Nuclear Space Power and Propulsion Systems

Nuclear Space Power and Propulsion Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Bruno, Claudio 编
出品人:
页数:282
译者:
出版时间:2008-10
价格:$ 101.64
装帧:
isbn号码:9781563479519
丛书系列:
图书标签:
  • 核能
  • 航天动力
  • 空间推进
  • 核反应堆
  • 能源系统
  • 核物理
  • 航天工程
  • 未来能源
  • 等离子体物理
  • 辐射防护
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具体描述

This book comes out of a study prepared for the Space Technology and System Development Commission of the International Academy of Astronautics, and gives an expert, straightforward, and complete outlook on the uses of nuclear energy applied to space missions. Starting from fundamental physics, Chapter 1 explains the advantages of nuclear energy and explores the performance limits of nuclear propulsion in terms of specific impulse, thrust, power, and mass. Following chapters discuss the tremendous accomplishments of the past and moves into more current technology. High-power electric propulsion of all types is extensively covered. These chapters shows how nuclear power can be engineered into a propulsion system now, not in ten or twenty years.

好的,这是一本关于地质力学与工程应用的深度综述。 --- 书名:岩石圈动力学与非常规工程结构的稳定性分析 作者: 杜兰德·马尔科姆(Durand Malcolm) 出版社: 环球地质工程学会出版社 出版年份: 2023年 页数: 880页 内容简介 《岩石圈动力学与非常规工程结构的稳定性分析》是一部面向岩土工程师、地球物理学家以及高风险基础设施设计人员的权威性专著。本书系统性地梳理了当代地质力学理论在处理极端地质环境和非常规工程挑战方面的最新进展,重点聚焦于岩石圈的复杂应力状态、非线性变形机制,以及这些因素如何影响深层地下结构、边坡稳定与地热能开发设施的长期安全运行。 本书的结构严谨,从基础的连续介质力学出发,逐步深入到岩石圈尺度上的构造应力场重建与演化。它不仅包含了对传统岩石力学模型的精炼,更提出了多种用于描述复杂断裂带、非均匀岩体以及高温高压环境下岩石流变行为的先进本构模型。 第一部分:岩石圈应力场与本构关系重构 (约300页) 本部分奠定了全书的理论基础,重点在于如何准确地量化和预测地球深部和构造活跃区域的应力状态。 第一章:地球构造应力场的地球物理学约束 本章详述了如何结合地震学、大地测量学(如GNSS和InSAR)的数据,构建区域尺度的三维现今应力场模型。重点讨论了各向异性应力场对井壁稳定性和隧道掘进的影响,特别是介绍了“应力阴影效应”在大型地下硐室群开挖过程中的传递机制分析方法。 第二章:非常规岩石本构关系的数值实现 传统屈服准则在处理高度损伤岩体时表现出局限性。本章详细介绍了基于能量耗散理论和损伤力学的新一代本构模型,例如黏弹性-黏塑性耦合模型的应用。特别关注了在深部地热系统(EGS)中,岩石在长时间、高循环热应力作用下的疲劳损伤演化路径,并提供了基于有限元(FEM)和离散元法(DEM)的数值模拟流程。 第三章:岩体结构面的力学行为与多尺度分析 岩体中的结构面(节理、片理、层理)是失稳的主导因素。本章着重于如何利用扫描电子显微镜(SEM)数据和数字图像处理技术来表征结构面的微观粗糙度。随后,引入了非高斯随机场理论来描述结构面的空间分布,并展示了如何将这些微观和介观信息融入到宏观的块体岩石力学分析中,以预测深层地下开挖的局部失稳风险。 第二部分:深部地下工程的稳定性挑战 (约350页) 第二部分将理论应用于最严苛的工程环境,如深层矿山、核废料地质处置库以及超深地热井的建设与运营。 第四章:高地应力下的洞室稳定性与收敛预测 本章深入探讨了超过200 MPa围岩压力下,大跨度地下洞室(如大型泵站或放射性废物处置库)的长期稳定性问题。引入了“应力诱发蠕变”的概念,并基于此提出了新的支护设计准则,旨在替代传统的经验性支撑力计算方法。内容包括:超塑性变形监测、预测性收敛控制技术,以及主动式预应力锚固系统的设计优化。 第五章:非常规地热能开发中的流-固耦合效应 地热系统涉及高压流体注入和抽取对岩石力学性能的动态影响。本章详细分析了“水力致裂”和“热力致裂”的机制。重点介绍了一种新的三相(固-液-气)流-力-热耦合模型,该模型能够精确模拟在注水过程中,裂隙网络张开与闭合对地层渗透率和诱发微小地震活动(地质诱导微震)的敏感性。 第六章:深部边坡与高边坡灾害的动力学响应 针对山区工程和露天矿边坡,本章研究了在强震或极端降雨条件下的动力失稳过程。不同于传统的静态安全系数法,本章采用了基于可靠性指标的概率性动态分析方法。内容涵盖了:非均匀土层和风化带的动态剪胀性,以及在强剪切波作用下边坡潜在滑移面的快速形成机制。 第三部分:监测、评估与未来方向 (约230页) 最后一部分侧重于如何将先进的力学理论转化为实际的工程监测和风险管理工具。 第七章:分布式传感与实时地质风险评估 介绍了光纤传感技术(如FBG和DAS)在岩体应力、温度和应变监测中的应用。重点阐述了如何将海量的实时监测数据与“数据驱动的逆向工程”相结合,以实时更新和校正地下结构的力学模型参数。本章为工程现场提供了基于物联网(IoT)的预警阈值设定框架。 第八章:损伤演化与结构寿命预测 本章讨论了基于损伤累积模型(如Miner法则的改进版)对地下基础设施进行剩余寿命预测的方法。特别关注了岩石结构在长期循环荷载下的疲劳失效机制,并提出了用于指导长期维护和退役规划的“风险平衡”评估框架。 第九章:展望:深地极限工程的力学前沿 总结了当前岩石圈动力学研究的瓶颈,包括对非均质性、非线性和时间依赖性的更深层次理解,并探讨了人工智能(AI)和机器学习在复杂岩体分类和预测性维护中的潜在角色,预示着未来地质工程学的发展方向。 --- 本书特色: 理论深度与工程实用性的完美结合: 提供了从基础微分方程到复杂有限元代码实现的完整论述。 案例驱动: 穿插了来自深海钻探、大型水电站基础以及欧洲核废料库选址项目的具体工程案例分析。 参数化模型库: 附带一个可供专业用户参考的参数化本构模型库的结构化说明。 本书是高难度岩土工程设计、科研以及政府监管机构必备的参考资料。

