2024年度 学院等開講科目 工学院 電気電子系 原子核工学コース
原子炉理論第一
- 開講元
- 原子核工学コース
- 担当教員
- 小原 徹 / 石塚 知香子
- 授業形態
- 講義/演習 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月5-8 (WL2-301(W631))
- クラス
- -
- 科目コード
- NCL.N402
- 単位数
- 110
- 開講時期
- 2024年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2025年3月14日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
本講義では原子炉の原理の理解に必要な基礎的な物理理論の理解を目的として、初めに原子核反応及び中性子との反応について解説し、原子炉内での中性子のエネルギー分布について説明したのち、原子炉の各炉型の炉心構造及び無限増倍率計算について解説します。
到達目標
この科目を受講した後は以下ができるようになります。
１ 原子炉で重要な核反応と中性子との反応について説明でき、原子核と中性子との反応の基礎的な解析ができる。
２）原子炉内の中性子スペクトルについて説明でき、基礎的な解析ができる。
３）原子炉の各炉型の炉心構造が説明でき、無限体系での増倍率の基礎的な解析ができる。
キーワード
原子核反応、中性子との反応、中性子のエネルギー分布、原子炉の炉型、無限増倍率
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
毎回の講義の後、講義テーマに対応した課題で演習を実施します。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 原子核反応 | 結合エネルギーと原子核反応の基礎が説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第2回 | 原子核と中性子の反応(1) ミクロ中性子断面積とマクロ中性子断面積 | ミクロ中性子断面積及びマクロ中性子断面積について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第3回 | 原子核と中性子の反応(2) 中性子断面積のエネルギー依存性と中性子散乱 | 中性子断面積のエネルギー依存性と中性子散乱について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第4回 | 中性子のエネルギー分布(1) 高速中性子と中性子減速 | 核燃料の断面積、減速材及び中性子減速について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第5回 | 中性子のエネルギー分布(2) エネルギー自己遮へいと熱中性子、エネルギー平均断面積 | エネルギー自己遮へい効果、熱中性子スペクトル及びエネルギー平均断面積について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第6回 | 原子炉炉心(1)炉心構造と高速炉心燃料格子 | 原子炉の各炉型の炉心構造と高速炉心燃料格子の増倍率について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
| 第7回 | 原子炉炉心(2)熱中性子炉心格子と四因子公式 | 熱中性子炉心格子の増倍率と四因子公式について説明できかつ基礎的な解析ができる。 |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
E.E. Lewis, “Fundamentals of Nuclear Reactor Physics”, Academic Press (2008). ISBN: 978-0-12-3-370631-7
参考書、講義資料等
John R. Lamarsh, “Introduction to Nuclear Reactor Theory”, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. (1965).
（邦訳：ラマーシュ著、武田充司、仁科浩二郎訳、“原子炉の初等理論（上）（下）”、吉岡書店(1974）)
James J. Duderstadt, Louis J. Hamilton, “Nuclear Reactor Analysis”, John Wiley & Sons, Inc. (1976).
（邦訳：J.J. ドゥデルスタット、L.J. ハミルトン著、成田正邦、藤田文行共訳、“原子炉の理論と解析（上）（下）”、現代工学社(1981)）
George I. Bell, Samuel Glasstone, “Nuclear Reactor Theory”, Robert E. Krieger Publishing Co., Inc. (1970).
Samuel Glasstone, Alexander Sesonske, "Nuclear Reactor Engineering", Chapman & Hall, Inc. (1994).
小林啓祐著、“原子炉物理”、コロナ社(1996)
Weston M. Stacey, “Nuclear Reactor Physics”, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (2004).
岡嶋 成晃、 久語 輝彦 、森 貴正著、“原子力教科書 原子炉物理学”、オーム社(2012)
岡 芳明編著、“原子力教科書 原子炉設計”、オーム社(2012)
Raymond L. Murray and Keith E. Holbert, "Nuclear Energy: An Introduction to The Concepts, Systems and Application of Nuclear Processes Seventh Edition", Elsevier Ltd. (2013).
(邦訳：マレー、ホルバート著、矢野豊彦監訳、”マレー原子力学入門”、講談社(2015)
成績評価の方法及び基準
原子炉の原理を理解するうえで重要な物理現象の理解度および解析能力を評価する。演習課題レポート(50%)、期末試験(50%)で評価を行う。
関連する科目
- NCL.N406 ： 原子炉理論第二
履修の条件・注意事項
微積分についての一般的知識
連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
tobara[at]zc.iir.titech.ac.jp（小原教授）
オフィスアワー
メールで事前に予約すること。