惯性约束核聚变PDF电子书下载

1.1 新能源的开发 1

第一章　绪论 1

1.2　核能的利用 2

1.3 受控核聚变的研究 10

1.4　惯性约束核聚变（简称ICF） 19

1.5　本书的结构 22

2.1 热核反应物理 24

2.1.1　聚变释能 24

第二章　ICF的基本原理 24

2.1.2　反应截面和反应率 25

2.1.3　功率密度 30

2.1.4　理想的聚变点火温度 30

2.2 劳逊判据 32

2.2.1　劳逊判据的导出 33

2.2.2　惯性约束核聚变的ρR判据 35

2.3 惯性约束核聚变的驱动器条件 37

2.4 靶丸的增益和燃烧率 39

2.4.1　靶丸增益 39

2.4.2　燃烧率 42

2.5 惯性约束核聚变的各种驱动手段 43

2.5.1　激光与粒子束 43

2.5.2　超高速碰撞 47

2.5.3　聚爆套筒 48

第三章　驱动束的能量沉积和输运 52

3.1 激光的能量沉积 52

3.1.1 电磁波在等离子体中的传播 53

3.1.2　激光与物质的相互作用 56

3.1.3　激光在等离子体中的逆轫致吸收 57

3.1.4　激光能量的反常吸收 61

3.2 离子束的能量沉积 71

3.2.1　离子射程条件 72

3.2.2　离子在物质中的经典阻止本领 72

3.2.3　离子的经典阻止理论举例 76

3.3　等离子体中的能量输运 80

3.3.1　电子热传导 81

3.3.2　超热电子输运 87

3.3.3　辐射输运 89

第四章　ICF靶丸聚爆物理学 96

4.1 等离子体流体力学 97

4.2 冲击波的传播和等熵压缩 100

4.3 流体力学稳定性 106

4.4 流体力学效率 111

4.5　超热电子的预热 114

4.6 自加热和热核燃烧波的传播 117

4.7 直接驱动和间接驱动 125

第五章　ICF驱动器（Ⅰ）—高功率激光器 129

5.1.1　激光物理学 130

5.1 激光器的基本原理 130

5.1.2　光学谐振腔 147

5.2　ICF应用的高功率激光器 153

5.2.1　CO2激光器 153

5.2.2　碘激光器 156

5.2.3　钕（Nd）玻璃激光器 158

5.2.4 自由电子激光器 164

5.2.5　HF激光器 169

5.2.6　准分子激光器 170

5.3.1　引言 172

5.3 KrF激光器 172

5.3.2　KrF激光动力学 174

5.3.3　效率 178

5.3.4　脉冲的压缩 179

5.3.5 电子束泵浦KrF激光器 182

5.3.6　准分子（KrF）激光器的发展 188

第六章　ICF驱动器（Ⅱ）—粒子束 194

6.1 脉冲功率加速器 195

6.1.1　Marx发生器 196

6.1.2　脉冲形成线 198

6.1.3　自磁绝缘传输线 199

6.1.4　二极管 200

6.2 轻离子束的产生 202

6.2.1　反射式三极管 202

6.2.2　磁绝缘二极管 205

6.2.3　箍缩式二极管 207

6.3　轻离子束的聚焦和传输 208

6.3.1　离子束传输和聚焦的基本限制 208

6.3.2　轻离子束的聚焦实验 213

6.3.3　轻离子束的传输 217

6.4　轻离子束脉冲功率加速器的现状 222

6.5 重离子束聚变 225

6.5.1　重离子加速器的组成 226

6.5.2　束流物理学方面的考虑 229

6.5.3　重离子束的传输和聚焦 229

第七章　靶丸的设计与生产 233

7.1　ICF靶丸设计的制约因素 234

7.1.1　多层壳结构 234

7.1.3　中心火花塞（点火器） 236

7.1.2　燃料的装载和ρR值 236

7.1.4　驱动器脉冲形状和冲击波序列 237

7.1.5　聚爆速度和驱动器能量沉积 237

7.1.6　瑞利－泰勒不稳定性的限制 238

7.1.7　防止燃料的预热 239

7.2 某些特殊靶的设计 239

7.2.1　玻璃微球靶（爆炸推进器靶） 240

7.2.2　高增益聚变靶丸 242

7.2.3　黑洞靶（空腔靶） 244

7.3 靶丸生产的某些技术 246

7.3.1　聚变燃料容器 247

7.3.2　涂层工艺 250

7.3.3　燃料的填充 255

7.3.4　冷冻靶 257

7.3.5　微加工技术 259

7.4 靶丸特性的检测技术 261

8.1 聚爆诊断的一般要求 265

第八章　ICF的诊断和测量 265

8.2 光学诊断 267

8.2.1　能量测量 267

8.2.2　能谱测量 268

8.2.3　光谱的时、空分辨测量 269

8.2.4　探针测量技术 270

8.3　X射线的诊断 271

8.3.1　X射线能量的测量 272

8.3.2　X射线连续谱的测量 272

8.3.3　X射线成像 279

8.4.1　ρ△R和ρR值的测量 281

8.4　粒子发射的诊断 281

8.4.2　温度的测量 284

8.4.3　中子产额的测量 286

8.4.4　聚变粒子成像 288

8.4.5　带电粒子测量 288

第九章　ICF反应堆的设计 292

9.1　堆设计的一般考虑 292

9.1.1　ICF堆设计的若干方面 292

9.1.2　ICF堆的能量流程 294

9.1.4　第一壁的负载 297

9.1.3　反应产额 297

9.1.5　氚的处理和增殖 299

9.2　反应堆堆腔的设计 300

9.2.1　干壁堆 300

9.2.2　磁防护壁堆 302

9.2.3　湿壁堆 303

9.2.4　充气腔堆 305

9.3　ICF堆设计举例 306

9.4　ICF堆工程的几个阶段 308

9.5　ICF堆的辅助系统 310

9.6　裂变－聚变混合堆 313

第十章　我国的惯性约束核聚变研究 320

10.1 引言 320

10.2　激光核聚变建议的提出 322

10.2.1　原理和估计 322

10.2.2　实验设想 327

10.3 我国高功率激光器的建立 330

10.4 我国ICF的实验研究 332

10.4.1　黑洞靶物理实验 332

10.4.2　激光直接驱动靶丸的实验研究 337

10.5 我国ICF诊断技术的发展 338

10.5.1　建立了各种诊断设备 338

10.5.2　提高测量数据的准确性和可靠性 340

10.6 中国原子能科学研究院的ICF研究工作 342

10.7 我国ICF研究的现状 344

第十一章　ICF研究的回顾与展望 347

11.1 历史的回顾 347

11.2 ICF研究的现状 351

11.3　ICF研究的展望 354