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用户评价

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这本书的文笔精炼,但又不失感染力,它成功地将一个高度专业化的领域,转化成了一场引人入胜的知识探险。我特别喜欢作者在描述深空辐射防护和反应堆屏蔽设计时的那种冷静和精确。他没有用过于夸张的词汇来渲染危险,而是通过严谨的数据和工程学的权衡,让人自然而然地感受到这项工作的难度。对于读者来说,即使你不是专业人士,也能通过对不同核反应堆类型(如气冷快堆、液态金属冷却堆)的特性比较,理解为什么在不同的任务阶段,我们需要选择不同的“心脏”。它更像是一本“太空能源战略指南”,教会我们如何根据任务目标(是快速穿越,还是长期驻留)来定制我们的核动力方案。它让我开始重新思考,我们对‘清洁能源’的定义,在地球之外的环境中,或许会呈现出完全不同的面貌。

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结构上,这本书的组织逻辑非常清晰,像是为每一个渴望理解“如何真正离开太阳系”的人量身定制的路线图。它没有陷入对单一技术的偏执,而是提供了一个全景式的视图。举例来说,当谈到核电推进时,它不仅仅是讲解了氙离子推进器的工作原理,而是详细对比了热电、热力学循环以及直接能谱转换这几种主要途径。作者对材料科学的讨论也令人印象深刻,毕竟,在极端高温和高辐射环境下,现有的材料科学几乎面临着极限的考验。我感觉作者对于“可靠性”的执着,甚至超过了他对“最大推力”的追求,这非常符合工程学的核心精神。书中穿插的工程师访谈片段,更是让冰冷的技术描述变得有血有肉,听他们讲述在密闭空间里处理放射性物质时的谨慎与敬畏,让人对这项事业的严肃性有了更深的理解。

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这本书的叙事节奏把握得相当到位,读起来有一种在穿越历史长河的感觉。它没有一上来就抛出尖端技术细节,而是从冷战时期的核竞赛背景切入,探讨了为什么太空探索一开始就与核能紧密相连。我特别欣赏作者处理历史材料的方式,他仿佛是一位资深的历史学家,将那些尘封的、充满争议的实验和计划,用一种近乎侦探小说般的笔触娓娓道来。关于早期核动力飞行器的设想,那些因为辐射和安全问题而被搁置的草图,被作者赋予了生命。他不仅仅描述了“技术上可行”,更深入挖掘了“伦理上和政治上”的阻力。读到关于‘阿波罗计划’后续的核动力月球着陆器设想时,那种强烈的‘如果当初……’的惋惜感油然而生。这本书的价值在于,它让我们明白,我们今天的太空技术成就,是建立在无数次大胆设想与谨慎权衡之上的。它提醒我们,伟大的飞跃往往需要我们直面最强大的力量。

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这本书的封面设计着实吸引人,那种深邃的太空蓝配上未来感的银色字体,立刻让人对“核能”与“太空推进”这两个关键词产生了浓厚的兴趣。我原本以为这是一本偏向硬核工程学的教科书,里面会充斥着各种复杂的反应堆设计图和等离子体物理公式。然而,翻开扉页后,我发现它更像是一部宏大的史诗,讲述了人类如何将地球上最强大的能源形式——核裂变与聚变,巧妙地转化为星际旅行的动力。作者似乎花了大量篇幅去描绘早期的核火箭概念,比如‘猎户座计划’那种粗犷而直接的推力方式,以及随后过渡到更精密的核热火箭和核电推进系统的演变过程。书中对不同推进方式的优劣对比非常深入,不仅仅停留在效率和比冲上,还探讨了政治、安全以及公众接受度层面的挑战。阅读过程中,我能清晰地感受到作者对这个领域的热忱,他似乎想告诉我们,核能不仅仅是地面上的能源,更是冲破地球引力束缚、迈向深空的钥匙。特别是对未来概念的展望部分,例如使用微型化反应堆为火星殖民地提供电力,那种想象力着实令人振奋。

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阅读完毕后,我最大的感受是,这本书成功地打破了“核能=灾难”的刻板印象,将其重新定位为“人类走向宇宙的必需品”。书中对于未来几十年内,核聚变技术如何可能颠覆当前的离子推进格局的预测,尤其具有前瞻性。作者似乎对‘惯性约束聚变’和‘磁约束聚变’在航天领域的潜力进行了细致的沙盘推演,指出各自在功率密度和反应堆体积上的挑战与机遇。这部分内容让我意识到,我们对核聚变的想象,远没有达到工程实践的高度。整本书传递的核心信息是:太空探索的宏伟目标,需要我们敢于驯服并利用自然界中最强大的力量,而这本书就是一部关于如何实现这种驯服的详尽蓝图。它不仅仅是关于‘火箭’,更是关于‘文明的尺度’的思考。

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