Fundamentals of Nuclear Science and Engineering Second Edition pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:CRC Press

作者:J. Kenneth Shultis

出品人:

頁數:616

译者:

出版時間:2007-9-7

價格:USD 109.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781420051353

叢書系列:

圖書標籤:

• 核能
• 核科學
• 核工程
• 核物理
• 反應堆
• 放射學
• 同位素
• 輻射防護
• 核材料
• 中子物理
• 核能

輻射探測與測量：從基礎原理到實際應用 本書全麵探討瞭輻射探測和測量的核心概念、技術和實際操作，旨在為核科學、健康物理學、環境監測以及相關工程領域的研究人員、工程師和高級學生提供一份深入而實用的指南。 第一部分：輻射物理學基礎與探測原理 本書首先奠定瞭輻射物理學的堅實基礎，詳細闡述瞭各類電離輻射（包括阿爾法粒子、貝塔粒子、伽馬射綫、X射綫、中子以及重離子）的産生、特性及其與物質的相互作用機理。理解這些基本過程是選擇和設計有效探測器的前提。 核衰變與輻射場： 深入剖析瞭放射性核素的衰變模式（$alpha, eta, gamma$ 衰變），並詳細講解瞭半衰期、比活度等關鍵參數的計算。著重介紹瞭不同輻射類型在穿透物質時能量損失的物理過程，例如緻密物質中的離子化和激發，以及稀疏介質中的康普頓散射、光電效應和電子對效應。 探測器響應機製： 詳細分析瞭輻射探測器的工作原理，重點聚焦於如何將輻射與探測介質的相互作用轉化為可測量的電信號。這包括對電離、閃爍和半導體效應的深入探討。 能量沉積與峰值形成： 闡述瞭探測器響應的統計特性，如統計漲落（計數統計）和能量分辨率的來源。詳細解釋瞭“峰形”的形成，包括全能峰、散射峰以及逃逸峰的物理成因，並給齣瞭量化描述。 第二部分：主流輻射探測技術與裝置 本書係統性地介紹瞭當前最常用和最先進的輻射探測器類型，並針對每種類型的工作原理、優缺點及典型應用場景進行瞭詳盡的分析。 氣體電離探測器： 電離室 (Ion Chambers)： 闡述瞭其在精確測量高劑量率和絕對劑量方麵的優勢，討論瞭電荷收集效率和氣體密度對測量的影響。 正比計數器 (Proportional Counters)： 詳細描述瞭蓋革-穆勒 (GM) 計數管的工作模式，解釋瞭倍增區的物理機製，並討論瞭其在低能$alpha$和$eta$粒子識彆中的應用及死時間限製。 閃爍體探測器： 無機閃爍體： 深入研究瞭碘化鈉 ($ ext{NaI}( ext{Tl})$) 和鍺酸鉍 ($ ext{BGO}$) 等晶體材料的特性，包括光産額、衰減時間和能量分辨率的權衡。重點討論瞭脈衝形狀甄彆 (PSD) 技術在區分快中子和伽馬射綫中的應用。 有機閃爍體與塑封閃爍體： 分析瞭有機材料（如蒽、苯乙烯）的結構和快速響應特性，並介紹瞭用於大體積探測和快時間測量的塑封材料。 半導體探測器： HPGe與純鍺探測器： 全麵覆蓋瞭高純鍺探測器在精密伽馬能譜測量中的核心地位。討論瞭液氮冷卻（或Peltier製冷）的要求、電荷收集過程以及電場分布對分辨率的影響。 矽漂移探測器 (SDD) 與 CZT 探測器： 探討瞭室溫半導體探測器在便攜式和在綫監測中的應用，分析瞭其薄窗口設計和電荷傳輸效率。 中子探測技術： 專門開闢章節討論中子測量的特殊性（因其不帶電）。詳細介紹瞭$ ext{BF}_3$和$^3 ext{He}$氣體計數器的工作原理，以及利用氫化物（如聚乙烯）慢化劑和閃爍體（如$ ext{Li}$摻雜玻璃）進行熱中子和快中子探測的方法。 第三部分：信號處理、數據采集與能譜學 本部分聚焦於如何將探測器産生的微弱脈衝信號轉化為有意義的物理量，特彆是能譜的獲取與分析。 脈衝電子學基礎： 講解瞭前置放大器、整形放大器（如高斯整形）的選擇與優化，以及如何通過適當的脈衝處理來提高信噪比和能量分辨率。 數據采集係統 (DAQ)： 詳述瞭模擬數字轉換器 (ADC) 的關鍵參數，如有效位數、轉換速度和死時間對計數率的影響。介紹瞭多道次分析儀 (MCA) 的架構和操作流程。 能譜分析： 提供瞭從原始計數數據中提取物理信息的方法。包括基綫漂移校正、能量刻度（綫性與非綫性）、峰麵積的精確積分（如奇點法、二次函數擬閤法）以及背景扣除技術。特彆關注如何處理譜中存在的復雜的峰重疊問題。 效率與探測極限： 詳細推導瞭絕對效率和相對效率的計算方法，並闡述瞭在不同計數統計條件下，如何確定探測器的最小可探測活度（MDA）和最小可探測濃度（MDC）。 第四部分：環境與健康物理中的實際應用 本書將理論與實踐緊密結閤，探討瞭這些探測技術在真實世界中的部署和校準。 劑量測量與校準： 探討瞭如何使用特定設備（如電離室、T L D、光釋光探測器）進行個人劑量當量、有效劑量的測量。詳細說明瞭現場（in-vivo）和體外 (ex-vivo) 劑量的校準流程和不確定度評估。 環境監測係統： 介紹瞭固定式和移動式監測站中使用的伽馬/中子本底監測儀的配置和長期穩定性要求。討論瞭空氣采樣結閤伽馬能譜分析在放射性氣溶膠監測中的應用。 儀器溯源與質量保證： 提供瞭關於使用標準參考源（如$ ext{Cs}-137, ext{Co}-60$）進行係統校準的詳細步驟，以及日常質量控製（QC）程序，確保數據的準確性和可比性。 新興技術展望： 簡要介紹瞭快速響應探測器、分布式光縴傳感技術以及基於機器學習的譜分析方法在下一代輻射監測中的潛力。 本書內容嚴謹，公式推導清晰，並配有大量的實際案例分析和工程考量，是輻射科學領域進行深度學習和實際工作的必備參考資料。

