《热核聚变等离子体物理学》求取 ⇩

第一章聚变堆的条件1

1.1 能源1

1.2 聚变反应2

1.3 劳森条件及点火条件4

1.4 核聚变堆梗概6

第二章磁场形态9

2.1 麦克斯韦方程9

2.2 磁面12

a.磁面的精确解12

b.磁面的平均近似解13

c.一阶微分方程组的平均法15

2.3 各种磁场形态17

a.圆环电流、直线电流的磁场(球形器，漂浮器，托卡马克，多极磁场)17

b.磁镜场(最小磁场)和会切磁场20

c.仿星器磁场23

d.电流和磁场的关系27

2.4 环形系统的回转变换角，剪切，磁阱深度30

a.回转变换角30

b.剪切31

c.磁阱深度32

d.托卡马克和仿星器的例子33

第三章单个带电粒子的运动39

3.1 带电粒子的运动方程39

3.2 轴对称系统中粒子的轨道41

a.粒子轨道和磁面的关系(环形系统)41

b.会切磁场42

c.磁镜场43

3.3 粒子运动的漂移近似45

a.导向中心的运动方程45

b.漂移速度49

c.绝热不变量51

3.4 导向中心的轨道52

a.导向中心轨道和磁面的关系52

b.磁镜场中的捕获53

c.环形磁场中导向中心的轨道(香蕉轨道)54

3.5 香蕉中心的漂移57

a.纵向绝热不变量57

b.仿星器磁场中香蕉中心的轨道62

c.纵向电场对香蕉运动的影响66

3.6 高频电场中粒子的运动68

第四章库仑碰撞77

4.1 能量，动量的变化78

4.2 用粒子束加热等离子体81

4.3 二分量等离子体的温度弛豫时间85

4.4 等离子体中运动粒子的动量变化86

4.5 逃逸电子88

4.6 电阻89

4.7 德拜屏蔽和库仑对数90

第五章速度分布函数和等离子体基本方程93

5.1 相空间和分布函数93

5.2 玻耳兹曼方程和符拉索夫方程95

5.3 碰撞项98

a.玻耳兹曼碰撞积分98

b.福克-普朗克碰撞项99

5.4 磁镜场中的速度空间扩散(磁镜损失)101

5.5 扩散张量和动力摩擦系数105

第六章电磁流体力学方程111

6.1 宏观方程111

6.2 电磁流体力学方程116

6.3 关于碰撞项119

a.碰撞引起的动量和能量输运(热导率等)120

b.速度梯度和粘滞性124

6.4 无碰撞等离子体的C.G.L方程127

6.5 简化的电磁流体力学方程131

第七章等离子体的平衡134

7.1 压力平衡134

7.2 等离子体的流体力学描述例子135

a.绝热压缩135

b.简单激波136

c.等离子体流138

7.3 等离子体中粒子的迁移140

a.完全电离等离子体中粒子的迁移140

b.磁化洛伦兹气体中粒子的迁移141

7.4 等离子体平衡的诸关系式144

a.维里定理144

b.各向异性压力平衡(磁镜场中的平衡)145

c.等离子体的扩散、电流密度和电阻149

a.磁面量151

7.5 环形系统的平衡和自然坐标151

b.平衡方程153

c.环形系统的自然坐标154

7.6 轴对称系统和螺旋对称系统的平衡方程159

a.轴对称系统的平衡方程159

b.螺旋对称系统的平衡方程161

7.7 托卡马克的平衡164

a.托卡马克的磁面164

b.保持托卡马克等离子体平衡的极向磁场171

c.比压的上限175

7.8 仿星器的平衡和比压上限176

第八章等离子体扩散和约束时间181

8.1 碰撞频率很高时的扩散(经典扩散)182

a.电磁流体力学方法182

8.2 在托卡马克磁场中碰撞频率很低时的扩散(新经典扩散)185

b.单粒子方法185

8.3 仿星器磁场中的扩散189

a.当8h》8t和α时191

b.当8t》8h和α时193

c.当a》8t和8h时195

8.4 涨落损失，玻姆扩散和对流损失196

8.5 赝经典扩散201

8.6 杂质离子引起的扩散203

8.7 香蕉区域中的靴带电流206

第九章电磁流体力学不稳定性210

9.1 交换不稳定性，腊肠不稳定性和扭曲形不稳定性211

a.交换不稳定性211

b.交换不稳定性的稳定条件215

c.腊肠不稳定性218

d.扭曲不稳定性218

a.电磁流体力学方程的线性化220

9.2 电磁流体力学不稳定性的公式化220

b.能量原理223

9.3 圆柱形等离子体的不稳定性228

a.面电流形态的不稳定性(克鲁斯卡-沙夫拉诺夫条件)228

b.分布电流形态的不稳定性232

c.萨德姆条件，牛卡姆定理236

d.托卡马克位形，扩散箍缩(泽塔位形)240

9.4 环形系统中局部模的稳定条件246

a.环形系统的能量积分246

b.局部模的稳定条件248

c.旋转对称系统中局部模的稳定条件252

9.5 电阻不稳定性260

a.基本关系式260

b.涟波模、重力交换型模和撕裂模270

