第1章 绪论
1.1 核聚变反应
1.2 托卡马克装置的基本原理
1.3 国际主要托卡马克装置
1.4 我国的磁约束聚变能源研发
1.5 国际热核聚变实验堆
参考文献
第2章 托卡马克型聚变堆物理与工程
2.1 堆芯等离子体物理
2.1.1 燃烧等离子体的定义
2.1.2 燃烧等离子体物理研究中的主要问题
2.2 基于托卡马克装置的聚变堆工程
2.2.1 托卡马克聚变堆的主要部件
2.2.2 托卡马克聚变堆需要解决的关键问题
参考文献
第3章 堆芯部件
3.1 磁体
3.1.1 超导磁体与线圈
3.1.2 未来聚变堆磁体
3.2 真空室
3.2.1 真空室系统研究和发展现状
3.2.2 真空室系统设计要求
3.2.3 制造和测试
3.3 偏滤器
3.3.1 部件结构与设计
3.3.2 研发现状
3.3.3 发展方向
3.4 产氚包层
3.4.1 功能与原理
3.4.2 布局与材料
3.4.3 发展现状
3.4.4 发展方向
3.5 冷屏与杜瓦
3.5.1 冷屏
3.5.2 杜瓦
参考文献
第4章 关键支撑系统
4.1 加热与电流驱动系统
4.1.1 中性束注入
4.1.2 射频波系统
4.2 测量(诊断)与控制系统
4.2.1 控制系统的结构
4.2.2 发展现状
4.3 真空系统
4.3.1 真空抽气系统
4.3.2 加料系统
4.3.3 壁处理系统
4.3.4 真空测量与控制系统
4.3.5 真空检漏
4.4 低温系统
4.4.1 系统设计
4.4.2 面向未来聚变堆建设
4.5 遥操系统
4.5.1 系统概述
4.5.2 包层维护遥控操作系统
4.5.3 偏滤器维护遥控操作系统
4.5.4 多功能重载机械臂
4.5.5 真空室和中性束
4.5.6 热室遥控操作系统
4.6 供电系统
4.6.1 系统概述
4.6.2 发展现状
4.6.3 发展方向
参考文献
第5章 能量提取与发电系统
5.1 一回路
5.1.1 水冷却剂一回路
5.1.2 氦气冷却剂一回路
5.1.3 超临界二氧化碳冷却剂一回路
5.2 二回路
5.2.1 汽轮机发电
5.2.2 氦气透平发电
5.2.3 超I临界二氧化碳透平发电
5.3 中间储能回路
5.3.1 中高温储热技术及工程实践
5.3.2 常规岛储能方案
参考文献
第6章 堆燃料循环系统
6.1 聚变反应堆的燃料循环体系
6.1.1 聚变反应堆的燃料循环体系一氚自持
6.1.2 聚变堆氚工厂系统
6.2 聚变堆内循环系统
6.2.1 托卡马克排出气处理系统
6.2.2 氢同位素分离系统
6.2.3 氚储存系统
6.3 产氚包层与外循环系统
6.3.1 产氚包层氚输运过程
6.3.2 产氚包层氚提取与处理系统
6.3.3 氦冷却剂净化系统
6.4 水除氚系统
6.5 氚安全及包容系统
6.6 氚测量与计量
参考文献
第7章 堆材料
7.1 磁体材料
7.1.1 常规磁体材料
7.1.2 超导磁体材料
7.2 面向等离子体材料
7.2.1 历史沿革
7.2.2 钨材料发展现状及重要进展
7.2.3 发展方向
7.3 氚增殖材料
7.3.1 氚增殖概述
7.3.2 氚增殖剂材料
7.3.3 氚增殖剂研发现状
7.4 中子倍增材料
7.4.1 中子倍增反应及材料概述
7.4.2 中子倍增材料研发现状
7.5 结构材料
7.5.1 研究现状
7.5.2 发展方向
7.6 防氚涂层
7.6.1 氢同位素的渗透特性
7.6.2 典型防氚涂层介绍
7.6.3 全球研发现状
参考文献
第8章 堆安全与环境
8.1 核聚变安全的主要特点
8.2 核聚变安全的核心体系
8.2.1 ITER核安全法规体系
8.2.2 中国核安全法规体系
8.3 聚变反应堆的安全要求
8.3.1 监督
8.3.2 应急管理
8.3.3 厂址选择安全规定
8.3.4 设计安全规定
8.3.5 运行安全规定
8.3.6 质量保证安全规定
8.3.7 核材料管制要求
8.3.8 放射性和有害废物
8.4 源项与分布
8.4.1 放射性源项类型及分布
8.4.2 放射性源项迁移和释放
8.4.3 环境影响评价
8.5 安全专设系统
8.5.1 安全功能
8.5.2 安全保护系统
8.5.3 纵深防御与安全措施
8.6 放射性废物
8.6.1 聚变堆放射性废物特点
8.6.2 放射性废物分类
8.6.3 放射性废物管理
8.7 聚变反应堆的退役
8.7.1 核设施退役要求
8.7.2 聚变反应堆退役策略
8.7.3 聚变反应堆退役活动
参考文献
第9章 堆事故安全性
9.1 聚变反应堆工况分类
9.1.1 工况分类方法
9.1.2 各类工况验收准则
9.1.3 初始事件
9.1.4 聚变反应堆事故列表
9.2 聚变反应堆典型事件序列
9.2.1 不同工况序列
9.2.2 典型事故分析与事故序列
9.2.3 主要系统典型事故序列
9.3 聚变堆典型事故后果及其缓解措施
9.3.1 失去厂外电
9.3.2 包层氦气冷却系统氦风机停转
9.3.3 包层模块第一壁管道破裂
9.3.4 包层氦气冷却系统连接管道破裂
9.3.5 包层氦气冷却系统热交换器破裂
9.3.6 包层氦气冷却系统与提氚系统间管道破裂
9.3.7 氦冷偏滤器管道破裂事故
参考文献
第10章 聚变反应堆可靠性与经济性
10.1 聚变反应堆可靠性
10.2 聚变反应堆可维护性及维护策略
10.3 聚变反应堆经济性
参考文献
第11章 展望
索引