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第1章 概述1

1.1 何谓反应堆噪声1

1.2 反应堆噪声的基本原理1

1.3 反应堆噪声分析技术的应用4

1.4 噪声分析的由来与发展5

1.5 开发利用核动力堆噪声信息资源6

第2章 反应堆噪声的统计特性7

2.1 基本概念7

2.2 随机变量的统计描述7

2.2.1 概率和概率密度8

2.2.2 分布函数8

2.2.3 随机变量的各阶矩10

2.3 随机函数的概率密度分布11

2.3.1 正弦随机函数的概率密度11

2.3.2 直三角随机函数的概率密度13

2.4 正态分布及其应用13

2.4.1 矩比较方法16

2.4.2 直接作概率图17

2.5 反应堆噪声分析的三个基本假设18

2.5.1 平稳性假设18

2.5.2 遍历性假设18

2.5.3 点堆模型假设19

第3章 频域分析的物理数学基础20

3.1 噪声分析中的频率概念20

3.2 基本关系式20

3.2.1 傅里叶变换20

3.2.2 卷积定理和脉冲响应函数22

3.2.3 巴什瓦定理23

3.2.4 相关定理24

3.2.5 信号时域表示和频域表达的对应关系25

3.2.6 离散信号及其Z变换26

3.3 功率谱密度27

3.3.1 功率谱密度的定义和性质27

3.3.2 功率谱密度与自相关函数之间的关系28

3.3.3 离散随机过程的功率谱密度30

3.3.4 白噪声及其功率谱密度31

3.3.5 倒频谱分析35

3.4 噪声信号通过线性动力学系统的传递36

3.4.1 传递函数和相干函数36

3.4.2 白噪声通过线性系统的分析43

第4章 相关分析49

4.1 相关的概念和相关函数49

4.1.1 相关的概念49

4.1.2 相关函数及其讨论51

4.2 相关与谱的物理图像53

4.3 多维正态概率密度和协方差矩阵56

4.4 极性相关分析58

4.5 相关分析的应用60

第5章 时间序列分析63

5.1 时间序列分析概述63

5.2 时序分析的基本原理64

5.2.1 自回归模型64

5.2.2 自回归滑动平均模型65

5.2.3 ARMA模型的特性67

5.3 建立模型73

5.3.1 数据预处理与模型阶数的考虑选择73

5.3.2 模型适用性的检验73

5.4 模型参数估计76

5.5 AR建模算法的比较与实践85

第6章 噪声信号的采集和处理89

6.1 概述89

6.2 混叠效应和采样定理90

6.2.1 连续信号的离散化90

6.2.2 采样定理93

6.2.3 再抽样效应95

6.2.4 抽样时间间隔选取注意事项97

6.3 泄漏效应和窗函数97

6.3.1 频率分辨能力97

6.3.2 窗函数的应用97

6.4 滤波器101

6.4.1 滤波器的性能要求101

6.4.2 滤波器的设计104

6.4.3 双线性变换106

6.5 动态范围107

6.6 统计误差108

6.7 数据质量保证，标准与惯例110

6.8 换能器111

6.8.1 一般说明111

6.8.2 中子探测器111

6.8.3 温度传感器112

6.8.4 加速度计123

第7章 中子学噪声126

7.1 前言126

7.2 噪声驱动源126

7.3 零功率反应堆中子噪声信号的传递128

7.4 动力堆中子学噪声134

7.4.1 噪声信号的传递134

7.4.2 堆内部件振动反应性噪声及其验证实验136

7.4.3 中子噪声在研究性反应堆中的实验验证141

第8章 压水堆噪声146

8.1 概述146

8.2 压水堆内部结构147

8.3 压水堆中子噪声148

8.4 吊篮振动监测151

8.4.1 一般描述151

8.4.2 刻度因子及其计算152

8.4.3 吊篮振动监测分析举例155

8.5 堆芯部件振动监测161

8.5.1 结构振动和驱动力161

8.5.2 燃料和燃料组件振动监测163

8.6 中子-温度噪声监测慢化剂温度系数167

8.6.1 目的和意义167

