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裂变工程博士考试的基础是将辐射与物质相互作用的原理、反应堆物理、反应堆材料和反应堆工程应用于核反应堆系统的分析、设计和运行。反应堆工程原理包括热力学、流体流动、传热、设计和综合系统操作。

具体的反应堆工程原则包括:

  • 热力学-工程中能源方法的理论与应用;质量和能量守恒;能量通过热、功和质量传递;热力学性质;开放与封闭系统分析;热力学第一和第二定律;兰金和布雷顿能量转换循环。
  • 流体流动-应用于实际和理想流体行为的静力学、浮力、能量和动量定律;尺寸分析和相似度及其在管道和管道流动中的应用;层流和湍流压降和泵功率;系统压降特性曲线、泵特性曲线及稳定系统工作点;两相流均质平衡模型、滑移模型和漂移通量模型;哽咽的临界流;两相流压降:摩擦、流体静力和空间加速度。
  • 传热-传导、对流和辐射;稳定和瞬态;反应器材料状态相关性能;燃料重组;燃料电导率积分;强制对流和自然对流;层流和湍流速度和温度分布;沸腾凝结现象与传热系数;沸腾曲线;临界热流现象学; and heat exchangers.
  • 综合反应堆系统设计-压水堆、沸水堆、高温堆和下一代系统;稳态和暂态设计方法;元器件选型与布局;温度和热流设计极限;统计、工程和中子峰值因子;冷却剂/燃料元件稳态温度分布;系统温度和压力分布;事故情景对稳态设计的影响;反应效应和反馈机制:控制棒、燃料多普勒、慢化剂温度系数、慢化剂空洞系数、安装和可溶性毒物、氙、钐和裂变产物效应;耦合中子/热工水力瞬态; and non-equilibrium neutron kinetics, “power turning.”