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第1章 数理基础1

1.1 微积分1

1.1.1 微分和导数2

1.1.2 积分3

1.1.3 拉普拉斯算符4

1.2 物理量的单位6

1.2.1 单位制6

1.2.2 单位转换7

1.2.3 物理量的图形表示7

练习题10

第2章 热力学11

2.1 热力性质11

2.2 能量14

2.2.1 功与热16

2.2.2 能量和功率17

2.3 热力系统及过程17

2.4 相变19

2.5 热力学性质图22

2.5.1 压力－温度（p-T）图23

2.5.2 压力－比体积（p-v）图23

2.5.3 压力－比焓（p-h）图23

2.5.4 比焓－温度（h-T）图24

2.5.5 温度－比熵（T-s）图24

2.5.6 比焓－比熵（h-s）图25

2.6 热力学第一定律25

2.6.1 朗肯循环27

2.6.2 热力学第一定律在蒸气动力系统中的应用28

2.7 热力学第二定律30

2.7.1 熵30

2.7.2 卡诺定理31

2.8 核电厂热力循环分析33

2.8.1 汽轮机效率34

2.8.2 泵效率35

2.8.3 理想与实际循环36

2.9 理想气体定律39

练习题40

第3章 传热学42

3.1 术语介绍42

3.2 热传导45

3.2.1 傅里叶定律46

3.2.2 平板导热46

3.2.3 等效热阻46

3.2.4 圆柱形导热47

3.3 对流换热48

3.3.1 对流换热计算48

3.3.2 总体换热系数49

3.4 辐射换热50

3.4.1 热辐射50

3.4.2 黑体辐射51

3.4.3 辐射角系数52

3.5 换热器52

3.6 沸腾传热53

3.6.1 流动沸腾传热54

3.6.2 临界热流密度56

3.7 热源与衰变热58

3.7.1 堆芯的总热功率58

3.7.2 功率展平59

3.7.3 热管因子60

3.7.4 停堆后反应堆的功率61

练习题62

第4章 流体流动64

4.1 连续方程64

4.2 层流和湍流65

4.2.1 雷诺数和水力直径66

4.2.2 管内流速分布66

4.2.3 主流平均速度67

4.2.4 黏度系数67

4.3 伯努利方程67

4.3.1 文丘里流量计69

4.3.2 拓展的伯努利方程70

4.4 压头损失70

4.4.1 摩擦压降70

4.4.2 局部压降71

4.5 自然循环72

4.5.1 热驱动头73

4.5.2 自然循环的条件73

4.6 两相流动74

4.6.1 两相压降倍乘系数74

4.6.2 两相流流型75

4.6.3 流动不稳定性75

4.7 一些特殊的流动现象76

4.7.1 甩管76

4.7.2 水锤和气锤77

练习题77

第5章 电气学79

5.1 电学基础79

5.1.1 原子结构79

5.1.2 电场力79

5.1.3 库仑定律81

5.2 电学基本术语81

5.3 欧姆定律83

5.4 电的产生方法84

5.4.1 电化学法84

5.4.2 静电85

5.4.3 磁感应85

5.4.4 压电效应86

5.4.5 热电效应86

5.4.6 光电效应86

5.4.7 热电子发射87

5.5 磁88

5.5.1 磁通量88

5.5.2 电与磁89

5.5.3 磁动势90

5.5.4 磁场强度90

5.5.5 磁导率与磁阻91

5.5.6 磁路91

5.5.7 磁化曲线与磁滞92

5.5.8 电磁感应93

5.5.9 法拉第定律93

5.6 直流电94

5.6.1 直流电源94

5.6.2 电阻和电阻率98

5.6.3 基尔霍夫定律99

5.6.4 电感器102

5.6.5 电容器105

5.6.6 直流发电机107

5.6.7 直流电动机110

5.7 交流电113

5.7.1 交流电的产生113

5.7.2 交流电路的器件响应115

5.7.3 交流电路的功率118

5.7.4 三相电120

5.7.5 交流发电机122

5.7.6 交流电动机124

5.7.7 变压器128

练习题131

第6章 仪表与控制133

6.1 温度测量133

6.1.1 电阻温度探测器133

6.1.2 热电偶135

6.1.3 测温电路137

6.2 压力测量138