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從作者的寫作風格來看，我能感受到他對核科學與工程的熱情和深刻理解。他不僅僅是在傳遞知識，更是在分享他對這個領域的見解和思考。書中偶爾齣現的個人感悟和對未來發展的憧憬，讓這本書顯得更加生動和人性化，而不是一本冰冷的教科書。它讓我感覺到，這本書是由一個真正的、充滿熱情的研究者寫給同樣充滿好奇和熱情的學習者的。這本書不僅讓我學到瞭知識，更讓我看到瞭一個科學傢對人類未來和科技發展的思考，這種深度和廣度是我在其他地方難以找到的。

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我一直認為，學習科學不僅僅是學習知識，更重要的是學習科學思維和研究方法。這本書在這方麵為我提供瞭寶貴的指導。作者在介紹每一個重要的核物理現象或工程原理時，都會引導讀者思考其背後的科學原理，以及科學傢們是如何通過實驗和理論來驗證這些原理的。書中還會引用一些重要的曆史事件和科學發現，這讓我能夠從曆史的角度去理解核科學的發展曆程，以及那些偉大的科學傢們是如何一步步推動這個領域的進步的。我尤其欣賞作者在論述過程中，所展現齣的嚴謹的科學態度和批判性思維，這對我日後的學習和研究産生瞭深遠的影響。

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我一直認為，一本好的教科書不僅僅是知識的堆砌，更重要的是它能否激發讀者的思考和探索欲。而《Fundamentals of Nuclear Science and Engineering Second Edition》在這方麵做得非常齣色。它不僅僅停留在理論知識的層麵，更重要的是將這些理論與實際工程應用緊密地聯係起來。在書中，我看到瞭核反應堆的設計原理，不同類型反應堆的優缺點分析，以及核能發電的整個流程。作者還詳細介紹瞭核燃料的循環、放射性廢物的處理以及核安全的重要性。這些內容讓我對核能這一復雜而又充滿爭議的領域有瞭更全麵、更客觀的認識。讀完相關章節，我甚至開始思考，如何纔能在保證安全的前提下，更有效地利用核能，為社會的可持續發展做齣貢獻。

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從工程應用的視角來看，這本書的實用性非常強。它不僅僅停留在理論層麵，更深入地探討瞭核技術在實際工程中的應用，包括核醫學、核材料科學、以及輻射防護等多個領域。我尤其對書中關於核醫學的部分印象深刻，瞭解瞭放射性同位素如何在疾病診斷和治療中發揮關鍵作用，以及質子治療等新興技術。這些內容讓我看到瞭核科學更廣泛的應用前景，也讓我對未來醫療健康領域的發展充滿瞭期待。作者還詳細介紹瞭核電站的安全設計和應急預案，這對於消除公眾對核能的擔憂起到瞭積極的作用。

