Основы прикладной ядерной физики и введение в физику ядерных реакторов (2-е издание)

Основы прикладной ядерной физики и введение в физику ядерных реакторов (2-е издание)
В.С. Окунев
  • Год:
    2015
  • Тип издания:
    Учебное пособие
  • Объем:
    536 стр. / 33.5 п.л
  • Формат:
    60x90/16
  • ISBN:
    978-5-7038-3967-6
  • Читать Online

Серия: Физика в техническом университете

Ключевые слова: адроны, атомные ядра, изотопы, квантовая хромодинамика, кварки, микросечения, нейтронная оптика, нейтроны, неупругое рассеяние, радиоактивность, радиоактивные ряды, радиоактивный распад, реакторы естественной безопасности, реакции синтеза, сильновзаимодействующие частицы, сильное взаимодействие, стандартная модель, теория струн, термоядерные реакторы, топливные циклы, упругое рассеяние, ускорители заряженных частиц, формулы Брейта-Вигнера, фундаментальные взаимодействия, энерговыделение, ядерное взаимодействие, ядерные реакторы, ядерные реакции

Приведен краткий обзор основных физических теорий, на основе которых строится теория ядерных реакторов. Физика ядерных реакторов изложена как прикладная ядерная физика низких энергий. Рассмотрены также ядерные силы и ядерные взаимодействия, свойства атомных ядер, основные виды радиоактивности, характеристики взаимодействия излучения с веществом. На понятийном уровне изложены физические принципы работы ядерных реакторов деления, ядерных реакторов синтеза, подкритических систем, управляемых ускорителями. Второе издание дополнено главой, посвященной энергетическим реакторам нового поколения.

