惯性聚变物理

　　目录译者序序前言致谢第1章 核聚变反应 11.1 发热核反应：裂变和聚变 11.2 聚变反应物理 21.2.1 截面、反应率和反应速率 21.2.2 聚变截面参数表达式 31.2.3 非共振反应的穿透因子 51.3 一些重要的聚变反应 71.3.1 主要受控聚变燃料 91.3.2 改进的聚变燃料 101.3.3 p-p循环 101.3.4 CNO循环 101.3.5 CC反应 101.4 麦克斯韦平均的聚变反应率 111.4.1 非共振反应的伽莫夫形式 121.4.2 共振反应率 131.4.3 可控聚变燃料的反应率 141.5 高密度物质中的聚变反应率 161.5.1 电子屏蔽、弱耦合等离子体 171.5.2 强耦合等离子体 181.5.3 晶状固体：超密核极限 181.6 反应核的自旋极化 191.7 u催化聚变 191.8 历史回顾 21第2章 热核聚变和约束 232.1 热核聚变 232.1.1 束聚变和热核聚变 232.1.2 理想点火温度…
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　　《惯性聚变物理》介绍了惯性约束聚变和有关的物理理论，对激光惯性约束聚变有比较完整的论述，特别注重聚变中的物理过程并推导了所有关键公式，包括定标指数和数值因子等，同时也利用数值模拟结果形象地描述了聚变过程，具体内容包括热稠密物质中的流体力学、流体不稳定性、热输运、辐射和碰撞过程、物态方程、等离子体与高功率激光或离子束的相互作用及核聚变反应等。

　　目录译者序序前言致谢第1章 核聚变反应 11.1 发热核反应：裂变和聚变 11.2 聚变反应物理 21.2.1 截面、反应率和反应速率 21.2.2 聚变截面参数表达式 31.2.3 非共振反应的穿透因子 51.3 一些重要的聚变反应 71.3.1 主要受控聚变燃料 91.3.2 改进的聚变燃料 101.3.3 p-p循环 101.3.4 CNO循环 101.3.5 CC反应 101.4 麦克斯韦平均的聚变反应率 111.4.1 非共振反应的伽莫夫形式 121.4.2 共振反应率 131.4.3 可控聚变燃料的反应率 141.5 高密度物质中的聚变反应率 161.5.1 电子屏蔽、弱耦合等离子体 171.5.2 强耦合等离子体 181.5.3 晶状固体：超密核极限 181.6 反应核的自旋极化 191.7 u催化聚变 191.8 历史回顾 21第2章 热核聚变和约束 232.1 热核聚变 232.1.1 束聚变和热核聚变 232.1.2 理想点火温度 242.2 等离子体约束 252.2.1 磁约束 252.2.2 惯性约束 262.3 热核点火：磁约束聚变和核惯性约束聚变 262.4 磁约束聚变的劳森型和nτT点火条件 272.4.1 功率平衡和能量约束时间 272.4.2 劳森型判据 272.4.3 nτT点火条件 282.5 惯性约束聚变点火和高增益条件 292.5.1 约束参数pR 292.5.2 燃烧效率 302.5.3 燃烧参数HB 312.6 惯性聚变能生产的总体要求 322.6.1 惯性聚变能反应堆的增益要求 322.6.2 容许的燃料质量 332.6.3 高燃料压缩 332.6.4 热斑点火和燃烧传播 332.7 燃料循环 342.7.1 DT循环和氚增殖 342.7.2 氘和改进型燃料 35第3章 球形内爆惯性约束 373.1 球形内爆模拟 373.1.1 靶和激光脉冲 383.1.2 内爆图 393.1.3 整形脉冲驱动的中空壳靶 413.1.4 辐照和内爆 433.1.5 内爆转滞和热斑产生 453.1.6 燃料点火和燃烧 503.1.7 模拟结果总结 523.1.8 优化靶增益 543.2 对称性和稳定性 553.2.1 长波扰动 563.2.2 瑞利-泰勒不稳定 583.3 