高等反应堆物理

课程编码：180208082700P1005H 英文名称：Advanced Physics of Nuclear Reactor 课时：60 学分：3.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：杨永伟等

本课程是核科学与技术的核心课。通过该课程的教学，使研究生：
（1） 掌握核反应堆物理分析的基本概念和知识；
（2） 掌握核反应堆内中子输运方程的推导过程；
（3） 掌握中子输运方程基于确定论的各种数值解法，具备相应的编程能力和应用相关程序的能力；
（4） 掌握中子输运问题的概率论(蒙特卡罗)求解方法，具备相应的编程能力和应用相关程序的能力；掌握该部分知识，对核工程与技术专业研究生而言，也是很有必要的。
（5） 掌握核反应堆物理设计方法。

大学物理

第一章 绪论 3学时 杨永伟
第1节 绪论
第二章 核反应堆中的核物理基础 3学时 杨永伟
第1节 中子与原子核的相互作用
第2节 中子截面和核反应率
第3节 共振吸收
第4节 裂变过程
第5节 链式裂变反应
第三章 中子慢化与中子能谱 3学时 杨永伟
第1节 中子的弹性散射过程
第2节 无限均匀介质内中子的慢化能谱
第3节 均匀介质的共振吸收
第4节 热中子能谱和热中子平均截面
第四章 中子扩散理论 3学时 杨永伟
第1节 单能中子扩散方程
第2节 非增殖介质内中子扩散方程
第五章 均匀反应堆的临界理论 3学时 杨永伟
第1节 均匀裸堆的单群理论
第2节 有反射层反应堆的单群扩散理论
第3节 中子通量密度不均匀系数与功率分布展平
第六章 核反应堆动力学 3学时 杨永伟
第1节 缓发中子的作用
第2节 点堆中子动力学方程
第3节 阶跃扰动时点堆模型动态方程的解
第4节 反应堆周期
第七章 中子输运方程 3学时 杨永伟
第1节 坐标系统与基本定义
第2节 中子输运方程
第3节 中子输运方程的积分形式
第4节 特征值问题和源迭代法
第5节 中子输运方程的近似解法概述
第6节 分群扩散方程
第八章 多群扩散方程的数值求解 3学时 杨永伟
第1节 源迭代法
第2节 一维扩散方程的数值解
第3节 多维扩散方程的差分方法
第4节 差分方程的迭代求解
第九章 离散纵标方法 3学时 杨永伟
第1节 中子输运方程的守恒形式
第2节 角度变量的离散
第3节 离散求积组的选取
第4节 节空间变量的离散
第5节 离散纵标方法应用程序
第十章 蒙特卡罗方法概述 1学时 杨永伟
第1节 蒙特卡罗方法基本思想
第2节 蒙特卡罗方法收敛性、误差
第3节 蒙特卡罗方法的特点
第4节 蒙特卡罗方法主要应用范围
第十一章 伪随机数 2学时 杨永伟
第1节 随机数的定义与性质
第2节 伪随机数定义与性质
第3节 产生伪随机数的乘同余方法
第4节 产生伪随机数的乘加同余方法
第5节 产生伪随机数的其它方法
第十二章 由已知分布进行随机抽样 6学时 杨永伟
第1节 随机抽样及其特点
第2节 直接抽样方法
第3节 离散型分布的直接抽样法
第4节 连续型分布的直接抽样法
第5节 挑选抽样法
第6节 复合抽样法
第7节 随机抽样的一般方法
第8节 随机抽样的其他方法
第十三章 求解粒子输运问题的主要步骤与基本蒙特卡罗技巧 6学时 杨永伟
第1节 求解粒子输运问题的主要步骤
第2节 屏蔽问题的模型
第3节 直接模拟法
第4节 简单加权法
第5节 统计估计法
第6节 指数变换法
第7节 减小方差技巧
第十四章 蒙特卡罗方法在计算机器上的实现 12学时 张勋超
第1节 模拟粒子输运的第一个过程—源分布抽样过程
第2节 模拟粒子输运的第二个过程—空间、能量和运动方向相关的游动过程
第3节 模拟粒子输运的第二个过程—记录贡献与分析结果过程
第4节 蒙特卡罗方法解粒子输运问题的程序结构
第5节 蒙特卡罗方法粒子输运程序介绍
第6节 蒙特卡罗方法粒子输运程序使用练习
第十五章 蒙特卡罗方法求解粒子输运问题的积分模型 6学时 杨永伟
第1节 描述粒子输运的积分方程
第2节 积分方程的核函数
第3节 发射密度、碰撞密度等物理量之间的关系
第4节 积分方程的Neuman级数解
第5节 蒙特卡罗方法解粒子输运问题逐项求积法
第6节 蒙特卡罗各种技巧的统一描述

杨永伟，近物所研究员，研究领域为核反应堆物理与安全分析。张勋超，近物所副研究员，研究领域为ADS次临界堆物理分析。