6.2.1 波纹管压力传感器138

6.2.2 弹簧管压力传感器139

6.2.3 压力变送器140

6.3 水位测量142

6.3.1 透明管液位计142

6.3.2 浮子式液位计143

6.3.3 电导式液位计144

6.3.4 差压式液位计145

6.4 流量测量147

6.4.1 文丘里式流量计147

6.4.2 毕托管148

6.4.3 浮子流量计148

6.4.4 蒸气流量测量149

6.5 位置测量150

6.5.1 位置同步装置150

6.5.2 限位开关151

6.5.3 磁簧开关151

6.5.4 位移传感器152

6.5.5 线性可变差动变压器152

6.6 放射性测量153

6.6.1 射性种类154

6.6.2 气体电离探测器156

6.6.3 正比计数器158

6.6.4 电离室160

6.6.5 盖革－米勒计数器165

6.6.6 闪烁计数器165

6.6.7 伽马谱仪168

6.6.8 其他探测器169

6.6.9 核电子信号处理171

6.6.10 堆芯中子注量率测量172

6.6.11 核功率测量174

6.7 过程控制理论175

6.7.1 控制系统框图177

6.7.2 双位控制179

6.7.3 比例控制180

6.7.4 积分控制183

6.7.5 比例积分控制184

6.7.6 比例微分控制185

6.7.7 比例微分积分控制186

6.7.8 控制站与阀动器187

练习题190

第7章 化学化工191

7.1 化学基础191

7.1.1 原子结构191

7.1.2 化学元素与分子192

7.1.3 阿伏伽德罗常数196

7.1.4 元素周期表197

7.2 化学键202

7.2.1 离子键202

7.2.2 共价键203

7.2.3 金属键204

7.2.4 范德华键204

7.2.5 氢键205

7.3 有机化学206

7.4 化学方程式207

7.4.1 平衡移动原理208

7.4.2 溶液浓度209

7.4.3 化学方程式的平衡209

7.5 酸、碱、盐和pH值209

7.6 腐蚀211

7.6.1 腐蚀理论211

7.6.2 常见的腐蚀214

7.6.3 杂质和电偶腐蚀216

7.6.4 特殊的腐蚀217

7.7 反应堆水化学219

7.7.1 水化学参数与控制222

7.7.2 水处理224

7.7.3 溶解气体和悬浮固体的去除228

7.7.4 水的纯净度230

7.7.5 水的放射化学230

7.8 铀的提取和精制232

7.8.1 铀的浸出232

7.8.2 铀的提取232

7.8.3 铀的精制233

7.9 铀的化学转化234

7.9.1 二氧化铀制备234

7.9.2 四氟化铀制备234

7.9.3 六氟化铀制备234

7.9.4 金属铀制备235

练习题235

第8章 材料学237

8.1 金属结构237

8.1.1 晶格类型237

8.1.2 晶粒与边界238

8.1.3 多态239

8.1.4 合金239

8.1.5 金属内的缺陷240

8.2 金属属性241

8.2.1 应力和应变241

8.2.2 胡克定律243

8.2.3 应力和应变的关系244

8.2.4 材料的物理性质244

8.3 金属热处理247

8.4 吸氢脆化和辐照效应247

8.5 热应力249

8.6 脆性断裂250

8.6.1 脆性断裂机理250

8.6.2 最小无延性转变温度252

8.7 反应堆材料252

8.7.1 核燃料253

8.7.2 结构材料257

8.7.3 冷却剂261

8.7.4 慢化剂266

练习题269

第9章 通用机械271

9.1 内燃机271

9.1.1 内燃机的结构272

9.1.2 内燃机的支持系统277

9.1.3 内燃机工作原理279

9.2 换热器281

9.3 泵283

9.3.1 离心泵284

9.3.2 容积泵287

9.3.3 压水堆核电厂冷却剂泵290

9.4 阀门293

9.4.1 阀门类型293

9.4.2 阀门的基本结构294

9.4.3 典型的阀门295

9.4.4 泄压阀和安全阀302

9.5 其他机械304

9.5.1 空气压缩机304

9.5.2 液压机306

9.5.3 蒸发器306

9.5.4 蒸汽发生器307