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這本書最讓我感到驚喜的是它對復雜概念的清晰呈現。許多在其他教材中被處理得晦澀難懂的物理過程，在這本書裏得到瞭非常直觀和易於理解的闡釋。比如，核裂變鏈式反應的原理，作者通過生動的圖示和詳細的文字描述，讓我能夠清晰地理解中子如何引發裂變，裂變又如何釋放更多的中子，從而形成一個持續的反應。此外，書中還對中子散射、吸收等關鍵過程進行瞭深入的分析，這些都是理解反應堆物理的關鍵。我發現，作者似乎有一種“化繁為簡”的魔力，總能找到最恰當的方式來解釋那些最棘手的概念。

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對於初學者來說，這本書可能需要一些耐心和投入，但絕對是值得的。我記得第一次翻開它的時候，看到那些復雜的數學公式和專業術語，確實感到有些畏懼。但隨著閱讀的深入，我逐漸發現，作者的講解是有條理、有邏輯的，並且循序漸進。每一個新概念的引入，都會建立在之前已講解過的知識基礎上。書中大量的圖錶和示意圖也極大地幫助瞭我理解抽象的概念，比如核反應堆的示意圖，詳細展示瞭燃料棒、控製棒、慢化劑、冷卻劑等各個組成部分的功能。每次讀完一個章節，我都會嘗試做書後的習題，這不僅鞏固瞭我的理解，也幫助我發現自己知識上的薄弱環節，從而有針對性地進行復習。

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這本書簡直像一本百科全書，對於任何想要深入瞭解核科學與工程領域的人來說，都絕對是必不可少的寶藏。我最初接觸這本書，是因為我在大學裏選修瞭一門關於核反應堆原理的課程，當時感覺很多概念都十分晦澀難懂，老師推薦瞭這本書作為參考。從那時起，它就成為瞭我學習路上的指路明燈。書中對核物理的基本原理進行瞭極其詳盡的闡述，從原子核的結構、衰變、裂變到聚變，每一個概念都伴隨著清晰的公式推導和深入淺齣的解釋。我尤其欣賞作者在解釋一些復雜的概念時，會引入一些生動形象的比喻，這極大地幫助我剋服瞭抽象思維上的睏難。例如，在講解核力時，作者用“膠水”來比喻它如何將質子和中子緊密地束縛在一起，這個比喻雖然簡單，卻瞬間點亮瞭我心中的迷茫。

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毫無疑問，這本書是核科學與工程領域的一部裏程碑式的著作。它不僅全麵、深入地覆蓋瞭該領域的核心知識，而且在闡述方式上獨具匠心，既有嚴謹的科學性，又不失趣味性和啓發性。我曾經嘗試閱讀過一些更專業、更偏嚮學術論文的文獻，但往往由於缺乏基礎知識而感到力不從心。而這本書就像是一座橋梁，將我與那些更前沿的知識連接起來。它為我打下瞭堅實的基礎，讓我有信心去挑戰那些更復雜的課題，也讓我更加熱愛這個充滿挑戰和機遇的領域。

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這本書不僅內容豐富，而且結構安排也非常閤理。它從最基礎的原子核物理概念講起，逐步深入到反應堆設計、核燃料循環、輻射安全等更高級的工程應用。每個章節之間都有清晰的邏輯聯係，使得讀者能夠在一個連貫的知識體係中進行學習。我特彆喜歡書中對每章結尾的“總結”和“進一步閱讀”的建議。總結部分幫助我快速迴顧本章的要點，而“進一步閱讀”則為我提供瞭探索更深入知識的路徑，這對於我的自主學習和研究能力的發展非常有幫助。

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這本書的深度和廣度是我在其他同類教材中前所未有的。作者在編寫時，無疑是傾注瞭大量的心血，力求將最前沿的知識和最經典的理論都融入其中。我最喜歡它的一點是，它並沒有迴避一些棘手的、具有挑戰性的問題，而是坦誠地探討瞭核科學與工程領域麵臨的各種挑戰，包括技術瓶頸、經濟成本以及公眾接受度等。書中對未來核能發展的展望也令人振奮，作者不僅介紹瞭當前的研究熱點，還對未來可能齣現的突破性技術進行瞭預測。這讓我對這個領域充滿瞭好奇和期待，也激勵我想要成為這個領域的一份子，去探索和解決那些未解之謎。

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