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第一章 反应堆中子学基础1

第一节 引言1

第二节 反应堆中子学实验用中子源1

1.2.1 中子源1

1.2.2 中子源的指标2

1.2.3 中子源的类型3

第三节 反应堆中子学实验用探测器11

1.3.1 中子测量原理11

1.3.2 中子探测器及其指标12

第四节 反应堆中子学实验常用核仪器25

1.4.1 脉冲型核仪器26

1.4.2 脉冲型核仪器的调试30

1.4.3 电流型核仪器33

第五节 反应堆中子学实验装置及反应堆控制34

1.5.1 我国反应堆中子学实验研究的发展34

1.5.2 反应堆中子学实验研究装置36

1.5.3 零功率反应堆控制42

参考文献45

第二章 临界实验46

第一节 前言46

第二节 临界实验原理47

2.2.1 中子计数倒数外推方法——次临界状态下向临界趋近的原理48

2.2.2 超临界时的反应性内插临界方法原理50

2.2.3 稳定功率确定临界的方法原理50

第三节 临界实验仪器51

2.3.1 一般测量仪器51

2.3.2 自动测量仪器51

第四节 临界实验步骤54

2.4.1 中子计数的倒数外推方法步骤55

2.4.2 反应堆向超临界过度及内插临界实验步骤56

2.4.3 稳定功率确定临界点57

2.4.4 停堆57

2.4.5 计算质量系数或液位系数58

2.4.6 临界实验全自动测量系统58

第五节 临界实验举例和分析59

2.5.1 实验举例59

2.5.2 临界实验分析与讨论59

第六节 关于反应堆运行管理有关规定值的讨论62

2.6.1 关于初始装载量62

2.6.2 关于反应堆反应性的安全规定值62

2.6.3 关于反应堆运行时间，运行功率的安全规定值63

参考文献64

第三章 中子通量密度相对测量65

第一节 引言65

第二节 在线测量中子通量密度的相对分布67

3.2.1 中子通量密度相对测量的目的67

3.2.2 在线测量中子通量密度的相对分布原理67

3.2.3 测量所用仪器68

3.2.4 实验步骤68

3.2.5 数据处理68

3.2.6 分析讨论69

3.2.7 测量举例70

第三节 离线测量中子通量密度的相对分布-活化箔方法71

3.3.1 用活化箔方法测量中子通量密度的优点71

3.3.2 活化箔方法测量原理72

3.3.3 活化箔76

3.3.4 活化箔的校正80

3.3.5 实验仪器83

3.3.6 探测支架准备、辐照、测量86

3.3.7 实验步骤86

3.3.8 数据处理87

3.3.9 误差讨论87

3.3.10 测量举例87

第四节 中子通量密度相对测量的应用88

3.4.1 由中子通量密度相对分布导出材料曲率和反射层节省测量88

3.4.2 由中子通量密度相对分布给出优化的堆芯布置90

3.4.3 测量中子通量密度相对分布为使用反应堆中子束者提供服务91

3.4.4 由中子通量密度相对分布确定不均匀系数91

参考文献92

第四章 中子通量密度的绝对测量93

第一节 引言93

第二节 4πβ—γ符合方法93

4.2.1 4πβ—γ符合方法测量原理93

4.2.2 实验安排99

4.2.3 实验所用仪器及调试100

4.2.4 实验步骤106

4.2.5 数据处理107

4.2.6 误差讨论112

4.2.7 扰动因子测量113

第三节 固体核径迹探测器测量绝对中子通量密度115

4.3.1 测量原理115

4.3.2 测量所需仪器116

4.3.3 实验步骤116

4.3.4 数据处理117

4.3.5 讨论120

4.3.6 测量举例——游泳池堆热柱和其他装置的中子通量密度测量121

第四节 半导体探测器实时测量绝对热中子通量密度123

4.4.1 原理123

4.4.2 实验仪器124

4.4.3 实验步骤124

4.4.4 数据处理124

4.4.5 讨论125

第五节 固体核径迹探测器测量高中子通量密度方法126