8.6.2 MTC的定义及其测量169

8.6.3 MTC的噪声监测170

8.6.4 MTC噪声监测的实践174

8.7 堆芯冷却剂工况监测178

8.7.1 目的和意义178

8.7.2 局部沸腾监测179

8.7.3 堆芯冷却剂流速的测量与监测183

第9章 CANDU型重水堆噪声188

9.1 前言188

9.2 CANDU型重水堆的工艺流程和堆芯测量189

9.2.1 CANDU堆的本体结构和噪声驱动源189

9.2.2 CANDU型重水堆的中子测量192

9.3 堆内中子探测器噪声分析监测堆芯部件振动193

9.3.1 用ICFD噪声监测探测器管振动194

9.3.2 用ICFD噪声监测燃料通道振动196

9.4 传感器品质的在线监测197

9.5 ICFD的动力学模型和敏捷份额的推断201

第10章 钠冷快中子反应堆噪声205

10.1 概述205

10.2 堆体结构和噪声206

10.2.1 堆本体结构206

10.2.2 堆芯的监控与检查206

10.2.3 噪声驱动源208

10.3 钠丢失效应的数字模拟213

10.3.1 CEFR的结构参数及其数字模型213

10.3.2 数字模拟计算结果和讨论217

10.4 钠沸腾噪声的探测与诊断220

10.4.1 钠沸腾噪声探测研究历程简述220

10.4.2 超凤凰堆对燃料组件冷却剂出口温度噪声的探测与研究222

10.4.3 模型化温度噪声监测技术226

附录A FFTF噪声信号的采集与部分结果230

A.1 前言230

A.2 FFTF剖视图和噪声信号探测传感器230

A.3 部分结果举例232

附录B 凤凰原型快堆噪声基准信号的采集和分析236

B.1 噪声信号采集点的总体描述236

B.2 某些探测器的特性237

B.3 信号采集时Phenix运行工况237

第11章 神经网络的应用239

11.1 绪论239

11.2 神经网络模型240

11.2.1 人工神经元模型240

11.2.2 BP神经网络241

11.2.3 径向基函数网络244

11.2.4 自组织神经网络245

11.3 算法的选择和灵敏度246

11.4 神经网络基准试验247

11.4.1 基准信号和分析任务247

11.4.2 分析结果评估253

11.5 应用举例254

11.5.1 功率谱密度的模型化254

11.5.2 基于神经网络的操纵员支持系统255

11.5.3 核动力堆非线性动力学识别与故障诊断257

第12章 声学噪声及其应用261

12.1 概述261

12.2 松动部件监测264

12.2.1 为何监测松动部件264

12.2.2 撞击定位和质量标定266

12.2.3 松动部件监测系统268

12.3 沸腾监测270

12.3.1 沸腾噪声及其声学监测270

12.3.2 钠沸腾声学探测273

12.3.3 钠沸腾噪声的基准试验数据，分析目标和结果274

12.4 钠-水反应的声学噪声探测275

12.4.1 声噪声的产生机理和特性275

12.4.2 钠-水反应声学探测（ALD）基准信号的采集和分析278

12.4.3 钠-水反应基准试验重要结论286

12.5 先进的声学噪声信号分析技术287

第13章 在线监测和故障诊断综述296

13.1 前言296

13.2 人工智能促进诊断技术的发展296

13.3 结构、信息流程和诊断299

13.4 实例分析304

13.4.1 钠冷却剂运行工况监测与故障诊断系统304

13.4.2 反应堆冷却剂泵监测系统306

13.4.3 转动机械维修支持系统308

13.4.4 堆芯吊篮振动监测系统309

13.5 神经网络与专家系统结合311

参考文献314

附录 伪噪声分析及其在次临界监测中的应用318

A.1 前言318

A.2 原理和实践318

A.3 伪噪声驱动中子源的产生326

A.4 应用前景分析327

A.4.1 ADS次临界度监测327

A.4.2 压水堆的次临界监测332

A.4.3 乏燃料池次临界度就地测量337

参考文献340