nnica反应堆工程
即使知道了如何把等离子体加热到高温并加以约束，仅凭这一点也无法建成发电站。把一亿度的等离子体装入容器、用磁场支撑、取出热量、制造燃料、更换损坏的部件，让这样一台“作为机器的核聚变反应堆”得以成立的，正是反应堆工程（reactor engineering）。本章节是一条学习路线图，将为此所需的主要设备逐一梳理。
本章节要学习的内容
Section titled “本章节要学习的内容”长期以来，核聚变研究一直围绕“如何才能约束等离子体”这一物理问题展开。但要建造发电站，还需要回答一个更进一步的难题，那就是“如何制造能够承受如此严酷环境的机器”这一工程问题。
例如，要用一个绝对不会熔化的容器把比太阳中心还要高温的等离子体包围起来，该怎么做呢？答案之一是，让等离子体从容器壁上悬浮起来，用磁场这个“看不见的容器”将其悬置在空中。制造这一磁场的是超导线圈，容纳等离子体的真空房间是真空容器，承担等离子体不可避免地会接触到壁面之处的是第一壁和偏滤器。而将核聚变产生的能量作为热量回收、同时自行制造燃料的，则是包层。
推荐的阅读顺序
Section titled “推荐的阅读顺序”工程的全貌，如果按照从外侧的“容器”到内侧的“工作部件”的顺序依次梳理，会更容易理解。推荐以下顺序。
- 真空容器：容纳等离子体的超高真空房间。它是所有设备安装的基座。
- 超导线圈：制造用磁场把等离子体悬浮在空中的“看不见的容器”的电磁铁。
- 第一壁：最先直面等离子体的壁。它在最前线承受热量和粒子。
- 偏滤器：排出作为燃烧残渣的氦和杂质，并承担最强热流密度的部件。
- 包层：回收热量转化为电能，并在反应堆内制造燃料氚。
- 加热系统：把等离子体加热到核聚变所需温度的机制。
- 燃料循环：处理燃料的供给、回收与再利用这一反应堆的循环。
初次学习的人如果从第 1 项开始依次阅读，就能看到各设备的作用从外侧到内侧串联起来。只想了解某个特定设备的人，也可以从感兴趣的页面开始阅读。
为避免卡壳而需要的前提
Section titled “为避免卡壳而需要的前提”反应堆工程是以等离子体的性质为前提，思考“支撑这一等离子体的机器”的领域。因此，如果先掌握作为其基础的内容，各页面就会变得容易理解得多。
反应堆工程所面对的共同课题
Section titled “反应堆工程所面对的共同课题”对每一种设备都同样构成压力的，是核聚变特有的严酷环境。D-T 反应产生的 14.1 MeV 高能中子会穿透到材料内部，使其一点点劣化。偏滤器上集中着最高达 到 MW/m² 的、堪比火箭发动机的热流密度。作为燃料的氚在自然界几乎不存在，因此必须在反应堆内部制造并自给。而且由于处在高辐射环境，人无法靠近，损坏的部件要靠机器人的远程维护来更换。本章节的看点，正是各设备是如何逐一解决这些课题的。