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 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
第二章 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
第三章 离散纵标方法 6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
第四章 非均匀堆物理计算 6学时 杨永伟
第1节 栅格的非均匀效应
第2节 栅格的均匀化处理-
第3节 栅元均匀化群常数的计算
第4节 燃料组件内均匀化通量密度分布及少群常数的计算
第5节 共振区群常数的计算
第6节 栅格几何参数的选择
第五章 反应性随时间的变化 3学时 杨永伟
第1节 核燃料中重同位素成分随时间的变化
第2节 重同位素燃耗链及裂变产物链
第3节 反应性随时间的变化与燃耗深度
第4节 核燃料的转换与增殖
第六章 温度效应与反应性控制 3学时 杨永伟
第1节 反应性系数
第2节 反应性控制的任务和方式
第3节 控制棒控制
第4节 可燃毒物控制
第5节 学补偿控制
第七章 核反应堆动力学 6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
第八章 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
第九章 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
第十一章 求解粒子输运问题的主要步骤与基本蒙特卡罗技巧 3学时 张勋超
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
第十二章 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
第十三章 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。