描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787118119824
内容简介
本书是物理研究院研究团队多年在Z箍缩驱动聚变裂变混合堆研究方面的总结，也是对这条能源技术路线的论证。在论证过程中，研究团队获得了如下具有科学意义的重要认识：①纯聚变能源经济上没有竞争力，也不可能取之不尽、用之不竭；②对惯性约束聚变能源而言，驱动器必须在约10ns时间之内向聚变靶丸输送约10MJ量级的能量；③聚变的加入，可以大大改善甚至去除裂变堆应用中的多个关键性缺点，主要优点包括深度次临界运行、提高铀钍资源利用率、经济且少害的核燃料循环等。希望本书的出版，对科技界全面了解此技术路线有所助益。也希望倾听大家的有益建议，并为此技术路线的进一步发展打下良好的基础。
目 录
●章 能源问题概述
1.1 引言
1.2 我国能源消费结构
1.3 各种能源的基本特点
1.3.1 煤炭
1.3.2 天然气
1.3.3 石油
1.3.4 风能
1.3.5 太阳能
1.3.6 水力发电
1.3.7 核能
1.4 我国发展核能的潜力
1.4.1 核能的安全性
1.4.2 核能是低碳、清洁、稳定的战略能源
1.4.3 铀资源情况
参考文献
第2章 核裂变能的现状与发展趋势
2.1 引言
2.2 核裂变能的基本概念
2.2.1 中子的作用与链式裂变反应
2.2.2 反应堆的反应性
2.2.3 核燃料的转换和增殖
2.3 核裂变能的发展现状
2.4 第四代核能系统
2.4.1 钠冷快堆
2.4.2 超高温气冷堆
2.4.3 铅冷快堆
2.4.4 超临界水堆
2.4.5 熔盐堆
2.4.6 气冷快堆
2.4.7 乏燃料后处理
2.5 “一次通过”式核能系统的燃料利用问题
2.6 核裂变能面临的主要挑战
参考文献
第3章 核聚变科学技术的发展
3.1 引言
3.2 聚变的基本概念
3.2.1 轻核聚变反应
3.2.2 主要轻核反应截面
3.2.3 热核反应速率
3.2.4 实现大规模核聚变的条件
3.2.5 能量得失相当
3.2.6 点火温度
3.3 磁约束聚变与热核聚变实验堆(ITER)
3.3.1 磁约束聚变基本原理
3.3.2 磁约束聚变的劳森判据
3.3.3 托卡马克装置和ITER
3.3.4 磁约束纯聚变能源的竞争力分析
3.4 惯性约束聚变
3.4.1 惯性约束聚变的基本原理
3.4.2 惯性约束聚变靶丸
3.4.3 惯性约束聚变的劳森判据
3.4.4 惯性约束聚变可能的驱动方式
3.5 激光驱动惯性约束聚变
3.5.1 激光聚变基本原理
3.5.2 美国的国家点火装置和点火攻关计划
3.5.3 一种新的点火靶设计思想
3.5.4 激光聚变能源的前景
3.6 Z箍缩驱动惯性约束聚变
3.6.1 Z箍缩基本原理
3.6.2 负载靶的设计
3.6.3 Z箍缩驱动器
3.6.4 Z箍缩惯性约束聚变研究的发展现状
3.7 惯性约束聚变能源中烧氘的可能性
参考文献
第4章 次临界能源堆包层的基本概念
4.1 引言
4.1.1 裂变能大规模、可持续发展面临的主要问题
4.1.2 聚变能源面临的挑战
4.1.3 聚变裂变混合堆
4.1.4 次临界能源堆概念的提出
4.2 混合堆中子学基本原理
4.2.1 带独立外源的中子输运方程
4.2.2 混合堆系统的能量平衡
4.2.3 混合堆中的核反应
4.2.4 输运与燃耗耦合计算
4.2.5 绝对通量的计算
4.2.6 输运计算重要核素的选取
4.2.7 计算流程
4.2.8 输运计算数据库NuDa—C的制作与验证
