Физическая кинетика и теория переноса
А.Н. Валл, В.А. Наумов
Лекции для студентов IV курса физического факультета
Часть 2. Элементы линейной теории переноса нейтронов.
(Представлена расширенная программа. Фактическое содержание читаемых в разные годы курсов варьировалось в рамках этой программы.)
2. 1. Предварительные сведения.
а
) Основные свойства нейтрона.б
) Особенности взаимодействия нейтронов низких энергий с ядрами (упругое рассеяние, радиационный захват, реакции деления).в
) Принцип действия ядерного реактора.
2. 2. Односкоростная теория переноса.
а
) Односкоростное диффузионное уравнение и граничные условия (основные приближения диффузионной теории, ток нейтронов, вывод уравнения диффузии, постановка граничных условий).б
) Простейшие диффузионные задачи (точечный источник в бесконечной среде, плоский бесконечный источник, модельная задача на вычисление критического размера реактора).в
) Точное односкоростное уравнение переноса и граничные условия (фазовая плотность и фазовый поток, индикатриса рассеяния, вывод линеаризованного уравнения Больцмана [УБ], граничные условия для раздела двух сред и границы среда - вакуум, вид УБ в различных системах координат, основные свойства симметрии УБ, теорема взаимности, стационарное УБ).г)
Функции Грина.д)
Интегральное уравнение Пайерлса (непосредственный вывод).
2. 3. Основные методы решения односкоростного уравнения переноса.
а
) Метод сферических гармоник (основные свойства полиномов Лежандра, присоединенных функций Лежандра и сферических функций, ряды Фурье по сферическим гармоникам, уравнения для коэффициентов Фурье нейтронного потока, аппроксимация граничных условий, условие Маршака, P1-, P2- и P3- приближения, вывод уравнения диффузии и поправок к нему).б
) Обзор других приближенных методов (метод Владимирова, Sn - метод Карлсона, метод расщепления).
2. 4. Основы многоскоростной теории.
а
) Кинематика упругого рассеяния (связь кинематических величин в лабораторной системе и системе центра инерции, вывод явного вида индикатрисы рассеяния для случая изотропного рассеяния в C-системе).б
) Уравнение переноса с учетом энергетической зависимости нейтронного потока (вывод линеаризованного УБ, постановка граничных условий, стационарное УБ).в
) Замедление нейтронов в однородной бесконечной среде.д
) Точное решение нестационарного УБ для чисто поглощающей среды. Оптическая толщина. Переход к стационарному пределу. Интегральная форма УБ. Вывод уравнения Пайерлса из УБ.е
) Метод отрицательного поглощения для нестационарного и стационарного УБ (интегральные уравнения для Z-факторов и их решение методом итераций).
Список рекомендуемой литературы
Основная
Дополнительная
к курсу "Физическая кинетика и теория переноса"