等离子体物理与聚变能 (美)Jeffrey Freidberg　著,王文浩　等译 科学出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书是在麻省理工学院的研究生课程“等离子体物理和聚变能”的一系列讲义的基础上形成的。内容叙述从世界能源需求的概述开始，然后是目前的能源生产方法、聚变在未来的潜在作用等。全书包括两部分，前一部分论述能源问题，诸如聚变能的产生、功率平衡、简单聚变反应堆的设计等；后一部分讲述聚变能发展所面临的基本等离子体物理学问题，包括宏观平衡和稳定、输运和加热等问题。

本书适合应用物理和核工程方面的研究生和研究人员阅读。书中搜集的作者在过去二十多年的教学过程中积累的大量习题有助于读者对各章内容的理解。

部分　聚变能

　章　聚变与世界能源

　　1.1　引言

　　1.2　现有的能源方式

　　1.3　聚变能的作用

　　1.4　本章总结

　　参考书目　　

　第2章　聚变反应

　　2.1　引言

　　2.2　核反应与化学反应

　　2.3　裂变核能

　　2.4　聚变核能

　　2.5　结合能曲线

　　2.6　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　第3章　聚变功率的产生

　　3.1　引言

　　3.2　截面、平均自由程和碰撞频率的概念

　　3.3　反应速率

　　3.4　分布函数、聚变截面、聚变功率密度

　　3.5　辐射损失

　　3.6　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　第4章　聚变反应堆功率平衡

　　4.1　引言

　　4.2　零维能量守恒关系

　　4.3　磁约束聚变的一般功率平衡关系

　　4.4　稳态零维功率平衡

　　4.5　等离子体内的功率平衡

　　4.6　反应堆功率平衡

　　4.7　聚变反应堆的时变功率平衡

　　4.8　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　第5章　简单磁约束聚变反应堆设计

　　5.1　引言

　　5.2　一般磁约束聚变反应堆

　　5.3　反应堆关键设计参数计算

　　5.4　设计目标，工程和核物理方面的基本限制

　　5.5　反应堆设计

　　5.6　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

第二部分　聚变能等离子体物理学

　第6章　磁约束聚变概述

　　6.1　引言

　　6.2　等离子体的基本描述

　　6.3　单粒子行为

　　6.4　，自洽模型

　　6.5　磁流体力学平衡及其稳定性

　　6.6　磁约束聚变概念

　　6.7　输运

　　6.8　加热和电流驱动

　　6.9　聚变研究的未来

　　参考书目　　

　第7章　聚变等离子体定义

　　7.1　引言

　　7.2　等离子体对稳恒电场的屏蔽——德拜长度

　　7.3　等离子体对振荡电场的屏蔽——等离子体频率

　　7.4　低碰撞频率和集体效应

　　7.5　对磁约束聚变等离子体的额外约束

　　7.6　宏观行为和碰撞的关系

　　7.7　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　第8章　单粒子运动——导心理论

　　8.1　引言

　　8.2　单粒子运动的基本性质

　　8.3　均匀稳恒磁场中的运动

　　8.4　稳恒磁场B和电场E下的运动：E×B漂移

　　8.5　垂直梯度的场下的运动：VB漂移

　　8.6　弯曲磁场中的运动：曲率漂移

　　8.7　真空磁场中V漂移和V漂移的综合

　　8.8　时变电场z和磁场B中的运动：极化漂移

　　8.9　平行梯度场下的运动：磁矩和磁镜

　　8.10　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　第9章　单粒子运动——库仑碰撞

　　9.1　引言

　　9.2　库仑碰撞——数学推导

　　9.3　试探粒子碰撞频率

　　9.4　再论磁镜

　　9.5　高能离子的慢化

　　9.6　逃逸电子

　　9.7　净交换碰撞

　　9.8　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　0章　自洽的双流体模型

　　10.1　引言

　　10.2　流体模型的性质

　　10.3　质量守恒

　　10.4　动量守恒

　　10.5　能量守恒

　　10.6　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　1章　磁流体力学——宏观平衡

　　11.1　宏观平衡和稳定性的基本问题

　　11.2　从双流体模型推导磁流体力学模型

　　11.3　从导心理论推导磁流体力学模型

　　11.4　磁流体力学平衡——定性描述

　　11.5　磁流体力学平衡模型的基本性质

　　11.6　径向压强平衡

　　11.7　环向力平衡

　　11.8　本章总结

　　参考书目

　　习题　　

　2章　磁流体力学——宏观稳定性

　　12.1　引言

　　12.2　稳定性的一般概念

　　12.3　磁流体力学不稳定性的物理图像

　　12.4　理想磁流体力学稳定性问题的一般方程

　　12.5　无限大均匀等离子体——磁流体力学波

　　12.6　直线.箍缩

　　12.7　直线Z箍缩中的m＝O模

　　12.8　直线Z箍缩中的m＝1模

　　12.9　本章总结

　　……

　3章　磁约束聚变概念

　4章　输运

　5章　加热与电流驱动

　6章　聚变研究的未来

附录

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书籍介绍

《等离子体物理与聚变能》是作者在MIT多年教课用的讲义基础上锤炼形成。书中对近年和未来的能源需求和能源出路做了中肯而富有启发性的叙述，阐明了聚变能作为未来主要能源的必然性和紧迫性。同时作者条分缕析地描述了作为聚变工程基础的等离子体物理原理，《等离子体物理与聚变能》作为教材，既全面周到又深入浅出，非常适合所有与聚变或核能有关的人员阅读。第一部分介绍聚变能，包括聚变与世界能源、聚变反应、聚变能的产生、聚变反应器中的功率平衡、简单磁约束聚变反应堆的设计。第二部分介绍聚变能的等离子体物理，包括磁约束聚变综述、聚变等离子体定义、等离子体中的单粒子运动--引导中心理论、单粒子运动--库仑碰撞、自洽二流体模型、MHD-宏观平衡、MHD-宏观稳定性、磁约束聚变概念、输运、加热与电流驱动，最后展望了聚变研究的未来。