内容简介  · · · · · ·

本书基于聚变点火基本原理的零阶量,系统梳理聚变能源研究当前的进展和还需要克服的挑战,包括磁约束、惯性约束、磁惯性约束聚变等各种方案,以对聚变作为能源的后续研发方向有更好的参考,这些挑战可以归结为物理、工程、材料、经济性等各方面.具备高中以上知识即可阅读本书,本书也适合普通爱好者以及聚变领域的初学者、投资者、能源政策制定者及聚变行业从业人员阅读.

国家“十四五”重点出版规划项目

核聚变科学出版工程

聚变能源的实现一直是“还差三十年”. 那么， 究竟差在哪里呢？ 这需要进行一次系统的盘点， 从而梳理出面临的问题， 找到攻关的方向. 本书聚焦聚变点火基本原理的零阶量， 进行定量的计算和对比， 且所建立模型的所有数据、代码均开放（http://hsxie.me/fusionbook）， 任何人都可以进行校核和重现.

目录  · · · · · ·

前言——i
第 1 章
聚变能源为何值得追求——001
1.1 当前的能源形势——002
1.2 当前聚变能源研究所处阶段——003
1.2 聚变能源的信心——005
1.2 本书定位——006
第 2 章
聚变核反应基础——007
2.1 值得考虑的聚变核反应——007
2.2 几种聚变燃料的主要优缺点——015
2.3 聚变三乘积要求——019
2.4 可能的发电方式——022
2.5 提高聚变反应率可能的方向——024
第 3 章
可选参数范围及劳森判据——031
3.1 聚变平均自由程——032
3.2 聚变功率密度——035
3.3 理想点火条件——037
3.4 主要的辐射及特性——042
3.5 考虑辐射的劳森判据——050
3.6 热量交换及热离子模式——057
3.7 不同约束方式的参数区间——064
第 4 章
磁约束聚变参数区间——066
4.1 零阶参数评估模型——067
4.2 含氘的几种聚变分析——075
4.3 含热交换和燃烧率的氢-硼聚变参数——079
4.4 能量约束时间上限——081
第 5 章
惯性约束聚变参数区间——085
5.1 最简单模型判据——086
5.2 考虑燃烧率的模型——088
5.3 能量效率——090
第 6 章
磁惯性约束聚变参数区间——093
6.1 简单模型参数估计——093
6.2 含压缩电路的模型——098
第 7 章
聚变方案评估——105
7.1 已实现的聚变能源装置——107
7.2 磁约束聚变——114
7.3 惯性约束——119
7.4 磁惯性约束——122
7.5 其他方案——123
7.6 部分聚变私企的方案简评——130
7.7 有望改变格局的新技术——133
第 8 章
总结与展望 ——135
8.1 总结——135
8.2 展望——138
附录 A
一些基本信息 ——139
A.1 基本常数——139
A.2 基本数据——140
A.3 一些特征尺度——140
A.4 聚变反应截面和反应率数据 ——142
A.5 磁压强及比压 β ——147
A.6 磁约束的比压 β 限制——148
A.7 非中性等离子体的电场——149
A.8 等离子体电流与载流密度——151
A.9 聚变加热——152
A.10 热力学定律与聚变能源关系——153
A.11 相关主要参考文献——154
附录 B
托卡马克系统程序——155
B.1 模型——156
B.2 结果——162
参考文献——165

网上已能买到。这本书对聚变能源投资者，可以看作是一份系统的理论指南，全面的描述了各条路线的情况及核心障碍。这样就不会片面的强调某一方面的优势，而忽略其他更值得关注的问题。比如第一章指出：聚变能源在当前，并非必不可少。第二章指出，聚变能源研究最优先考虑的不是这种方案那种方案，而是受限于核反应，需从有限的几种燃料中选一种，这几种反应的优劣势决定后面选什么约束方案。第三章指出，劳森判据只是基本要求，聚变能源要有经济性，密度、温度、约束时间等等很多参数，都被限定在很窄的范围，没有太多选择。

这本书也第一次从聚变能源角度系统的介绍了恒星聚变、氢弹聚变能成功的原因，给出了定量的理论分析。

xiehuasheng

2023-08-05 07:58