4.2.9 程序验证
4.3 包层中子学基本特性
4.3.1 包层主要中子学指标
4.3.2 几何结构
4.3.3 包层材料的选取原则
4.3.4 燃料区厚度对中子学性能的影响
4.3.5 铀水体积比的影响
4.3.6 使用乏燃料的情况
参考文献
第5章 次临界能源堆包层概念研究
5.1 引言
5.1.1 聚变堆芯参数要求
5.1.2 包层设计基本准则
5.1.3 整体结构
5.2 包层中子学
5.2.1 中子学三维模型
5.2.2 燃料管理策略
5.3 热工水力特性研究
5.3.1 热工水力设计准则
5.3.2 功率密度分布
5.3.3 回路系统总体方案
5.3.4 计算工具简介
5.3.5 壁冷却
5.3.6 燃料区热工水力特性
5.3.7 产氚区热工水力特性
5.3.8 包层物理热工水力耦合研究
5.4 安全分析
5.4.1 次临界能源堆安全特点
5.4.2 次临界能源堆包层系统建模
5.4.3 稳态工况验证
5.4.4 不停堆情况下事故安全分析
5.4.5 非能动安全系统和严重事故缓解系统概念设计
5.5 包层部分关键技术工程可行性初步研究
5.5.1 中子学积分实验
5.5.2 模块式燃料部件热工安全行为实验研究
5.5.3 金属型燃料样品制备
5.5.4 金属型燃料辐照考核
5.5.5 简便干法后处理技术初步研究
参考文献
第6章 Z箍缩聚变裂变混合堆
6.1 引言
6.2 中国的Z箍缩研究
6.2.1 测试技术方面
6.2.2 负载制备技术方面
6.2.3 驱动器技术方面
6.2.4 数值模拟方面
6.2.5 实验进展方面
6.3 聚变靶的设计研究
6.3.1 Z箍缩驱动惯性约束聚变靶的设计问题
6.3.2 聚变靶模型设计问题讨论
6.3.3 一维球形点火靶及能源靶模型设计计算情况
6.3.4 柱对称内爆等离子体与泡沫靶碰撞时的动能
6.3.5 二维计算情况
6.4 超高功率Z箍缩驱动器技术的发展现状
6.4.1 聚变对Z箍缩驱动器的要求
6.4.2 高功率脉冲产生技术
6.4.3 真空功率流技术
6.4.4 大型驱动器概念研究
6.4.5 对实现超高功率重频驱动器途径的评述和展望
6.5
1.1 引言
1.2 我国能源消费结构
1.3 各种能源的基本特点
1.3.1 煤炭
1.3.2 天然气
1.3.3 石油
1.3.4 风能
1.3.5 太阳能
1.3.6 水力发电
1.3.7 核能
1.4 我国发展核能的潜力
1.4.1 核能的安全性
1.4.2 核能是低碳、清洁、稳定的战略能源
1.4.3 铀资源情况
参考文献
第2章 核裂变能的现状与发展趋势
2.1 引言
2.2 核裂变能的基本概念
2.2.1 中子的作用与链式裂变反应
2.2.2 反应堆的反应性
2.2.3 核燃料的转换和增殖
2.3 核裂变能的发展现状
2.4 第四代核能系统
2.4.1 钠冷快堆
2.4.2 超高温气冷堆
2.4.3 铅冷快堆
2.4.4 超临界水堆
2.4.5 熔盐堆
2.4.6 气冷快堆
2.4.7 乏燃料后处理
2.5 “一次通过”式核能系统的燃料利用问题
2.6 核裂变能面临的主要挑战
参考文献
第3章 核聚变科学技术的发展
3.1 引言
3.2 聚变的基本概念
3.2.1 轻核聚变反应
3.2.2 主要轻核反应截面
3.2.3 热核反应速率
3.2.4 实现大规模核聚变的条件
3.2.5 能量得失相当
3.2.6 点火温度
3.3 磁约束聚变与热核聚变实验堆(ITER)
3.3.1 磁约束聚变基本原理
3.3.2 磁约束聚变的劳森判据
3.3.3 托卡马克装置和ITER