4.5.1 标准含铀玻璃测量中子通量密度126

4.5.2 标准玻璃选择及处理126

4.5.3 辐照及测量126

4.5.4 数据处理（积分中子通量密度计算）127

4.5.5 测量举例127

第六节 过渡法测量绝对热中子通量密度128

4.6.1 Eu活化片过渡法测量绝对热中子通量密度128

4.6.2 原理128

4.6.3 测量所需仪器130

4.6.4 实验步骤130

4.6.5 数据处理130

4.6.6 应用举例131

第七节 固体径迹探测器测量反应堆周围的快-热中子通量密度分布测量133

参考文献133

第五章 反应性测量135

第一节 前言135

5.1.1 反应性135

5.1.2 反应性控制135

5.1.3 反应性测量及反应性单位137

第二节 单群点堆动力学方程137

第三节 周期法测量反应性141

5.3.1 原理141

5.3.2 测量仪器147

5.3.3 测量步骤与数据处理147

5.3.4 关于周期法测量误差148

5.3.5 周期法测量反应性值得注意的几个问题151

5.3.6 应用举例151

5.3.7 启动率153

第四节 落棒法测量反应性154

5.4.1 原理154

5.4.2 测量仪器设备157

5.4.3 实验步骤157

5.4.4 测量数据修正158

5.4.5 讨论158

5.4.6 实验举例161

第五节 跳源方法测量反应性162

5.5.1 跳源方法实验原理162

5.5.2 测量仪器设备164

5.5.3 实验步骤及数据处理164

5.5.4 讨论165

5.5.5 应用举例——在轻水堆上应用165

第六节 逆动态法测量反应性166

5.6.1 原理166

5.6.2 测量仪器设备167

5.6.3 实验测量167

5.6.4 讨论170

5.6.5 测量实例170

第七节 脉冲中子源方法测量反应性172

5.7.1 原理172

5.7.2 脉冲中子源方法测量反应性设备178

5.7.3 实验步骤180

5.7.4 脉冲中子源方法测量实验数据处理183

5.7.5 讨论184

5.7.6 应用举例188

第八节 振荡法测量反应性188

5.8.1 原理189

5.8.2 实验设备190

5.8.3 实验193

5.8.4 数据处理193

5.8.5 测量结果误差分析198

参考文献198

第六章 反应堆微观噪声分析方法200

第一节 罗西-α方法测量瞬发中子衰减常数200

6.1.1 罗西-α方法原理200

6.1.2 罗西-α方法实验仪器204

6.1.3 罗西-α方法实验步骤207

6.1.4 罗西-α方法实验数据处理208

6.1.5 罗西-α方法实验举例209

6.1.6 罗西-α方法误差讨论210

第二节 内生脉冲源方法测量瞬发中子衰减常数211

6.2.1 原理211

6.2.2 实验测量装置212

6.2.3 实验测量步骤和数据处理213

6.2.4 实验测量举例213

第三节 方差-平均比（费曼）方法测量瞬发中子衰减常数213

6.3.1 方差-平均比测量瞬发中子衰减常数α原理214

6.3.2 实验仪器215

6.3.3 实验步骤215

6.3.4 数据处理216

6.3.5 讨论217

第四节 零概率方法219

6.4.1 零概率方法测量瞬发中子衰减常数α原理219

6.4.2 零概率方法测量仪器220

6.4.3 零概率方法测量步骤221

6.4.4 零概率方法测量举例223

6.4.5 误差讨论223

第五节 间隔分布法测量瞬发中子衰减常数224

6.5.1 原理224

6.5.2 实验仪器及工作原理225

6.5.3 数据处理226

6.5.4 实验结果举例227

第六节 252Cf随机脉冲源法测量深次临界瞬发中子衰减常数228

6.6.1 测量原理228

6.6.2 测量系统229

6.6.3 深次临界核系统及其探测器布置230

6.6.4 测量及数据处理231

参考文献232

第七章 宏观噪声分析234