聚变靶能量输出 583.4 历史回顾 593.5 文献回顾 61第4章 点火和燃烧 624.1 点火球的功率平衡 624.1.1 聚变功率沉积 634.1.2 聚变带电产物 634.1.3 中子 654.1.4 热传导 654.1.5 轫致辐射 654.1.6 机械功 664.2 预拼装燃料的中心点火 664.2.1 自加热条件 674.2.2 点火条件 684.2.3 自加热时间 704.3 热斑产生动力学 724.4 热斑演化和燃烧传播 744.4.1 早期演化和解析点火判据 754.4.2 自调制燃烧波 764.4.3 热核燃烧传播区 774.5 光厚燃料的体点火 774.6 完全燃烧模拟和燃烧效率 804.7 纯氘的点火 824.8 总结 83第5章 能量增益 855.1 热斑点火模型 855.1.1 靶增益、燃料增益、耦合效率 855.1.2 热斑 865.1.3 冷燃料：等熵参数α 875.1.4 等压结构：压力p 885.2 等压模型的增益曲线 885.2.1 对η、α、p的依赖 895.2.2 模型增益曲线和详细计算的比较 915.3 极限增益曲线 925.3.1 给定燃料质量的增益曲线 925.3.2 极限增益的解析推导 935.3.3 燃烧给定质量燃料所需的最小能量 955.3.4 模型的缺点和推广 975.4 约束增益曲线和靶设计 985.4.1 烧蚀压和内爆壳层速度 995.4.2 点火能量随内爆速度的定标 1005.4.3 激光功率-激光能量窗口 1015.5 非等压结构的增益曲线 1035.5.1 有热斑的等容拼装 1035.5.2 光厚DT燃料的体点火 1045.5.3 不同结构和燃料的比较 106第6章 流体动力学 1086.1 理想气体动力学 1086.1.1 守恒形式的基本方程 1086.1.2 物理限制 1096.1.3 欧拉描述 1096.1.4 一维拉格朗日描述 1106.2 激波 1116.2.1 不连续性 1116.2.2 于戈尼奥条件(Hugoniot condition) 1126.2.3 理想气体中的激波 1136.2.4 弱激波 1136.2.5 强激波 1136.2.6 稀疏波和激波稳定性 1146.3 平面等熵流 1156.3.1 等熵流 1156.3.2 特征线和黎曼不变量 1166.3.3 简单波 1176.3.4 中心稀疏波 1186.3.5 等熵压缩到任意密度 1196.3.6 拉格朗日坐标系中的稀疏波 1216.3.7 等温稀疏波 1226.4 的径向流 1236.4.1 均匀绝热流 1246.4.2 Kidder的累积内爆 1256.4.3 转滞流 1276.5 量纲分析 1316.5.1 理论 1316.5.2 例子：点爆炸 1326.6 对称群和相似解 1336.6.1 DE李群理论的一些要素 1346.6.2 一维流体动力学的李群 1356.6.3 不变解的分类 1366.6.4 定标不变解 1386.6.5 时间为指数形式的解 1386.6.6 S3和S4对称 1396.6.7 投影得到的新解 1396.7 定标不变相似解 1416.7.1 相似坐标 1416.7.2 粒子轨迹和特征线 1426.7.3 质量和熵守恒 1436.7.4 约化到ODE 1446.7.5 概述U、C平面解 1456.7.6 奇点 1466.7.7 激波边界 1506.7.8 中心爆炸（p6流） 1506.7.9 可累积内爆（点p5流体） 1536.7.10 均匀气体压缩 1556.7.11 Guder1ey的内爆激波 1566.7.12 内爆非等熵壳层 1586.7.13 内爆壳层的转滞压 1596.7.14 对ICF靶内爆的意义 160第7章 热波和烧蚀驱动 1627.1 电子和光子输运 1627.1.1 一般讨论 1627.1.2 扩散和热传导 1637.2 电子热传导 