающих стержней. Большое внимание уделено теории гетерогенного реактора (в частности, теории резонансного захвата). Том 2 посвящен газокинетической теории реакторов, кинетике на запаздывающих нейтронах и теории возмущений (Атомиздат, 1980).
Учебник рассчитан на студентов и аспирантов, специализирующихся в области ядерной энергетики.
Рис. 60. Табл. 6. Список литературы 41 наименование.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник «Теория ядерных реакторов» создан на основе курса лекций профессора Савелия Моисеевича Фейнберга, который в течение 30 лет читал его в Московском инженерно-физическом институте. Этот курс вводит читателя в общую теорию реакторов и лишь в малой степени касается сопутствующих проблем: методов расчета реакторов, точности вычислений, ядерных констант и т. п. Все эти вопросы разбираются в специальных курсах, для которых общая теория реакторов является теоретической базой. Естественно, что проф. С. М. Фейнберг в процессе многолетнего чтения курса вносил в него дополнения и изменения в соответствии с развитием общей теории реакторов.
Учебник написан в той форме, в которой теория реакторов читается в МИФИ в настоящее время. Мы старались сохранить манеру изложения и существенные черты первоначальной рукописи Савелия Моисеевича и надеемся, что учебник в какой-то степени восполнит пробел, вызванный смертью его создателя, о котором с теплым чувством вспоминают огромное количество бывших студентов МИФИ, слушавших его лекции, и преподаватели, учившиеся на этих лекциях.
Нам хочется выразить особую признательность проф. А. Д. Га-ланину, который тщательно прорецензировал рукопись учебника и сделал много полезных замечаний. Авторы благодарны проф. Л. В. Константинову за просмотр рукописи, а также проф. В. В. Орлову, с которым были обсуждены гл. 3 и частично гл. 7.-
С. Б. ШИХОВ, В. Б. ТРОЯНСКИЙ
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................... 3
Введение.............................. 4
Глава 1. Основы цепного процесса................. 10
§ 1.1. Ядерное деление. Цепной процесс............ 10
§ 1.2. Схема раектора. Классификация реакторов....... 13
Глава 2. Критические размеры реактора в одногрупповом приближении 20
§ 2.1. Формула четырех сомножителей............ 20
§ 2.2. Критический размер реактора............. 24
§ 2.3. Влияние плотности вещества на критические параметры 34
§ 2.4. Критический размер реактора с отражателем...... 34
§ 2.5. Многозонный одномерный реактор (метод матричной свертки зон)........................ 39
§ 2.6 Уравнение нестационарного процесса.......... 43
§ 2.7. Вывод эффективного одногруппового уравнения .... 61
§ 2.8. Реактор с источником................. 63
Приложение П2.1. Вывод уравнения элементарной диффузии 68
Приложение П2.2. Экстраполированная граница....... 73
Глава 3. Основы теории замедления................. 75
§ 3.1. Законы упругого рассеяния нейтронов.......... 75
§ 3.2. Стационарное уравнение упругого замедления в бесконечной однокомпонентной однородной среде ...... 80
§ 3.3. Решение уравнения замедления в бесконечной однокомпонентной непоглощающей среде............. 83
§ 3.4. Решение уравнения замедления в бесконечной однокомпонентной среде с захватом. Вероятность избежать захвата 90 § 3.5. Резонансное поглощение в многокомпонентной среде . . 98
§ 3.6. Приближения узкого и широкого резонансов...... 105
§ 3.7. Резонансный Доплер-эффект.............. 112
§ 3.8. Учет интерференции между потенциальным и резонансным рассеянием в бесконечной однородной среде . . .' . 118 Приложение П3.1. Решение уравнения замедления в многокомпонентной среде с захватом.............. 122
Приложение П3.2. Некоторые специальные интегралы .... 128
Глава 4. Кинетическое уравнение переноса нейтронов .......130
§ 4.1. Интегро-дифференциальное уравнение баланса нейтронов . .......................... 130
§ 4.2. Материальный параметр размножающей среды..... 139
§ 4.3. Материальный параметр и асимптотические решения . . . 156
§ 4.4. Возрастное приближение задачи замедления...... 166
§ 4.5. Замедление с поглощением. Суперпозиция источников 173
395
§ 4.6. Физический смысл и вычисление возраста нейтронов . . 184";
§ 4.7. Замедление в телах конечных размеров......... 190"
Глава 5. Критические размеры реактора в возрастном и многогрупповом
приближениях.................... 203
§ 5.1. Постановка задачи................... 203
§ 5.2. Материальный параметр в приближении теории возраста.