第一节 理论基础234

7.1.1 相关分析234

7.1.2 频谱分析236

7.1.3 脉冲响应函数及输入和输出的关系237

第二节 反应堆宏观噪声时域分析239

7.2.1 相关分析239

7.2.2 相关函数测量系统244

7.2.3 数据处理248

7.2.4 相关分析方法测量举例249

第三节 反应堆宏观噪声频域分析249

7.3.1 自功率谱密度（APSD）249

7.3.2 互功率谱密度（CPSD）253

7.3.3 功率谱密度测量设备及技术255

第四节 宏观噪声分析应用举例263

7.4.1 测量用公式264

7.4.2 测量系统264

7.4.3 数据采集、处理和结果265

第五节 锎源（252Cf）驱动的频谱分析测量方法267

7.5.1 引言267

7.5.2 原理267

7.5.3 应用举例274

第六节 噪声分析在动力堆上应用277

7.6.1 引言277

7.6.2 不同噪声源所对应的频率范围277

7.6.3 举例——水和钠沸腾噪声监测279

参考文献282

第八章 反应堆裂变功率测量284

第一节 引言284

第二节 活化箔方法测量裂变率284

8.2.1 活化箔方法测量裂变率原理284

8.2.2 实验测量仪器及材料285

8.2.3 实验步骤285

8.2.4 数据处理286

8.2.5 误差讨论287

8.2.6 应用举例287

第三节 固体核径迹探测器测量裂变率288

8.3.1 原理289

8.3.2 实验测量仪器及材料290

8.3.3 实验步骤及测量结果290

8.3.4 讨论295

第四节 微观中子噪声分析法-Rossi-α实验测量裂变率297

8.4.1 原理297

8.4.2 测量仪器299

8.4.3 实验举例与讨论299

第五节 宏观噪声法互功率谱密度测量裂变率300

8.5.1 原理300

8.5.2 测量装置及测量301

8.5.3 测量结果及讨论302

参考文献304

第九章 中子能谱参数及中子能谱测量305

第一节 引言305

第二节 能谱及能谱参数一般理论306

9.2.1 堆内中子密度按速度分布306

9.2.2 反应率及截面309

第三节 镉比及镉比测量312

9.3.1 镉比和能谱参数的镉比表达式312

9.3.2 镉比测量317

9.3.3 镉比测量结果举例320

第四节 中子温度和超热指标测量320

9.4.1 用镉比方法测量超热指标321

9.4.2 用双探测箔方法测量超热指标322

9.4.3 中子温度测量323

第五节 “双组双探测箔法”测量中子温度和超热指标325

9.5.1 原理325

9.5.2 关于修正326

9.5.3 实验用探测箔327

9.5.4 测量方法328

9.5.5 测量实例328

9.5.6 测量误差330

第六节 中子能谱测量331

9.6.1 前言331

9.6.2 活化法测量中子能谱原理333

9.6.3 实验所用设备及测量334

9.6.4 数据处理中的有关修正339

9.6.5 解谱方法342

9.6.6 各种解谱方法的数学模型（解谱程序）343

9.6.7 各种解谱方法及程序的优点及局限性350

9.6.8 群截面制作351

第七节 活化箔测量能谱举例——启明星1号装置快热分界层面的中子能谱测量356

9.7.1 启明星1号次临界实验装置及测量能谱位置356

9.7.2 实验356

9.7.3 启明星1号装置快热分界层面的中子能谱的理论计算361

9.7.4 解谱结果362

9.7.5 结果讨论363

第八节 固体径迹探测器测量中子能谱369

9.8.1 原理和方法370

9.8.2 所用探测器370

9.8.3 结果与讨论371

第九节 固体径迹探测器测量快中子能谱371

9.9.1 原理371

9.9.2 叠层探测器的能量分辨率374

9.9.3 中子能谱375

参考文献375

第十章 缓发中子有效份额βeff测量378

第一节 引言378

第二节 均匀中毒法实验测量βeff技术379