3.3.4 磁约束纯聚变能源的竞争力分析
3.4 惯性约束聚变
3.4.1 惯性约束聚变的基本原理
3.4.2 惯性约束聚变靶丸
3.4.3 惯性约束聚变的劳森判据
3.4.4 惯性约束聚变可能的驱动方式
3.5 激光驱动惯性约束聚变
3.5.1 激光聚变基本原理
3.5.2 美国的国家点火装置和点火攻关计划
3.5.3 一种新的点火靶设计思想
3.5.4 激光聚变能源的前景
3.6 Z箍缩驱动惯性约束聚变
3.6.1 Z箍缩基本原理
3.6.2 负载靶的设计
3.6.3 Z箍缩驱动器
3.6.4 Z箍缩惯性约束聚变研究的发展现状
3.7 惯性约束聚变能源中烧氘的可能性
参考文献
第4章 次临界能源堆包层的基本概念
4.1 引言
4.1.1 裂变能大规模、可持续发展面临的主要问题
4.1.2 聚变能源面临的挑战
4.1.3 聚变裂变混合堆
4.1.4 次临界能源堆概念的提出
4.2 混合堆中子学基本原理
4.2.1 带独立外源的中子输运方程
4.2.2 混合堆系统的能量平衡
4.2.3 混合堆中的核反应
4.2.4 输运与燃耗耦合计算
4.2.5 绝对通量的计算
4.2.6 输运计算重要核素的选取
4.2.7 计算流程
4.2.8 输运计算数据库NuDa—C的制作与验证
4.2.9 程序验证
4.3 包层中子学基本特性
4.3.1 包层主要中子学指标
4.3.2 几何结构
4.3.3 包层材料的选取原则
4.3.4 燃料区厚度对中子学性能的影响
4.3.5 铀水体积比的影响
4.3.6 使用乏燃料的情况
参考文献
第5章 次临界能源堆包层概念研究
5.1 引言
5.1.1 聚变堆芯参数要求
5.1.2 包层设计基本准则
5.1.3 整体结构
5.2 包层中子学
5.2.1 中子学三维模型
5.2.2 燃料管理策略
5.3 热工水力特性研究
5.3.1 热工水力设计准则
5.3.2 功率密度分布
5.3.3 回路系统总体方案
5.3.4 计算工具简介
5.3.5 壁冷却
5.3.6 燃料区热工水力特性
5.3.7 产氚区热工水力特性
5.3.8 包层物理热工水力耦合研究
5.4 安全分析
5.4.1 次临界能源堆安全特点
5.4.2 次临界能源堆包层系统建模
5.4.3 稳态工况验证
5.4.4 不停堆情况下事故安全分析
5.4.5 非能动安全系统和严重事故缓解系统概念设计
5.5 包层部分关键技术工程可行性初步研究
5.5.1 中子学积分实验
5.5.2 模块式燃料部件热工安全行为实验研究
5.5.3 金属型燃料样品制备
5.5.4 金属型燃料辐照考核
5.5.5 简便干法后处理技术初步研究
参考文献
第6章 Z箍缩聚变裂变混合堆
6.1 引言
6.2 中国的Z箍缩研究
6.2.1 测试技术方面
6.2.2 负载制备技术方面
6.2.3 驱动器技术方面
6.2.4 数值模拟方面
6.2.5 实验进展方面
6.3 聚变靶的设计研究
6.3.1 Z箍缩驱动惯性约束聚变靶的设计问题
6.3.2 聚变靶模型设计问题讨论
6.3.3 一维球形点火靶及能源靶模型设计计算情况
6.3.4 柱对称内爆等离子体与泡沫靶碰撞时的动能
6.3.5 二维计算情况
6.4 超高功率Z箍缩驱动器技术的发展现状
6.4.1 聚变对Z箍缩驱动器的要求
6.4.2 高功率脉冲产生技术
6.4.3 真空功率流技术
6.4.4 大型驱动器概念研究
6.4.5 对实现超高功率重频驱动器途径的评述和展望
6.5
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