| はじめに 1 |
| 第1章 核分裂，臨界と原子炉 10 |
| 1－1 原子と原子核 10 |
| （1） 原子核の構成と原子核 10 |
| （2） 結合エネルギー 11 |
| （3） 原子核の安定性 14 |
| （4） 放射性壊変 15 |
| 1－2 中性子と原子核の反応 16 |
| （1） 散乱反応 16 |
| （2） 吸収反応い 17 |
| （3） 核分裂性核種と親物質 18 |
| （4） 自発核分裂 19 |
| 1－3 核分裂反応の詳細 19 |
| 1－4 ミクロ断面積とマクロ断面積 21 |
| （1） ミクロ断面積 21 |
| （2） マクロ断面積 23 |
| （3） 断面積のエネルギー変化 23 |
| 1－5 原子炉の構成と分類 27 |
| 1－6 臨界状態と中性子経済 29 |
| （1） 熱中性子利用率 31 |
| （2） n（イータ） 31 |
| （3） 無限増倍率 31 |
| （4） 高速中性子核分裂因子 32 |
| （5） 共鳴を逃れる確率 32 |
| （6） 4因子公式と6因子公式 32 |
| （7） 臨界量 33 |
| 1－7 転換と増殖 33 |
| 第2章 中性子の空間的振舞い 36 |
| 2－1 中性子密度と中性子束 37 |
| 2－2 角中性子密度、角中性子束、角中性子流、角反応率密度 38 |
| （1） 角中性子密度、角中性子束、角中性子流、角反応率密度の定義 38 |
| （2） スカラー中性子密度、中性子束、中性子流 40 |
| 2－3 中性子輸送方程式の導出 44 |
| （1） 中性子源1 45 |
| （2） 反応損失項5 46 |
| （3） 散乱流入項3 46 |
| （4） 空間的流入項2と流出（漏れ）項4 46 |
| （5） 中性子輸送方程式 47 |
| （6） 初期条件ならびに境界条件 48 |
| 2－4 拡散方程式 49 |
| （1） 中性子連続の式 49 |
| （2） 単速中性子輸送方程式 51 |
| （3） フィックの法則と中性子拡散方程式 51 |
| （4） フィックの法則の導出 52 |
| （5） 拡散近似の限界 56 |
| 2－5 中性子拡散理論の初期条件と境界条件 59 |
| （1） 初期条件 59 |
| （2） 境界条件 59 |
| （3） 中性子束に対する一般的な数学的条件 62 |
| 2－6 単速拡散方程式 63 |
| 2－7 非増倍体系での中性子拡散方程式 65 |
| （1） 無限体系中の平面中性子源 65 |
| （2） 無限体系中の点状中性子源 68 |
| （3） 有限厚さの無限平板体系 70 |
| （4） 2領域の平板状体系の中性子束 71 |
| （5） アルベドまたは反射係数 73 |
| 2－8 増倍体系に対する中性子拡散方程式 77 |
| （1） 無限平面状原子炉に対する時間依存拡散方程式 77 |
| （2） 中性子束の長時間経過後の振舞い 80 |
| （3） 臨界条件 82 |
| （4） 増倍率による臨界条件 83 |
| （5） 一般的な裸の原子炉に対する臨界条件 85 |
| （6） 反射体付き原子炉 89 |
| 第3章 中性子束のエネルギー分布 94 |
| 3－1 弾性散乱による中性子の減速 94 |
| （1） 弾性散乱による中性子の減速 94 |
| （2） 重心系等方散乱による中性子の減速 100 |
| 3－2 無限体系中での中性子の減速 103 |
| （1） 水素体系中での減速 104 |
| （2） 減速理論に用いられる用語 108 |
| （3） A＞1の体系中での減速 113 |
| 3－3 共鳴断面積 116 |
| （1） ブライト・ウイグナーの公式 117 |
| （2） ドップラー効果 119 |
| 3－4 無限に重い吸収体を含む水素体系中での共鳴を逃れる確率 124 |
| （1） 無限希釈 125 |
| （2） 有限希釈 126 |
| 3－5 共鳴積分 128 |
| 3－6 共鳴積分の近似計算 131 |
| （1） NR近似 132 |
| （2） NRIM近似（またはWR近似） 133 |
