8/10/2019 nse_v62_n2_p347

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ook Reviews

N u c l e a r R e a c t o r A n a l y s i s . B y J a m e s J . D u d e r s t a d t a nd

L o u i s J . H a m i l t o n . J o h n W i l e y a n d S o n s , I n c . , N e w Y o r k

(1 9 7 6 ) . 6 5 0 p p . $ 2 3 .9 5 .

T h e te a c h i n g of r e a c t o r p h y s i c s o r r e a c t o r a n a l y s i s i s

n o t p a r t i c u l a r l y e a s y . S o m e d e c a d e s a g o , w h e n w e h a d O n e

T e x t b o o k a n d n o P r o f e s s o r s , w e ha d n o p r o b l e m s . M y

e x p e r i e n c e w a s t y p i c a l . I w a s h i r e d , n o t k n o w i n g b u c k l i n g

f r o m i n h o u r . I f o u n d m y o f f i c e , s h a r p e n e d a p e n c i l , a n d

b e g a n t o g a z e d r e a m i l y i n to t h e m i d d l e d i s t a n c e w h e n J a c k

C h e r n i c k a p p e a r e d . H e h a n d e d m e a b o o k . " R e a d i t , " h e

s a i d . T w o w e e k s l a t e r , I h a n d e d i t b a c k . " I ' v e r e a d i t . "

" O K , " h e s a i d , " n o w yo u a r e a n u c l e a r e n g i n e e r . " T h e

b o o k w a s G l a s s t o n e a n d E d l u n d ' s , a n d t h a t w a s t r a i n i n g i n

t h e 1 9 5 0 ' s .

N o w a d a y s m a t t e r s a r e m o r e c o m p l e x . W e h a v e P S A R s ,

i n t e r v e n o r s , t h e O P E C , a n d b a t t a l i o n s of y o u n g e n g i n e e r s

w h o s h o u l d b e t a u g h t s o m e t h i n g a b o u t n u c l e a r e n e r g y . B u t ,

h o w m u c h , a n d h o w ? I n p a r t i c u l a r , h ow s h o u l d r e a c t o r

p h y s i c s b e t a u g h t ? T h e r e a r e s e v e r a l p o s s i b i l i t i e s . I h a v e

t r i e d t h e t r a d i t i o n a l " p h y s i c a l " a p p r o a c h , b e g i n n i n g w i t h

t h e p h y s i c s of f i s s i o n , t h e n o t i o n o f a c h a i n r e a c t i o n . T h e n ,

o n t o t h e d i f f u s i o n o f n e u t r o n s , in s p a c e a n d e n e r g y . . . . I

h a v e t r i e d t h e f o r m a l a p p r o a c h , b e g i n n i n g w it h t h e L i o u -

v i l l e e q u a t i o n a n d t h e h e a v y a p p a r a t u s o f s t a t i s t i c a l m e -

c h a n i c s . A n d , r e c e n t l y , 1 e s s a y e d t h e r e l e v a n t a p p r o a c h ,

c a j o l i n g a c o l l e a g u e t o b e g in t h e c o u r s e w i t h f i e r y l e c t u r e s

o n " E n e r g y N e e d s , " " P r o j e c t I n d e p e n d e n c e , " a n d " T h e

T w e n t y - F i r s t C e n t u r y , W h e r e W i l l W e B e ? " N o m a t t e r ,

t h e r e s u l t i s a l w a y s t h e s a m e . M i d w a y t h r o u g h t h e c o u r s e ,

u s u a l l y w h e n w e a r e s l o g g i n g th r o u g h t w o - g r o u p , t w o - r e g i o n

c r i t i c a l i t y , e y e l i d s b e g i n t o d r o o p a n d b r e a t h i n g b e c o m e s

s l o w a n d e a s y . L e t u s f a c e i t , l a d i e s a n d g e n t l e m e n , r e a c -

t o r p h y s i c s i s n o t a n e x c i t i n g s u b j e c t . W e n e e d a l l t h e h e l p