9.6 气球不稳定性273

a.气球模274

b.电阻性气球模276

9.7 电阻性漂移不稳定性278

第十章冷等离子体中的波286

10.1 无碰撞冷等离子体的色散方程287

10.2 波的诸性质290

a.波的偏振性和粒子的运动290

b.截止与共振292

10.3 二分量等离子体的波293

10.4 各种等离子体波296

a.阿耳文波296

b.离子迴旋波299

c.低混杂共振300

d.高混杂共振302

c.电子迴旋波及其它303

10.5 能流和可近性304

10.6 静电波条件308

10.7 具有速度分布的(热)等离子体中粒子与波的相互作用309

a.朗道阻尼309

b.过渡时间阻尼313

c.迴旋阻尼313

第十一章热等离子体中的波(静电波)316

11.1 热等离子体中波的色散方程317

11.2 静电波的色散方程320

a.色散方程320

b.等离子体色散函数327

11.3 离子声波，电子声波，伯恩斯坦波330

11.4 双流不稳定性333

11.5 关于不稳定性的尼奎斯特判据337

11.6 绝对不稳定性和对流不稳定性338

a.色散方程346

第十二章速度空间不稳定性(静电的)346

12.1 压力梯度引起的不稳定性346

b.交换不稳定性(有限拉莫半径效应)348

c.漂移不稳定性349

d.漂移不稳定性的稳定条件352

c.漂移-迴旋不稳定性359

f.粒子碰撞对漂移不稳定性的影响361

12.2 捕获粒子不稳定性363

a.无碰撞捕获粒子不稳定性365

b.耗散性捕获粒子不稳定性373

c.捕获粒子不稳定性引起的扩散377

12.3 速度分布函数的各向异性引起的不稳定性379

a.哈利斯不稳定性379

b.损失锥不稳定性383

12.4 交叉场不稳定性387

13.1 电磁等离子体波的色散方程393

第十三章热等离子体中的电磁波393

13.2 沿磁力线方向传播的波(啸声不稳定性)400

13.3 水龙管不稳定性和磁镜不稳定性404

13.4 电磁流体力学分析(磁声波)407

第十四章等离子体加热410

14.1 焦耳加热及高速中性粒子束注入加热410

a.焦耳加热410

b.高速中性粒子束注入加热411

14.2 压缩加热414

a.绝热压缩414

b.磁泵415

c.极向箍缩加热 激波加热416

14.3 高频加热419

a.波的激发419

b.波的可近性、传播和模式变换420

c.热化423

14.4 非线性现象、统计过程428

a.分布函数的变化(准线性理论)429

b.波与波的相互作用，曼利-罗意(Manley-Rowe)关系，非线性朗道阻尼432

c.统计加热438

d.加热时间和约束时间440

第十五章等离子体诊断449

15.1 等离子体中的各种元过程449

15.2 轫致辐射451

15.3 同步辐射456

a.同步辐射的光谱分布456

b.辐射的吸收及发射460

c.同步辐射损失461

a.无相关散射464

15.4 等离子体对电磁波的散射464

b.有磁场时的无相关散射467

c.集体散射469

15.5 利用电磁波的诊断473

a.根据多普勒宽度测量离子温度473

b.激光散射(微波散射)测量477

c.轫致辐射测量478

d.利用微波干涉法和激光干涉法测定密度480

c.光谱强度，阿贝耳变换及其它482

15.6 粒子测定法483

a.高速离子的检测483

b.电荷交换产生的高速中性粒子能量测定485

c.利用中性粒子束衰减来测量密度485

d.利用重离子束的诊断486

15.7 静电探针及磁探针487

a.静电探针487

e.通过检测中子测定离子温度487

b.磁探针491

15.8 各种测量方法的适用范围493

第十六章等离子体约束497

16.1 等离子体约束研究的发展经过498

16.2 托卡马克507

a.托卡马克装置507

b.等离子体的平衡和不稳定性511

c.能量平衡及定标律517

d.托卡马克型核聚变堆的展望523

16.3 仿星器524

a.仿星器装置525

b.仿星器中等离子体的平衡和不稳定性528

16.4 内部导体系533

a.装置及实验结果534

b.等离子体的损失机制535

16.5 环形箍缩实验536

a.托卡马克型(非圆截面)环形箍缩537

b.螺旋箍缩和扩散箍缩(泽塔式)538

c.高比压仿星器型环形箍缩540

16.6 开端系统542

a.磁镜场及会切磁场中等离子体的约束时间543

b.磁镜场约束实验547

c.磁镜中的不稳定性550

d.磁镜核聚变堆553

16.7 惯性约束554

附录565

1.矢量运算565

2.微分运算566

3.物理常数569

4.等离子体参数公式570