第1章 人类的能源需求及对未来能源的展望 1
1.1 我国能源需求的展望 1
1.2 能源的科学预测 4
1.3 环境污染 7
1.4 世界能源需求 8
1.5 裂变核能 9
1.6 聚变核能 12
1.7 核聚变能研究的历史和现状 12
1.8 对未来能源的展望 17
1.9 聚变裂变混合堆 18
参考文献 21
第2章 核物理及等离子体物理中的元过程 22
2.1 高温等离子体的物理过程 22
2.2 微观过程与宏观过程 27
2.3 弹性碰撞 28
2.4 非弹性碰撞 33
2.5 核反应的截面、自由程、反应时间 34
2.6 热核等离子体的能量平衡 35
2.7 等离子体内热能的平衡方程 36
2.8 工作过程中的电能平衡 36
2.9 托卡马克的工作原理 37
2.10 等离子体的加热 41
第3章 带电粒子在磁场中的运动 43
3.1 一般概念 43
3.2 均匀、恒定磁场中的单粒子轨道 43
3.3 漂移近似 45
3.4 慢变磁场中的守恒量（寝渐不变量） 50
3.5 粒子在环形磁场中的运动 54
第4章 磁流体力学 58
4.1 磁流体力学方程 58
4.2 感应方程 磁扩散和冻结 61
4.3 箍缩效应 63
4.4 磁流体力学波 64
4.5 磁流体力学激波 68
第5章 等离子体中的波 75
5.1 色散关系（一般形式） 75
5.2 均匀各向同性等离子体中的振荡与波 79
5.3 磁场中“冷”等离子体的介电张量、色散关系 84
5.4 截止与共振 色散曲线 86
5.5 “冷”等离子体中平行于磁场方向传播的波 90
5.6 “冷”等离子体中垂直于磁场方向传播的波 94
第6章 等离子体中的输运过程 99
6.1 输运过程的宏观处理 99
6.2 等离子体的输运系数的动力学处理 102
6.3 均匀恒稳磁场中弱电离等离子体的输运系数 108
6.4 等离子体输运过程的磁流体力学处理 112
6.5 新经典输运理论及反常扩散 116
第7章 聚变堆设计 120
7.1 聚变堆设计的意义 120
7.2 聚变堆设计的历史演变 122
7.3 聚变堆设计的方法与步骤 126
7.4 ITER介绍 133
7.5 ITER设计资料框图 144
7.6 EAST 147
参考文献 149
第8章 堆芯等离子体 151
8.1 等离子体参数选择与系统分析 151
8.2 平衡（equilibria） 154
8.3 自举电流 159
8.4 先进的等离子体位形 162
8.5 磁流体力学稳定性（MHD stability） 165
8.6 堆芯等离子体的约束定标 186
8.7 等离子体放电的模拟 193
参考文献 202
第9章 聚变堆中能量和粒子的控制 204
9.1 聚变堆中能量和粒子的控制 204
9.2 控制能量与粒子的方法 205
9.3 等离子体与材料表面的相互作用（PSI） 208
9.4 与辐射有关的边缘物理现象 213
9.5 偏滤器设计 216
9.6 偏滤器模拟 220
参考文献 229
第10章 包层 230
10.1 包层的作用 230
10.2 中子输运方程及理论基础 231
10.3 嬗变原理、效率、燃耗计算及燃料循环 233
10.4 能量放大器 242
10.5 多功能包层 245
10.6 放射性完全洁净动力系统RCNPS 248
10.7 ITER示例 252
10.8 聚变堆可能应用的包层示例 262
参考文献 267
第11章 加热与驱动 269
11.1 欧姆加热与电流感应 270
11.2 自举电流（bootstrap current）的实验与非感应驱动 271
11.3 中性束注入（NBI） 274
11.4 离子回旋共振加热（ICRF）和驱动 279
11.5 电子回旋共振（ECRF） 284
11.6 低杂波 290
11.7 α粒子加热 295
参考文献 300
第12章 磁体与电源 301
12.1 磁体 301
12.2 磁体结构与制造工艺 305
12.3 电源系统 316
12.4 控制系统 320
12.5 低温系统 321
参考文献 329
第13章 真空室 抽充气 弹丸注入 水冷及氚系统 330
13.1 真空室的功能及设计 330
13.2 抽气系统 342
13.3 加料系统 343
13.4 水冷系统 343
13.5 氚系统 349
参考文献 352
第14章 聚变堆中材料的辐照损伤及材料 353
14.1 前言 353
14.2 辐照缺陷产生的过程 354
14.3 辐照缺陷的退火、聚集和辐照肿胀 359
14.4 辐照硬化、脆性和断裂 363
14.5 辐照生长、蠕变和疲劳 368
14.6 辐照及辐照模拟技术 371
14.7 聚变堆材料 374
参考文献 382
第15章 经济评估 384
15.1 经济评估的意义、对象与任务 384
15.2 聚变能经济学研究进展 386
15.3 单位电价COE公式的进化过程 399
15.4 各种系统的成本计算模型 399
15.5 从物理、工程到电价及投资的统一计算体系 403
参考文献 410
第16章 环境与安全 412
16.1 前言 412
16.2 安全分析的原则与方法 413
16.3 正常运行情况下的安全与防护 417
16.4 事故态分析 423
16.5 聚变-裂变混合堆中放射性的计算 429
参考文献 435
第17章 展望 436
17.1 托卡马克要实现为聚变商用堆，还需在科学与技术（R＆D）作很大的努力 436
17.2 D+T聚变堆的第一壁工程限制 436
17.3 托卡马克各种“先进运行模式” 440
17.4 各种“先进燃料”比较 440
17.5 各种磁约束概念比较 442
17.6 聚变堆作为中子源的前景 445
17.7 低环径比托卡马克 449
参考文献 467
附录 468
附录1 国际单位制（SI）和基本常数 468
附录2 公式与数据 470
附录3 元素与一些分子的截面和核参数 492
附录4 附邱励俭个人论文、报告、著作目录 494