w e c a n g e t . ( T h e a d v a n c e d c o u r s e i s n o b e t t e r . O n e

s t u d e n t o f m i n e o p t e d f o r f l i g h t d u t y i n V i e t n a m r a t h e r t h a n

e n d u r e a s e t o f l e c t u r e s o n W i e n e r - H o p f d e c o m p o s i t i o n a n d

t h e M i l n e P r o b l e m . H e s u r v i v e d c o m b a t , a n d h i s w i s e

c h o i c e h a s , I h o p e , b e e n r e w a r d e d b y h i g h p o s i t i o n i n t h e

m i l i t a r y - i n d u s t r i a l c o m p l e x . )

D u d e r s t a d t a n d H a m i l t o n ' s Nuclear Reactor Analysis

d o e s h e l p . I t i s a b i g , b e a u t i f u l b o o k , h a n d s o m e l y p r o d u c e d ,

a v e r i t a b l e c o f f e e - t a b l e v o l u m e , 1 0 ^ x 7 j x l | i n . I t h a s

1 5 c h a p t e r s a n d c o n t a i n s 6 5 0 p a g e s , c o u n t l e s s h a n d s o m e

t a b l e s a n d f i g u r e s , a n d 35 2 e x e r c i s e s f o r t h e s t u d e n t . I t i s

w r i t t e n i n a l u c i d , r e l a x e d , a l m o s t c h a t t y s t y l e . T h e r e i s

a n o c c a s i o n a l l a p s e ( " H e n c e a c a p a b i l i t y i s r e q u i r e d . . . . " )

t h a t m a y b e l a i d t o t h e p r o b l e m o f jo i n t a u t h o r s h i p . T h e

b o o k h a s b e e n w r i t t e n , th e a u t h o r s s a y , f o r th e " m o d e r n

n u c l e a r e n g i n e e r i n g s t u d e n t . " T h u s , t h e r e i s c o n s i d e r a b l e

e m p h a s i s o n n u m e r i c a l m e t h o d s a n d o n t h e n o n - n u c l e a r

a s p e c t s o f c o r e d e s i g n . O n e f i n d s t h e t r a d i t i o n a l m a t e r i a l

a u g m e n t e d b y s e c t i o n s o n t h e r m a l - h y d r a u l i c a n a l y s i s a n d

f u e l m a n a g e m e n t . ( T h e m o d e r n n u c l e a r e n g i n e e r c a n

i d e n t i f y " y e l l o w - c a k e " a n d t h e D i t t u s - B o e l t e r c o r r e l a t i o n ,

a s w e l l a s " h a l f - r a n g e c o m p l e t e n e s s . " ) O n e u n f o r t u n a t e

a r c h a i s m t h a t p l a g u e s u s s t i l l i s r e f e r e n c e t o c o m p a n y

r e p o r t s ( G E A P - 4 5 9 8 , W A P D - T M - 2 2 ) f o r i m p o r t a n t w o r k .

O n e w o u l d h o p e th a t v a l u a b l e m a t e r i a l , a d o z e n y e a r s o l d ,

w o u l d b e e s t a b l i s h e d i n t h e o p e n l i t e r a t u r e b y n o w .

T h e c o n v e n t i o n a l m a t e r i a l i s t r e a t e d i n t h e t r a d i t i o n a l ,

" p h y s i c a l , " m a n n e r , t h e t r a n s p o r t e q u a t io n b e i n g i n t r o -

d u c e d f i r s t a n d d i f f u s i o n t h e o r y d e d u c e d f r o m i t . D i f f u s i o n

t h e o r y f o r m o n o e n e r g e t i c n e u t r o n s a n d t h e e q u a t i o n s of

p o i n t k i n e t i c s a r e u s e d t o d e v e l o p a n u n d e r s t a n d i n g o f h o w

r e a c t o r s w o r k . I n a l a t e r s e c t i o n , t h e m u l t i g r o u p d i f f u s i o n

t h e o r y i s d e v e l o p e d , a n d s l o w i n g d o w n t h e o r y a n d t h e r m a l i -

z a t i o n a p p e a r , s u b s u m e d u n d e r " F a s t ( T h e r m a l ) S p e c t r u m

