《受控核聚变导论》

目录插图目录表目录序言第一部分一般原理第一章基础理论引言1

裂变、聚变、质量亏损及能量释放2

1-1质量亏损与质量数的关系曲线3

库仑势垒3

感兴趣的可能的聚变反应4

碰撞粒子束的聚变5

无规热运动粒子的聚变6

单个带电粒子的磁约束7

1-2均匀磁场中的单个粒子轨道7

1-3磁镜场位形8

1-4b横越简单环形约束磁场的粒子漂移9

1-4a简单的环形磁场位形9

1-4c螺旋形磁力线引起的回转变换10

等离子体的磁约束11

1-5一个粒子的碰撞效应12

等离子体的辐射损失17

附录1-A：磁场曲率和磁场梯度的关系19

1-A-1环中的非均匀磁场20

2-1 D-T和D-D反应的热核功率密度与粒子密度的曲线关系21

第二章受控聚变反应堆热核反应堆的等离子体参数21

2-2 D-D和D-T聚变反应的理想能量得失相当条件23

2-1受控聚变条件一览表28

D-T热核聚变反应堆的设计考虑29

D-T反应堆的常规设计35

2-3 D-T反应堆截面36

2-4概念性聚变反应堆系统37

2-5环形反应堆截面39

2-2预期的反应堆参数一览表41

激光聚变和等离子体的惯性约束42

相对论电子束聚变43

费用44

附录2-A：聚变反应堆的能量得失相当和点火45

附录2-B：聚变反应堆的尺寸考虑47

附录2-C：激光聚变的能量得失相当50

第二部分聚变装置第三章托卡马克引言52

3-2基本的托卡马克装置54

3-1环向电流产生的磁力线54

3-3等离子体在大半径方向上的平衡55

托卡马克的磁流体动力学性质58

3-4归一化后所要求的约束磁场与β值的函数关系63

托卡马克的粒子动力学性质67

3-5托卡马克稳定运行区略图67

3-6直线磁镜中单粒子的轨道70

3-7捕获粒子和非捕获粒子的速度空间区域72

3-8捕获粒子和非捕获粒子轨道在固定φ的平面上的投影74

3-9垂直于约束磁场的平面内典型的等离子体密度剖面77

3-10波纹（漂移波）在等离子体表面上沿短路径（θ方向）绕环的传播83

托卡马克中的扩散、约束时间及定标84

非圆截面托卡马克87

3-11非圆小截面托卡马克的例子：（a）椭圆形，（b）D形，（c）双流器88

未来的托卡马克90

3-12在通用原子公司待建的双流器Ⅲ图91

3-1双流器Ⅲ参数92

3-2 PDX参数92

3-13角向偏滤器实验装置（PDX）93

附录3-A：无规行走97

附录3-B：大托卡马克参数一览表99

3-B-1大托卡马克参数一览表99

4-1约束在棒球线圈产生的最小B磁场位形中的等离子体108

4-2约束在阴－阳线圈产生的最小B磁镜中的等离子体108

4-3将磁镜终端损失的离子能量转换为直流电输出的装置111

4-4表示有直接转换的磁镜聚变电站的能流图115

4-1磁镜实验装置（MX）和计划的磁镜聚变能研究装置（FERF）的装置参数117

5-1 由电容量C和有效电感Le的电容器组驱动的短的直线角向箍缩（装置）119

5-2赛拉克磁场－等离子体位形123

5-3分级角向箍缩反应堆中等离子体的加热和燃烧126

5-4相应于一个两米长组件的概念性角向箍缩参考反应堆电站的剖面图127

5-1角向箍缩参考反应堆概念性设计（RTPR）参数129

6-1激光靶丸聚变能流图131

6-1希瓦（SHIVA）设计性能指标137

6-2大能量气体激光装置的功率放大器参数138

第四章磁镜第五章直线角向箍缩和环形角向箍缩第六章激光靶丸聚变附录6-A：fB与nτ和ρR的关系139

附录6-B：等离子体频率和X牌激光器140

第七章实现聚变的其它途径皱褶环（Bumpy Torus）142

天体器144

7-1皱褶环144

7-2天体器144

环形Z箍缩146

仿星器147

7-3 l=3的仿星器中的螺旋导体和磁面148

扭曲器（Torsatron）149

会切环（Tormac）150

7-4四极会切环（Quadrupole Tormac）示意图151

拓扑器（Topolotron）152

7-5四极会切环中等离子体的约束152

表面磁约束器（Surmac）152

7-7拓扑器的磁力线153

7-6拓扑器位形153

7-8表面磁约束器中等离子体及面电流产生的磁力线的截面154

电子束靶丸聚变155

7-9特为靶丸压缩设计的相对论电子束二极管156

7-10三导体传输盘157

高密度等离子体焦点157

7-11高密度等离子体焦点158

爆聚衬筒（Imploding Liners）159

7-12简单的电感储能系统162

激光加热螺管聚变164

7-13激光加热螺管动力堆示意图169

表目录169

参考文献170

作者简历174

插图目录175

译名表175