Содержание учебного пособия соответствует курсам лекций, которые автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Для студентов технических вузов, приступающих к изучению курса физики ядерных реакторов, а также обучающихся по специальности "Ядерные реакторы и энергетические установки" и смежным специальностям.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть I. Современная физическая картина мира
1. Фундаментальная структура материи
1.1. Виды фундаментальных взаимодействий
1.2. Микромир и фундаментальные составляющие материи
1.3. Характерные размеры частиц
1.4. Образование элементов
1.5. Некоторые специфические свойства частиц микромира
1.6. Основные характеристики фундаментальных взаимодействий
1.7. Объединение взаимодействий
1.8. Стандартная модель
1.9. Связь ядерной физики и космофизики. Современные ускорители заряженных частиц
1.10. Темная материя и темная энергия
2. Сильное (цветное) взаимодействие
2.1. Общие положения
2.2. Некоторые характеристики сильновзаимодействующих частиц
2.3. Первые модели адронов
2.4. Цветовой заряд. Квантовая хромодинамика
2.5. Проявление распадов кварков в распадах адронов
2.6. Удержание цвета. Кварк-антикварковый потенциал (потенциал цветного взаимодействия)
2.7. Обменный характер сильного взаимодействия
2.8. Теория струн (один из подходов к объединению взаимодействий)
Часть II. Ядерная физика низких энергий
3. Ядерное взаимодействие
3.1. Ядерная материя
3.2. Ядерные силы и приближения моделей сильного взаимодействия
3.3. Основные свойства ядерных сил
3.4. Обменный характер ядерного взаимодействия
4. Свойства атомных ядер
4.1. Состав и структура атомных ядер
4.2. Физические основы получения энергии при превращении ядер
4.3. Модели ядра
4.4. Стабильность ядер
4.5. "Треугольники стабильности" атомных ядер
5. Радиоактивность
5.1. Общие положения
5.2. Стабилизированные процессы распада
5.3. Закон радиоактивного распада
5.4. Характеристики радиоактивного распада
5.5. Активность источника. Накопление и спад радиоактивности
5.6. Цепочка превращений
5.7. Виды радиоактивности
5.8. Радиоактивные ряды
6. Взаимодействие излучения с веществом
6.1. Излучение и его характеристики
6.2. Основные характеристики взаимодействия излучения с веществом
6.3. Ядерные реакции. Основные характеристики ядерных реакций
6.4. Механизмы ядерных реакций
6.5. Барьеры реакций
6.6. Вынужденное деление ядер
6.7. Взаимодействие заряженных частиц с веществом
6.8. Взаимодействие γ-квантов с веществом
7. Квантовая теория взаимодействия нерелятивистских частиц с ядрами
7.1. Качественные различия квантово-механических представлений об энергетической зависимости сечений
7.2. Резонансный характер зависимости σ(Е)
7.3. Упругое рассеяние
7.4. Упругое рассеяние при наличии неупругих процессов. Неупругое рассеяние
7.5. Формулы Брейта - Вигнера
7.6. Учет спинов сталкивающихся частиц
7.7. Нейтронная оптика
8. Взаимодействие нейтронов с веществом
8.1. Свойства свободного нейтрона
8.2. Классификация нейтронов
8.3. Особенности взаимодействия. Классификация ядерных реакций
8.4. Основные характеристики взаимодействия нейтронов с веществом
8.5. Упругое рассеяние нейтронов на ядрах
8.6. Неупругие взаимодействия нейтронов с ядрами
8.7. Деление ядер нейтронами
8.8. Общий вид энергетической зависимости микросечений. Расчет микросечений
8.9. Библиотеки оцененных ядерных данных
8.10. Источники нейтронов
Часть III. Ядерные реакторы
9. Физические принципы работы ядерного реактора деления
9.1. Основные факторы, обеспечивающие цепную реакцию деления
9.2. Природный реактор в Окло
9.3. Устройство и работа ядерного реактора деления
9.4. Реальные события и основные физические теории, используемые при расчете реактора
10. Энерговыделение в ядерном реакторе
10.1. Энерговыделение в реакции деления ядер
10.2. Энерговыделение в реакциях захвата нейтронов
10.3. Суммарное мгновенное энерговыделение в реакторе
10.4. Запаздывающее энерговыделение
10.5. Аккумулирование энергии при высоких флюенсах
11. Проблемы ядерной энергетики
11.1. Основные требования к энергетическим системам будущего
11.2. Пути повышения безопасности атомных электростанций
11.3. Воспроизводство делящегося материала
12. Ядерный топливный цикл
12.1. Основные понятия
12.2. Топливо ядерных реакторов
12.3. Этапы топливного цикла
12.4. Методы разделения изотопов
12.5. Целесообразность использования отработанного ядерного топлива
12.6. Нераспространение делящихся материалов
13. Трансмутация радиоактивных отходов ядерной энергетики
13.1. Отходы ядерной энергетики
13.2. Физические основы трансмутации радиоактивных отходов
13.3. Некоторые особенности быстрых реакторов - выжигателей радиоактивных отходов
13.4. Международные программы по утилизации плутония и радиоактивных отходов
14. Физические принципы работы ядерного реактора синтеза
14.1. Ядерные реакции, положенные в основу получения энергии
14.2. Реакции синтеза
14.3. Физические основы реализации реакции термоядерного синтеза
14.4. Термоядерные реакторы и технологии
14.5. Мюонный катализ
14.6. Реализация реакций синтеза на ускорителях. Нейтронный генератор
15. Подкритические системы, управляемые ускорителем
15.1. Возможности использования подкритических систем для трансмутации радиоактивных отходов
15.2. Физические принципы работы электроядерной установки
15.3. Основы конструкции
16. Физические принципы реакторов естественной безопасности
16.1. Предыстория развития новых технологий
16.2. Общие требования к энергетическим реакторам нового поколения
16.3. Тяжелые аварии на атомных станциях
16.4. Подходы к анализу безопасности реакторов
16.5. Использование формализма теории игр в задачах анализа и обоснования безопасности реакторов
16.6. Основополагающие принципы проектирования реакторов нового поколения
16.7. Моделирование режимов ATWS на начальном этапе проектирования реакторов. Анализ неопределенности сценариев развития аварийных ситуаций
16.8. Области самозащищенности
16.9. Реакторы на быстрых нейтронах нового поколения как возможный вариант достижения идеалов естественной безопасности в рамках существующих технологий
16.10. Специфические факторы опасности быстрых реакторов. Физические принципы исключения реактивностных аварий
16.11. Минимизация пустотного эффекта реактивности
16.12. Доплеровский эффект и коэффициент реактивности
16.13. Факторы, способствующие приближению к идеалам естественной безопасности в рамках концепции БРЕСТ
16.14. Резервы концепции БРЕСТ при переходе к энергоблокам большой мощности
16.15. Термоядерные реакторы естественной безопасности

Авторы работы: Окунев В.С.