核火箭推进技术的发展历程，是一部充满挑战与创新的历史。从早期的理论构想到如今逐步成熟的技术体系，每一步都凝聚着无数科研人员的智慧与心血。该项技术不仅涉及复杂的核物理、热力学、流体力学等多学科交叉领域，还需要在材料科学、结构设计、控制技术等众多方面取得突破。《核火箭推进原理（第二版）》正是在这样的背景下应运而生，它系统地阐述了核火箭推进的理论基础、设计方法、运行特性以及相关的工程实践，为读者提供了一个全面而深入的视角，去理解和探索这一前沿技术。

本书的翻译和出版对我国核火箭技术的发展具有重要意义。它不仅为国内的科研人员提供了一本权威的参考书籍，帮助他们深入浅出地掌握核火箭技术原理，还有助于他们了解国际上核火箭技术的最新进展和研究成果，促进国内外在该领域的学术交流与合作。通过学习和借鉴国际先进的技术和经验，加快我国核火箭技术的研发进程，提高自主创新能力，为我国航天事业发展作出更大贡献。

《核火箭推进原理》第二版在第一版的基础上进行了扩展，新增了几个章节，还有几个章节增加了新内容。特别是，第5章关于核聚变推进部分扩展了新内容，并新增了反物质推进相关的内容。第11章新增了核火箭发动机启动的内容。第12章在采用热排放循环的核火箭发动机稳定性的描述部分，给出了额外的分析。第15章扩展了新内容，新增了关于浓缩铀的最新进展。并且，全书增加了关于核火箭安全问题的新篇章。

和第一版一样，在本书的电子版中，通过使用计算机交互程序对许多公式推导进行了图示说明，以描述组成参数的变化对物理过程的影响。新版本中增加了一些新的计算机交互程序，并新增了练习题，希望这种边玩边学的方式能增强读者对所介绍的各种物理过程的理解，并引导读者更清楚地理解所学的概念。

我经历了两次核火箭推进相关资料的收集和整理的过程，充分意识到这确实是一个团队的努力。我的灵感主要来自美国国家航空航天局马歇尔航天飞行中心的同事们，以及阿拉巴马大学亨茨维尔分校的教师和我教过的学生们，还有其他一些学术机构的朋友们。他们就如何使本书更清晰易懂，更符合他们的兴趣方面提出的建议是非常宝贵的，对于全书的素材选择、谋篇布局非常有帮助。在此，我要特别感谢我的同事兼朋友，伦敦帝国理工学院的马特·伊顿（Matt Eaton）和艾玛·斯图尔特（Emma Stewart），他们对第二版中新增的内容提出了许多有用的建议和有见地的评论。

我还要再次感谢我亲爱的孩子们，感谢他们从远方给予的鼓励，特别是我的妻子Lady，再一次忍受我为出版这部专著而心无旁骛地投入写作之中，并一直鼓励我直至完成写作。

第1章引言1

1.1综述1

1.2历史回顾2

1.2.1背景2

1.2.2NERVA2

1.2.3PBR5

1.2.4俄罗斯核火箭7

参考文献9
第2章火箭发动机基本原理10

2.1概念与定义10

2.2喷管热力学14

参考文献19

习题19
第3章核火箭发动机循环20

3.1核热火箭热力学循环20

3.1.1热排气循环20

3.1.2冷排气循环21

3.1.3膨胀循环22

3.2核电热力学循环25

3.2.1布雷顿循环25

3.2.2斯特林循环26

参考文献28

习题28
第4章行星际飞行任务分析31

4.1概述31

4.2任务分析基本方程31

4.3拼接圆锥曲线方程36

4.4飞行时间方程41

参考文献50

习题50
第5章基本核结构和核过程51

5.1核结构51

5.2核裂变55

5.3核截面58

5.3.11/V区59

5.3.2共振区59

5.3.3不可分辨共振区或快区59

5.4核通量密度和反应速率62

5.5多普勒展宽截面64

5.6中子束与物质的相互作用67

5.7核聚变69

5.8反物质76

参考文献84

习题85
第6章中子通量能量分布87

6.1中子散射相互作用的经典推导87

6.2中子在慢化区的能量分布90

6.3裂变源区的中子能量分布91

6.4热能区的中子能量分布92

6.5中子能量分布谱的总结93

习题94
第7章中子平衡方程与输运理论95

7.1中子平衡方程95

7.1.1泄漏（L）95

7.1.2裂变产生率（Pf）96

7.1.3散射产生率（Ps）96

7.1.4吸收损失率（Ra）96

7.1.5散射损失率（Rs）96

7.1.6稳态中子平衡方程97

7.2输运理论97

7.3扩散理论近似99

参考文献101

习题101
第8章多群中子扩散方程102

8.1多群扩散理论102

8.2单群单区中子扩散方程105

8.3单群双区中子扩散方程110

8.3.1堆芯110

8.3.2反射层111

8.3.3堆芯 反射层111

8.4双群双区中子扩散方程113

习题119
第9章核火箭中的热工流体方面122

9.1核反应堆燃料元件中的热传导122

9.2核反应堆燃料元件中的对流传热126

9.3核反应堆轴向流道内的温度和压力分布132

9.4核反应堆燃料元件径向流道内的温度分布141

9.5辐射器146

参考文献150

习题151
第10章涡轮机械153

10.1涡轮泵概述153

10.2泵的特性154

10.3涡轮的特性159

参考文献165

习题165
第11章核反应堆动力学166

11.1点堆动力学方程的推导166

11.2点堆动力学方程的求解169

11.3衰变热的排放173

11.4核反应堆瞬态热工响应176

11.5核火箭启动180

参考文献195

习题195
第12章核火箭稳定性198

12.1采用点堆动力学方程的反应堆稳定性模型198

12.2考虑热反馈的反应堆稳定性模型200

12.3热流体不稳定性213

参考文献218

习题219
第13章燃料燃耗与嬗变220

13.1裂变产物的积累和嬗变220

13.2氙-135中毒224

13.3钐-149中毒226

13.4燃料燃耗对反应堆运行的影响229

习题230
第14章核火箭的辐射屏蔽231

14.1辐射屏蔽计算公式的推导231

14.1.1中子衰减233

14.1.2瞬发裂变伽马射线的衰减233

14.1.3俘获伽马射线的衰减241

14.1.4多层屏蔽中的辐射衰减243

14.2辐射防护与保健物理244

参考文献250

习题250
第15章核热火箭的材料252

15.1燃料252

15.2铀浓缩技术的历史回顾255

15.3慢化剂260

15.4控制材料262

15.5结构材料263

参考文献266

习题267
第16章核火箭发动机试验268

16.1总体考虑268

16.2燃料组件试验270

16.3发动机地面试验272

参考文献274
第17章核火箭发动机的安全考虑因素275

17.1核安全问题概论275

17.1.1风险评估277

17.1.2可接受的风险282

参考文献283

习题284
第18章先进核火箭概念285

18.1脉冲核火箭（猎户座计划）285

18.2开式循环气态堆芯核火箭297

18.2.1中子学298

18.2.2堆芯温度分布301

18.2.3壁面温度计算303

18.2.4铀损失率计算306

18.3核灯泡311

18.3.1中子学313

18.3.2燃料腔室温度分布315

18.3.3氖气缓冲层的吸热316

18.3.4堆芯容器的吸热319

18.3.5氢气推进工质的吸热320

参考文献324

设计作业325

附录330

附录1部分物理常量330

附录2几种气体的热力学特性331

附录3部分NERVA测试数据334

参考文献339