托卡马克(第4版)
核聚变领域公认的**著作和必读图书。

作者:[英]约翰·韦森(John Wesson)等著,王文浩等译

定价:298元

印次:1-2

ISBN:9787302591108

出版日期:2021.10.01

印刷日期:2022.11.04

图书责编:孙亚楠

图书分类:学术专著

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《托卡马克(第4版)》主要阐述磁约束聚变所涉各个方面,包括等离子体物理原理,等离子体的平衡、稳定、约束、加热、与器壁的相互作用、诊断等方面,并对历史上有重要地位的装置及其成果给予了简介,对目前在运行的大型装置和ITER的目标以及取得的进展逐一作了介绍。

王文浩,清华大学 工程物理系 高级工程师,中国科学技术大学 近代物理系本科1983年毕业,理学博士,长期从事磁约束聚变等离子体和托卡马克装置的实验研究。曾译著《等离子体物理与聚变能》(MIT教材,科学出版社,2010年出版)和《等离子体科学》(美国国家科学院专题报告,科学出版社,2012年出版)等。发表SCI文章几十篇,1986年科大研究生毕业留校,主要从事等离子体物理教学和托卡马克等离子体诊断的研究。2003年在职博士毕业后应清华大学工程物理系之邀入工物系博士后流动站工作,主要从事球形托卡马克的实验研究和学科教学建设工作,出站后留校工作至今。

前言 在聚变研究的早期,当我在环形器上工作时,所获得的等离子体温度大约为10eV,其约束时间约为100μs。在接下来的30年里,该领域有了稳定的进展,在1987年本书的第1版中,大型托卡马克装置的温度达到了几个keV,持续时间达到了1s。 自那以后,托卡马克已成为从热核聚变中获得有用能源的主要装置。随着研究活动的深入和人们对托卡马克兴趣的普遍增加,需要对这个主题有一个入门性的介绍,本书第1版的目的正是提供这样一个导引。 在随后直到出版第2版的10年里,这个主题又有所改变。现在已经可以用公认的理论来理解实验行为,这是令人鼓舞的。在大型托卡马克上进行的大量研究取得了人们期待已久的产生巨大聚变功率的成就。这一成就使我们不可避免地面临如何设计和建造托卡马克反应堆的问题。第2版的目的就是要描述这些进展。作为该学科发展的一种衡量,第2版的内容规模是第1版的两倍。2004年,借着重印的机会,我将本书更新为第3版。 对于这个第4版,我必须认识到,我在这个领域已不再活跃,我得依靠别人的建议来进行所需的更新。幸运的是,我寻求这些帮助的请求得到了我所接触的专家们的热烈响应。 本领域的主要课题目前已经从科学上感兴趣的问题转化为设计和运行实验反应器ITER所面临的关键问题。这一转变的重点在本版的重大变化中得到体现。 尽管这门学科的复杂性越来越高,但我希望,本书对那些进入本领域的年轻学者,对于从事托卡马克研究并且希望获得与其相关的其他领域的知识的专家,对于那些不从事托卡马克研究但希望了解有关的基本概念、方法和相关问题的人来说,仍然是有用的。本书的另一个目的是要提供一部有关研究人员经常需要查...

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第1章聚变

1.1聚变和托卡马克

1.2聚变反应

1.3热核聚变

1.4聚变功率平衡

1.4.1热核功率

1.4.2能量损失

1.4.3α粒子加热

1.4.4功率平衡

1.5点火

1.5.1点火条件

1.5.2点火方法

1.6托卡马克

1.7托卡马克反应堆

1.7.1反应堆结构

1.7.2反应堆参数

1.7.3反应堆功率

1.7.4杂质

1.8燃料资源

1.9托卡马克的经济学分析

1.10 托卡马克的研究

参考文献

第2章等离子体物理

2.1托卡马克等离子体

2.2德拜屏蔽

2.3等离子体频率

2.4拉莫尔轨道运动

2.5粒子沿磁场B的运动

2.5.1E∥引起的加速

2.5.2Δ∥B引起的加速

2.6粒子漂移

2.6.1E×B漂移

2.6.2ΔB漂移

2.6.3曲率漂移

2.6.4极化漂移

2.7绝热不变量

2.7.1磁矩

2.7.2第二个和第三个绝热不变量

2.8碰撞

2.8.1动量和能量变化

2.9动力学方程

2.10福克普朗克方程

2.11回旋平均动力学方程组

2.12等离子体的福克普朗克方程

2.13麦克斯韦分布下的福克普朗克系数

2.14弛豫过程

2.15碰撞时间

2.16电阻率

2.17逃逸电子

2.18电磁学

2.19流体方程组

2.20磁流体力学

2.21等离子体流体物理

2.21.1流体速度

2.21.2压强平衡

2.21.3压强张量

2.21.4磁场的“冻结”

2.21.5极化

2.22等离子体的逆磁性

2.23布拉金斯... 查看详情

托卡马克作为磁约束聚变的主要装置类型,目前已成为最重要的聚变能源途径。《托卡马克(第4版)》是众多国际聚变学界**科学家就各自领域**研究成果所写的专题汇总。



《托卡马克(第4版)》尽涉磁约束聚变的方方面面,包括等离子体物理原理,等离子体的平衡、稳定、约束、加热、与器壁的相互作用、诊断等内容,对每一方面都从原理上阐述了问题的来源和发展,列出了重要公式及其简明推导,给出了重要的数据图表。本书还对历史上有重要地位的装置及其成果给予了简介,对目前在运行的大型装置以及取得的进展也逐一作了介绍。



《托卡马克(第4版)》为聚变领域**易读的专业著作。初学者可以通过本书尽览磁约束聚变全局,而不是只见树木不见森林;对于从业多年的研究者,《托卡马克(第4版)》可起到查阅数据、纵观问题始末的作用。
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