C a l c u l a t i o n s a n d F a s t ( T h e r m a l ) G r o u p C o n s t a n t s , " p e r -

h a p s a s t h e y s h o u l d b e i n m o d e r n r e a c t o r a n a l y s i s A

c h a p t e r o n c e l l c a l c u l a t i o n s i n l a t t i c e s - w i t h a g o o d s e c t i o n

o n e s c a p e p r o b a b i l i t i e s c o m p l e t e s t h e d i s c u s s i o n of n e u -

t r o n p h y s i c s . T h e l a s t s e c t i o n of t h e b o o k i s d e v o t e d to t h e

n o n - n e u t r o n i c t o p i c s I a l l u d e d to e a r l i e r . W h i l e t h e r e i s

n o t m u c h t h a t o n e c a n d o a b o u t t h e c h o i c e of t o p i c s i n s u c h

a t e x t , t h e b a l a n c e of n u m e r i c a l a n d a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s

i n t h e p r e s e n t a t i o n g i v e s t h i s b o o k i t s d i s t i n c t i o n . I f o u n d

t h i s f e a t u r e t o b e m o s t a t t r a c t i v e .

N o b o o k a t t e m p t i n g t o c o v e r s o w i d e a f i e l d i s f r e e o f

e r r o r o r s u p e r f i c i a l i t y . I w i s h t h e r e w e r e a f u l l e r d i s c u s -

s i o n of d e c a y h e a t . T h e f a m o u s

t

1,2

f o r m u l a d o e s n o t

a p p e a r . I w i s h t h e d i s c u s s i o n o f c o l l i s i o n k i n e t i c s w a s

m o r e u p - t o - d a t e . T h e r e i s n o r e a s o n to o m i t n u c l e a r

i n e l a s t i c s c a t t e r i n g , e s p e c i a l l y a s th e d a y o f t h e f a s t

b r e e d e r a p p r o a c h e s . F u r t h e r m o r e , t h e a u t h o r s s t r o n g l y

s u g g e s t t h a t a n i s o t r o p i c C M s c a t t e r i n g i s of l i t t l e i m p o r -

t a n c e i n l i g h t n u c l e i ( b u t s e e B N L - 4 0 0 ) . B u t t h e s e t r i f l e s

s h o u l d n o t o b s c u r e t h e m a i n p o i n t t h a t t h i s i s a n a t t r a c t i v e ,

r i c h , w i d e - r a n g i n g t e x t t h a t i s a p l e a s u r e t o r e a d . I t i s , b y

t h e w a y , t h e s e c o n d , n o t t h e f i r s t e d i t i o n . T h e f i r s t ,

w h i c h w i l l s u r e l y b e a c o l l e c t o r ' s i t e m , w a s i l l u s t r a t e d b y

d r a w i n g s b a s e d on t h e m o v i e " F r i t z t h e C a t . " T h e s e ,

a l a s , a r e a b s e n t f r o m t h e v o l u m e s e n t m e b y J o h n W i l e y

a n d S o n s . I m a g i n e A n X - r a t e d te x t o n r e a c t o r a n a l -

y s i s ( W h a t hi d d e n m e a n i n g s n o w f o r b u c k l i n g , i n h o u r ,

a n d . . . e x t r a p o l a t i o n l e n g t h ) . T e a c h e r n e e d n e v e r a s k

f o r h e l p a g a i n .

Noel Corngold

Cal i fornia Inst i tu te of Technology

Th o m as Lab o ra t o ry

Pasad en a , Ca l i fo rn i a 9 1 1 2 5

September 23 , 1976

About the Reviewer: Noel Corngold, professor of

applied physics at the California Institute of Technology,

returns to these columns with this refreshing review of a

new text. Dr. Corngold completed his graduate studies at

Harvard University and was at the Brookhaven National

Laboratory for many years. His recent research interests

have been in reactor physics, particularly in the theory o

neutron scattering and transport.