聚变等离子体物理

聚变是指由质量小的原子，在一定条件下发生原子核的聚合作用，生成新的质量更大的原子，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应。等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。宇宙间的大部分物质处于等离子体状态。从20世纪50年代起，为了利用核聚变反应解决能源问题，促使等离子体物理学研究蓬勃发展。其应用前景目前集中在轻核聚变方面，即利用磁约束等离子体进行持续的核聚变反应。

本书的第1版很受欢迎，经过修订和扩充的第2版内容更加具有综合性。内容不仅包含当今比较热门研究领域的相关知识，如基本等离子体现象、库伦散射、电磁场中带电粒子漂移、等离子体磁场约束、等离子体的动力学和流体力学理论、等离子体波和不稳定性等，还包含一些新的研究主题，有涨落驱动等离子体传输、偏滤器（Divertor）物理、中性原子回旋和运输、杂质等离子体运输等，书的最后对未来聚变反应堆的发展进行了展望，讨论了其方案设计。

全书由19章组成：1.聚变、等离子体、库仑碰撞和电磁波理论的概念；2.带电粒子在电磁场中的各种运动形式；3.等离子体中带电粒子在磁场中受到的磁约束；4.等离子体动理论；5.等离子体流体理论；6.等离子体平衡的特性；7.等离子体的几种波动形式，如阿尔芬波、朗缪尔波、离子声波；8.等离子体的不稳定性；9.等离子体碰撞传输机制、经典输运形式、流体理论中的环形效应、多流体传输机制等；10.等离子体回旋的形式和特性；11.等离子体湍流输运的形式和特性；12.等离子体在加热和电流驱动下的特性；13.等离子体与物质的相互作用；14.偏滤器的模型和操作机制、热电电流和漂移物对偏滤器（Divertor）的影响；15.等离子体边缘的粒子输运、L模式和H模式的区别、热不稳定性和极向速度自旋加快的相关知识；16.中性粒子运输的基本原理、扩散理论、积分输运理论、碰撞概率方法、接触面电流零点法、离散纵坐标法和蒙特卡罗法；17.等离子体的能量平衡机制和聚变等离子体动力学的相关概念；18.等离子体的各种运行限制，包括实证密度限制、磁流体力学不稳定限制等；19.聚变反应堆和中子源的相关知识。

本书内容丰富，综合性强，且深入浅出，层次分明，可作为高层大气物理学、空间探测技术、空间物理学等专业的研究生教材，也可作为相关领域研究人员的参考书。

郑耀昕，硕士研究生

（中国科学院空间科学与应用研究中心）