聚變能源概論

第1章 結論
1.1 備受關注的聚變能
1.2 何為能源
1.3 多種多樣的能源
思考題

第2章 太陽中的聚變
2.1 太陽中的能量從何而來
2.2 太陽中的聚變反應
2.3 太陽聚變的實現條件
思考題
參考文獻

第3章 可用的受控聚變反應
3.1 聚變反應的一般性討論
3.2 聚變反應截面與反應率係數
3.2.1 反應截面與反應率係數
3.2.2 主要聚變反應的反應截面
3.2.3 主要聚變反應的反應率係數
3.3 理想聚變反應
3.4 D-T反應——最容易實現的反應
3.5 D-D反應——燃料最豐富的反應
3.6 D-＄^{3}＄He反應——無中子反應
3.7 基於質子的無中子反應
3.7.1 p-＄^{6}＄Li反應
3.7.2 p-＄^{9}＄Be反應
3.7.3 p-＄^{11}＄B反應
3.8 聚變反應的比較和選擇
思考題
參考文獻

第4章 從聚變反應到聚變能
4.1 熱核聚變
4.2 聚變功率的產生與損失
4.3 零維功率平衡
4.4 能量得失相當——勞遜判據
4.5 點火條件
4.6 能量增益
4.7 熱穩定性
4.8 最低加熱功率
4.9 小結
思考題
參考文獻

第5章 聚變等離子體物理初步
5.1 什麼是等離子體
5.2 等離子體中的單粒子運動
5.3 作為流體的等離子體
5.4 等離子體中的碰撞和波 粒子共振
思考題
參考文獻

第6章 實現受控聚變的約束途徑
6.1 約束的一般概念
6.2 磁約束
6.2.1 磁約束聚變原理
6.2.2 磁約束位形分類
6.2.3 箍縮位形
6.2.4 磁鏡和最小場
6.2.5 仿星器
6.2.6 托卡馬克
6.2.7 球形托卡馬克
6.2.8 緊湊環
6.2.9 懸浮偶極場
6.3 慣性約束
6.3.1 慣性約束聚變原理
6.3.2 鐳射聚變
6.3.3 Z箍縮和離子束聚變
6.4 其他奇思妙想或胡思亂想
6.4.1 磁慣性聚變
6.4.2 靜電聚變
6.4.3 冷聚變與氣泡聚變
6.4.4 μ子聚變
6.5 比較與思考
思考題
參考文獻

第7章 點火條件下的聚變裝置規模
7.1 托卡馬克裝置的基本結構
7.2 溫度——等離子體加熱
7.2.1 歐姆加熱
7.2.2 輔助功率加熱
7.3 密度——受限制的密度
7.3.1 密度極限
7.3.2 比壓極限
7.4 能量約束時間——約束定標與裝置尺寸
7.4.1 經典輸運
7.4.2 新經典輸運
7.4.3 反常輸運
7.4.4 經驗定標律
7.5 點火托卡馬克的規模與參數估計小結
思考題
參考文獻

第8章 從聚變裝置到聚變電站
8.1 聚變電站設計的主要影響因素
8.2 D-T聚變電站的基本結構
8.3 等離子體 壁相互作用
8.3.1 第一壁
8.3.2 偏濾器
8.3.3 第一壁材料選擇
8.4 聚變包層
8.4.1 聚變包層的功能與結構
8.4.2 混合堆包層
8.4.3 包層厚度估算
8.5 聚變燃料迴圈
8.6 磁體與穩態運行
8.7 輻射遮罩
8.8 挑戰性工程技術
思考題
參考文獻

第9章 聚變能源與社會
9.1 為什麼我們需要聚變能
9.2 從科學走向工程的聚變研究
9.2.1 科學可行性的驗證
9.2.2 工程可行性的研究
9.3 聚變能源的經濟性
9.4 聚變研究的大科學工程特點
9.5 各國聚變研究政策
9.6 聚變國際合作
9.7 我們的征程是星辰大海

附錄A
A.1 反應截面和反應率資料表
A.2 反應截面與反應率係數的擬合式
A.3 功率平衡公式整理
A.4 磁場計算公式整理
A.4.1 曲率
A.4.2 磁場力
A.4.3 導心漂移
A.4.4 緩變磁場
A.4.5 磁面
A.5 聚變等離子體中的各種時空標長
A.6 術語中英文對照