Nuclear Physics and Reactor Theory

ABSTRACT......Page 3
FOREWORD......Page 5
OVERVIEW......Page 7
Module 1 Atomic and Nuclear Physics......Page 11
TABLE OF CONTENTS......Page 13
LIST OF FIGURES......Page 16
LIST OF TABLES......Page 17
REFERENCES......Page 18
OBJECTIVES......Page 19
Structure of Matter......Page 25
Subatomic Particles......Page 26
Bohr Model of the Atom......Page 27
Nuclides......Page 28
Atomic and Nuclear R adii......Page 30
Nuclear Forces......Page 31
Summary......Page 33
Chart of the Nuclides......Page 35
Information for Unstable Nuclides......Page 37
Neutron - Proton Ratios......Page 38
Enriched and Depleted Uranium......Page 39
Summary......Page 40
Mass Defect......Page 41
Binding Energy......Page 42
Energy Levels of Atoms......Page 43
Energy Levels of the Nucleus......Page 44
Summary......Page 45
Natural Radioactivity......Page 46
Nuclear Decay......Page 47
Beta Decay......Page 48
Electron Capture (EC, K-capture)......Page 49
Isomers and Isomeric Transition......Page 50
Predicting Type of Decay......Page 51
Summary......Page 53
Radioactive Decay Rates......Page 54
Variation of Radioactivity Over Time......Page 55
Radioactive Half-Life......Page 56
Plotting Radioactive Decay......Page 59
Radioactive Equilibrium......Page 62
Transient Radioactive Equilibrium......Page 64
Summary......Page 65
Elastic Scattering......Page 67
Inelastic Scattering......Page 69
Fission......Page 70
Summary......Page 71
Fission......Page 72
Liquid Drop Model of a Nucleus......Page 73
Fissile Material......Page 74
Fissionable Material......Page 75
Fertile Material......Page 76
Binding Energy Per Nucleon (BE/A)......Page 77
Summary......Page 78
Calculation of Fission Energy......Page 80
Estimation of Decay Energy......Page 84
Distribution of Fission Energy......Page 85
Summary......Page 86
Interaction of Radiation With Matter......Page 87
Beta-Minus Radiation......Page 88
Neutron Radiation......Page 89
Gamma Radiation......Page 90
Summary......Page 91
Module 2 Reactor Theory (Neutron Characteristi cs)......Page 93
TABLE OF CONTENTS......Page 95
LIST OF FIGURES......Page 97
LIST OF TABLES......Page 98
REFERENCES......Page 99
OBJECTIVES......Page 100
Intrinsic Neutron Sources......Page 105
Installed Neutron Sources......Page 107
Summary......Page 108
NUCLEAR CROSS SECTIONS AND NEUTRON FLUX......Page 109
Atom Density......Page 110
Cross Sections......Page 111
Mean Free Path......Page 114
Calculation of Macroscopic Cross Section and Mean Free Path......Page 115
Effects of Temperature on Cross Section......Page 118
Neutron Flux......Page 119
Summary......Page 120
Reaction Rates......Page 122
Reactor Power Calculation......Page 124
Relationship Between Neutron Flux and Reactor Power......Page 125
Summary......Page 126
Neutron Slowing Down and Thermalization......Page 127
Macroscopic Slowing Down Power......Page 130
Moderating Ratio......Page 131
Summary......Page 132
Neutron Classification......Page 133
Neutron Generation Time......Page 134
Summary......Page 135
Prompt Neutron Energies......Page 137
Thermal and Fast Breeder Reactor Neutron Spectra......Page 138
Most Probable Neutron Velocities......Page 139
Summary......Page 141