9.5.5 冷却塔312

9.5.6 稳压器313

9.5.7 扩散分离器315

练习题316

第10章 核物理317

10.1 原子核318

10.1.1 原子序数与质量数319

10.1.2 同位素319

10.1.3 核素图320

10.2 质量亏损与结合能321

10.2.1 质量亏损321

10.2.2 结合能322

10.2.3 能级理论322

10.3 放射性衰变323

10.3.1 放射性衰变的发现323

10.3.2 衰变的种类324

10.3.3 衰变链326

10.3.4 半衰期327

10.3.5 放射性活度328

10.3.6 放射性平衡328

10.4 中子与物质相互作用329

10.4.1 散射过程329

10.4.2 热中子331

10.4.3 辐射俘获效应331

10.4.4 粒子发射332

10.4.5 裂变反应333

10.5 核裂变333

10.5.1 核裂变的液滴模型334

10.5.2 裂变材料334

10.5.3 比结合能335

10.5.4 核裂变释放出来的能量336

练习题339

第11章 核反应堆理论340

11.1 中子源341

11.1.1 天然中子源341

11.1.2 人工中子源342

11.1.3 压水堆中子源组件342

11.2 核截面343

11.2.1 中子核反应截面343

11.2.2 平均自由程347

11.2.3 截面的温度效应347

11.3 中子注量率348

11.3.1 斐克定律348

11.3.2 中子扩散方程349

11.3.3 自屏效应350

11.4 反应堆功率350

11.4.1 裂变反应率350

11.4.2 体积释热率350

11.4.3 堆芯核功率351

11.5 中子慢化351

11.5.1 中子的减速351

11.5.2 裂变时中子的释放353

11.5.3 中子代时间354

11.5.4 中子能谱355

11.5.5 费米年龄方程356

11.5.6 中子的最可几速率356

11.6 中子循环与反应堆临界357

11.6.1 增殖因数357

11.6.2 四因子公式359

11.6.3 有效增殖因数360

11.6.4 临界大小360

11.6.5 临界计算362

11.7 反应性363

11.7.1 反应性系数364

11.7.2 温度系数364

11.7.3 压力系数366

11.7.4 空泡系数366

11.7.5 功率系数367

11.8 中子毒物367

11.8.1 可燃毒物368

11.8.2 可溶毒物368

11.8.3 控制棒368

11.8.4 氙370

11.8.5 钐374

11.9 次临界系统的源倍增375

11.9.1 次临界系统的源倍增因子375

11.9.2 反应性变化对源倍增因子的影响376

11.9.3 用源倍增因子外推临界377

11.10 反应堆动态学378

11.10.1 反应堆动态方程378

11.10.2 倒时方程379

11.10.3 反应堆周期379

11.11 核电厂运行381

11.11.1 反应堆启动383

11.11.2 核电厂启动383

11.11.3 核电厂停运385

11.11.4 核电厂状态386

11.12 同位素分离387

11.12.1 分离功和价值函数387

11.12.2 扩散法同位素分离389

11.12.3 高速离心法391

11.12.4 激光法392

11.12.5 喷嘴分离法392

11.13 核燃料循环393

11.13.1 循环方式393

11.13.2 核燃料循环关键环节396

11.13.3 核燃料循环成本397

练习题399

第12章 辐射防护400

12.1 辐射量和单位400

12.1.1 描述辐射源和辐射场的量401

12.1.2 剂量学中常用的辐射量401

12.1.3 辐射防护中常用的辐射量402

12.2 辐射防护基本原则和辐射防护标准405

12.2.1 辐射防护基本原则405

12.2.2 辐射防护标准408

12.3 辐射防护方法410

12.3.1 人的辐射效应410

12.3.2 确定性效应410

12.3.3 随机性效应412

12.4 辐射监测413

12.5 辐射防护评价414

12.6 辐射应急414

练习题414

符号表416

参考文献421