Критический размер однородного реактора . . .... 205
§ 5.3. Критическое'уравнение для. реактора со сложным спектром нейтронов..................... 212
§ 5.4. Спектр нейтронов в реакторе.............. 215
§ 5.5. Условно-критическая задача в возрастном приближении 217
§ 5.6. Уравнения многогруппового метода ........ 221
§ 5.7. Двухгрупповой метод................. 224
§ 5.8. Двухгрупповой метод в применении к активной зоне с
отражателем..................... 227
§ 5.9. Матричная свертка для многозонного реактора..... 232
§5.10. Многогрупповой расчет реактора произвольного спектра.
Метод итерации источника.............. 238
Приложение П5.1. Вывод общей системы многогрупповых уравнений в диффузионном приближении....... . . 246
Приложение П5.2. Определение граничной энергии между
спектрами замедляющихся и тепловых нейтронов . . . 250
Глава 6. Управление и регулирование реактора........... 252
§ 6.1. Задачи и средства системы управления......... 252
§ 6.2. Реактивность, вносимая поглощающими стержнями . . 255 § 6.3. Расчет регулирующего стержня в одногрупповом приближении....................... 255
§ 6.4. Решетка стержней при одногрупповом рассмотрении . . 258 § 6.5. Центральный стержень с учетом его прозрачности для
нейтронов....................... 262
§ 6.6. Эксцентрический стержень .............. 266
§ 6.7. Системы стержней. Интерференция регуляторов .... 270
Глава 7. Теория решеток.................... 274
§ 7.1 Понятие блок-эффекта............... 274
§ 7.2. Коэффициент использования тепловых нейтронов . . 276
§ 7.3. Газокинетические поправки к Э........... 291
§ 7.4. Влияние температуры на в............. 294
§ 7.5. Резонансный захват в незамедляющих блоках решетки 297 §7.6. Резонансный захват в широкой решетке с учетом замедле-
ления в блоках ...........ч......... 307
§ 7.7. Теорема эквивалентности гетерогенной и гомогенной
сред по отношению к резонансному захвату...... 314
§ 7.8. Размножение на быстрых нейтронах......... 315
§ 7.9. Длина миграции нейтронов в решетке......... 320
§ 7.10. «Гомогенизированный» расчет гетерогенных реакторов 322 Приложение П7.1. Функция Грина и теорема взаимности . . 325 Приложение П7.2, Теорема взаимности для распределения нейтронов, не испытавших соударений........... 326
Приложение П7.3. Вероятность нейтрону испытать соударение в
блоке........................... 329
396
Глава 8. Изменение изотопного состава топлива, выгорание .... 333
§ 8.1. Уравнения выгорания................ 333
§ 8.2. Глубокое выгорание ядерного топлива........ 344
§ 8.3. Система перегрузки реактора............. 351
§ 8.4. Выравнивание поля тепловыделения......... 356
Глава 9. Воспроизводство ядерного горючего............ 364
§ 9.1. Коэффициент воспроизводства............ 364
§ 9.2. Связь между критичностью и коэффициентом воспроизводства ,..................... 367
§ 9.3. Воспроизводство ядерного горючего в трриевом топливном цикле...................... 368
§ 9.4. Проблема расширенного воспроизводства ядерного горючего в реакторах на быстрых нейтронах...... 371
§ 9.5. Время удвоения ядерного горючего......... 375
§ 9.6. Расширенное воспроизводство горючего в бридерах на
тепловых нейтронах................. 378
Список литературы.....................__... 390
Предметный указатель....................... 393
Цена: 150руб.