1647.2.1 Fokker-P1anck处理 1647.2.2 陡峭温度梯度和限流 1657.3 辐射输运 1677.3.1 谱强度和输运方程 1677.3.2 局域热平衡和基尔霍夫定律 1687.3.3 扩散近似 1697.3.4 双温灰近似 1697.3.5 辐射热传导 1697.4 非稳态热波 1707.4.1 不同类型的热波 1707.4.2 自相似热波：量纲分析 1717.5 自调节加热波 1737.5.1 超声速加热波 1737.5.2 烧蚀加热波 1747.5.3 在激光驱动烧蚀中的应用 1747.6 烧蚀热波 1777.6.1 普遍解 1777.6.2 对高Z壁的应用 1787.7 稳态烧蚀 1797.7.1 爆燃和爆轰 1807.7.2 X射线驱动烧蚀 1827.7.3 X射线烧蚀压和质量烧蚀速率 1847.7.4 超声速X射线加热 1867.8 稳态激光烧蚀 1867.8.1 临界密度的作用 1867.8.2 激光驱动稳定烧蚀的定标 1877.8.3 传导层 1887.9 在加速参考系中的稳态烧蚀波前 1907.9.1 平面几何解 1907.9.2 数值结果 1917.10 球形火箭驱动 1937.10.1 火箭方程 1937.10.2 球形内爆参数 1937.10.3 内爆速度和流体效率 1947.10.4 内爆速度和飞行形状因子 196第8章 流体稳定性 1988.1 流体不稳定和ICF：概述 1988.1.1 瑞利泰勒不稳定性 1988.1.2 RTI和ICF 2018.1.3 Richtmyer-Meshkov不稳定性 2038.1.4 Kelvin-Helmoltz不稳定性 2038.2 平面界面的稳定性 2048.2.1 不可压缩流体的势流方程 2048.2.2 流体边界 2058.2.3 微小扰动：线性化方程 2068.2.4 法向模式分析和色散关系 2078.2.5 经典RTI增长率 2098.2.6 黏滞度和可压缩性对RTI的影响 2098.2.7 KHI增长率 2108.2.8 时间演化 2118.2.9 具有有限厚度流体层的RTI和馈入 2118.2.10 RMI增长率 2138.2.11 不均匀加速 2148.3 任意密度轮廓流体的RTI 2158.3.1 线性化扰动方程 2158.3.2 通用的不稳定性条件 2168.3.3 经典RTI增长率 2178.3.4 密度梯度 2178.4 烧蚀波前的RTI 2188.4.1 等压流体模型 2198.4.2 用Froude数和传导率指数v进行讨论 2208.4.3 扰动方程 2238.4.4 自洽处理的结果 2248.4.5 与实验和模拟的比较 2278.5 球面边界的稳定性 2318.5.1 腔的扰动方程 2318.5.2 球形腔的稳定性、腔的振荡 2328.5.3 内爆减速时的经典RTI 2338.5.4 减速ICF壳层的烧蚀RTI 2348.6 单模扰动的非线性演化 2358.6.1 At=1时的RTI空泡演化 2368.6.2 任意At时空泡和尖钉的渐近行为 2388.6.3 单个RTI模式的线性饱和振幅 2398.6.4 三维和二维非线性RTI演化的比较 2408.7 多模扰动的非线性演化 2428.7.1 前瞻及与ICF靶设计的相关性 2428.7.2 全谱多模式的增长饱和 
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　　《惯性聚变物理》介绍了惯性约束聚变和有关的物理理论，对激光惯性约束聚变有比较完整的论述，特别注重聚变中的物理过程并推导了所有关键公式，包括定标指数和数值因子等，同时也利用数值模拟结果形象地描述了聚变过程，具体内容包括热稠密物质中的流体力学、流体不稳定性、热输运、辐射和碰撞过程、物态方程、等离子体与高功率激光或离子束的相互作用及核聚变反应等。