| 3－7 熱中性子スペクトル 134 |
| （1） 原子核の熱運動による上方散乱 134 |
| （2） 熱平衡時の中性子スペクトル 136 |
| （3） 非平衡熱中性子スペクトル 138 |
| 3－8 実効中性子温度モデル 139 |
| （1） 熱中性子束 140 |
| （2） 中性子温度 141 |
| （3） 高エネルギー部を加えた改良 141 |
| （4） 熱領域での反応率および平均断面積 142 |
| 第4章 原子炉の動特性と制御 145 |
| 4－1 遅発中性子の重要性 145 |
| （1） 遅発中性子の生成過程 145 |
| （2） 遅発中性子データ 147 |
| （3） 遅発中性子の原子炉動特性に対する効果 150 |
| 4－2 1点炉動特性方程式 152 |
| （1） 1点炉動特性方程式の導出 152 |
| （2） 1点炉動特性方程式の解法と反応度方程式 155 |
| （3） 特別な場合の反応度方程式の解 156 |
| 4－3 反応度変化 164 |
| （1） 温度による反応度変化 165 |
| （2） 燃料および冷却材の温度係数 165 |
| （3） 温度係数の定性的な理解 167 |
| 4－4 原子炉の動特性応答と安定性 169 |
| （1） システム解析 169 |
| （2） 伝達関数 171 |
| （3） 原子炉の伝達係数（ゼロ出力伝達関数） 174 |
| （4） 負の温度フィードバック 178 |
| （5） フイードバックのある原子炉システムの動特性応答 179 |
| （6） 原子炉が安定である条件 182 |
| 4－5 核分裂生成物の毒作用 182 |
| （1） ¹³⁵Xeと¹⁴⁹Sm 182 |
| （2） 毒物の反応度への効果 183 |
| （3） ¹³⁵Xeの毒作用 184 |
| （4） Smの毒作用 190 |
| 4－6 燃料の燃焼 193 |
| （1） 燃焼解析 196 |
| （2） 核燃料の燃焼チェーン 197 |
| （3） 核分裂生成物 197 |
| 4－7 付録1 摂動論による反応度の式の導出 200 |
| 第5章 原子炉系の数値解析法 205 |
| 5－1 1次元拡散方程式の数値解法 205 |
| （1） 1次元体系における差分方程式 205 |
| （2） 3点差分方程式の解法 209 |
| （3） 原子炉に対する計算法 212 |
| 5－2 多次元拡散方程式の数値解法 215 |
| （1） 2次元平板体系の差分方程式 215 |
| （2） 2次元差分方程式の行列表示 218 |
| （3） 行列方程式の反復解法 220 |
| 5－3 多群拡散方程式とその数値解法 221 |
| （1） 多群拡散方程式の導出へ 221 |
| （2） 断面積の縮約 224 |
| （3） 多群拡散方程式の行列表示 225 |
| （4） ゼロ次元解析 228 |
| （5） 多群拡散方程式の簡単な応用 229 |
| （6） 多群拡散方程式の数値解法 234 |
| 5－4 非均質格子の群定数 235 |
| （1） 熱中性子に対する非均質効果 238 |
| （2） 共鳴中性子に対する非均質効果 242 |
| 5－5 原子炉数値計算法のまとめ 250 |
| （1） 積分型輸送方程式と衝突確率法 252 |
| （2） SN法 253 |
| （3） モンテカルロ法 254 |
| 付録1. べき乗法の収束する理由 257 |
| 第6章 代表的な原子炉と炉物理 259 |
| 6－1 加圧水型原子炉 259 |
| （1） PWRの構成 260 |
| （2） PWRの核特性 261 |
| 6－2 沸騰水型原子炉 269 |
| （1） BWRの構成 269 |
| （2） BWRの核特性 273 |
| 6－3 高速増殖炉 279 |
| （1） 高速増殖炉の特徴 279 |
| （2） 高速炉の構成 280 |
| （3） 高速炉の核特性 286 |
| 第7章 演習問題 291 |
| 演習問題 291 |
| 7－1 付録 年齢拡散理論 320 |
| 英和（和英）訳 323 |
| 索引 329 |