10.2.1 原理379

10.2.2 实验仪器与设备381

10.2.3 实验步骤382

10.2.4 实验数据处理及结果383

10.2.5 讨论385

第三节 非均匀中毒法实验测量βeff技术386

10.3.1 原理386

10.3.2 实验用设备和仪器388

10.3.3 实验步骤389

10.3.4 实验数据处理389

10.3.5 讨论390

第四节 代换法测量βeff技术391

10.4.1 原理391

10.4.2 实验用装置及设备392

10.4.3 实验步骤392

10.4.4 实验数据处理392

10.4.5 讨论393

第五节 统计权重法测量βeff技术393

10.5.1 原理393

10.5.2 测量装置及仪器394

10.5.3 测量步骤394

10.5.4 测量数据处理394

10.5.5 讨论395

第六节 方差平均比测量βeff技术395

10.6.1 原理395

10.6.2 测量仪器和设备396

10.6.3 测量步骤396

10.6.4 数据处理及结果397

10.6.5 讨论398

第七节 零概率方法测量βeff技术398

10.7.1 测量原理398

10.7.2 测量装置和仪器398

10.7.3 测量步骤399

10.7.4 数据处理及结果399

10.7.5 讨论399

第八节 252Cf源价值方法测量βeff技术399

10.8.1 原理400

10.8.2 测量设备401

10.8.3 测量步骤401

10.8.4 数据处理及结果403

10.8.5 讨论404

第九节 实验测量反应性与修正keff计算反应性决定βeff406

10.9.1 原理406

10.9.2 实验测量及设备407

10.9.3 实验步骤及数据处理407

10.9.4 讨论408

第十节 频域内的统计法408

10.10.1 原理408

10.10.2 测量409

参考文献410

第十一章 反应堆物理启动试验411

第一节 前言411

第二节 微型中子源反应堆物理启动412

11.2.1 概述412

11.2.2 首次临界试验412

11.2.3 临界水位以上的反应性测量414

11.2.4 后备反应性调整415

11.2.5 临界棒位与燃耗反应性关系刻度416

11.2.6 调整控制台和计算机控制系统对应的功率417

11.2.7 运行稳定性试验417

11.2.8 反应堆满功率运行试验418

11.2.9 瞬态特性试验419

11.2.10 控制棒价值的S曲线420

11.2.11 环境辐射剂量测量421

11.2.12 结论421

第三节 大型研究反应堆物理启动421

11.3.1 研究反应堆物理启动前的验收项目422

11.3.2 物理启动准备422

11.3.3 反应堆初期运行时燃料装载量原则423

11.3.4 物理启动实验安排424

11.3.5 物理启动时的安全规定427

11.3.6 物理启动的临界实验429

11.3.7 周期方法测量单根控制棒效率429

11.3.8 水位系数方法测量控制棒效率429

11.3.9 水位系数方法测量剩余反应性429

11.3.10 控制棒栅-反应性曲线测量430

11.3.11 温度系数测量431

11.3.12 功率反应性系数测量433

11.3.13 Xe中毒效应测量434

11.3.14 中子通量密度及能谱参数测量435

第四节 动力堆物理启动435

11.4.1 反应堆启动中子源及盲区估计435

11.4.2 反应堆物理启动内容438

11.4.3 堆芯装料、卸料及临界安全监督438

11.4.4 首次临界试验原理442

11.4.5 临界试验步骤443

11.4.6 零功率物理试验内容及试验技术449

11.4.7 堆芯功率分布测量技术462

11.4.8 功率提升物理试验466

11.4.9 瞬态响应试验技术476

11.4.10 氙中毒曲线测量技术482

11.4.11 碘坑测量技术483

参考文献484