等离子体物理学是研究等离子体的形成和演化规律、及其与其他物质相互作用的学科，属物理学分支学科。同其他物理学分支学科相比，等离子体物理学的发展在很大程度上是由目标驱动的，特别是磁约束等离子体物理更是如此，它更多的是由人类开发和利用磁约束核聚变能源的探索研究直接推动而得以迅速发展的。
王龙老师是我国杰出的等离子体实验物理学家，1967年自北京大学物理系研究生毕业后，就一直从事等离子体物理特别是磁约束等离子体物理领域的科学研究，并在该领域作出过重要贡献。他曾作为主要的建设者之一，参与完成我国第一台托卡马克CT-6磁约束聚变实验装置的建设。在他的主持下， CT-6托卡马克在近30年的实验研究中，产出了一系列原创性成果，并因此培养出一大批磁约束等离子体物理方面的专业人才。他还一直致力于推动我国磁约束核聚变科学研究的发展。作为世界上首个全超导托卡马克装置“东方超环”（EAST）的科技委成员，他长期关心、支持EAST装置的技术发展、科研进展和人才培养，并为之筹谋、建言献策；作为国家磁约束核聚变能研发专项的资深专家，他几乎参加了每一个重要项目的立项、评审和验收。他和俞昌旋院士是公认的评审要求最严格的专家，从不放过任何瑕疵。他严谨治学、精益求精的作风不但值得我们学习，也为从事磁约束聚变研究的后来者树立了榜样。
王龙老师不仅长期工作在磁约束聚变科研一线，而且也热心于等离子体实验物理专门人才的培养。他先后在华中科技大学、北京大学、四川大学、中国科学技术大学、核工业西南物理研究院和中国科学院等离子体物理研究所等单位开课讲学，传授等离子体物理实验的经验和知识，积极为我国培养下一代等离子体实验物理人才。他所讲授的课程实验内容丰富、物理图像清晰且易于实践，深受大家喜爱，也因此获得了学生们的好评和尊敬。
我本人在读研究生时就听过王龙老师讲课，也算是王龙老师的学生。后来，有幸与他一起在磁约束聚变研究领域共事，对他的科学造诣、丰厚学养、治学精神愈发了解，也由此愈发敬佩。近期听闻王龙老师要在研究生授课讲义的基础上编撰《磁约束等离子体实验物理》一书，我感到十分高兴。长期以来，我国磁约束等离子体物理方面的教学一直缺乏实验物理相关教材，使得我国等离子体物理专业的本科和研究生教育受到一定程度的影响。由王龙老师主笔撰写这一类教材，对当下等离子体物理的学科发展、人才培养无疑是大有裨益的，也必将对我国等离子体物理特别是磁约束等离子体实验物理的发展产生积极而深远的影响。
在过去的十年中，我国磁约束聚变的发展迅速，特别是随着我国参加ITER计划，国内磁约束聚变在理论与数值模拟、物理实验、聚变工程以及人才培养方面都取得了长足的进步。EAST装置在稳态高性能等离子体物理、HL-2A在边缘等离子体物理研究等方面都取得很多原创性的成果。ITER建设进展顺利，我国自己的中国聚变工程实验堆开始工程设计，在不远的将来即将开始燃烧等离子体物理的实验研究。从现在起更加全面系统的培养未来高水平的实验物理人才迫在眉睫，高水平的教材至关重要。
《磁约束等离子体实验物理》一书由王龙老师对他长期从事磁约束等离子体实验物理研究和教学进行总结和精炼而成。全书共10章。1—6章是磁约束等离子体物理基础知识，系统阐述以托卡马克为主的磁约束聚变实验装置的原理、基础过程和实验进展等；7—10章主要讲述部分磁约束聚变实验装置的重要研究领域和方向，包括宏观磁流体稳定性和微观湍流输运、辅助加热和电流驱动以及等离子体与壁的相互作用等。以大量研究材料和实践案例客观展现该领域的进展和各种前沿探索，结构清晰、内容全面，深入浅出、实用性强，具有很强的可读性和参考价值。
作为一个已先期看过此书的读者，我乐于向大家推荐这本理论联系实际的“实战参考书”。它不仅可以作为高等院校相关的教学用书，也适用于从事磁约束等离子体实验物理的研究人员作为参考。衷心希望读者能够通过这本书掌握磁约束等离子体物理相关的基本知识和研究方法，同时又能融会贯通前辈们的思想精华和实践经验，在科学研究中收获自己的累累硕果。
李建刚
2017年10月
本文摘编自王龙著《磁约束等离子体实验物理》一书“序言”部分，标题为编者所加。
磁约束等离子体实验物理
王龙 著
北京：科学出版社, 2018.2
ISBN 978-7-03-056574-7
责任编辑: 钱 俊
《磁约束等离子体实验物理》介绍以实现受控核聚变为目的的环形等离子体装置的基本原理和研究方法，也适用于一般的磁约束等离子体装置。内容包括聚变研究概观、磁约束聚变装置的类型、主要工程问题、等离子体诊断方法及数据处理、环形等离子体的基本物理性质、宏观不稳定性、微观不稳定性及输运、辅助加热及边界区物理。着重基本概念的陈述、物理意义的阐发和实验方法的探讨，并介绍一些前沿领域的热点问题和研究现状。本书适合作为相关专业本科或研究生阶段的教材，也可供这一研究领域的人员特别是从事实验研究的人员学习入门知识时使用，还可供对这一很快发展的领域有兴趣的人士参阅。
目
录
序言
前言
第1章 引言
1.1 能源需求
1.2 热核聚变反应
1.3 实现聚变反应的条件
1.4 带电粒子在磁场中的运动
1.5 磁约束聚变和惯性约束聚变
1.6 磁约束聚变研究的历史
第2章 磁约束聚变装置的类型
2.1 磁约束聚变装置的分类
2.2 托卡马克
2.3 球形环
2.4 仿星器
2.5 磁镜
2.6 箍缩类装置
2.7 紧凑环
2.8 内环装置
2.9 原理性实验装置
2.10 中小型装置的作用
第3章 磁约束聚变工程
3.1 环向磁体
3.2 极向场系统
3.3 磁体和电源
3.4 被动导体
3.5 真空室
3.6 排灰
3.7 加料
3.8 射频系统
3.9 中性粒子束注入
3.10 击穿和预电离
第4章 环形等离子体的基本物理性质
4.1 等离子体平衡
4.2 环形等离子体位形
4.3 粒子在环形装置中的运动
4.4 Grad-Shafranov 方程
4.5 真空磁场和平衡性质
4.6 等离子体电路
4.7 Pfirsch-Schlüter电流
第5章 等离子体诊断
5.1 概述
5.2 磁测量
5.3 静电探针
5.4 等离子体的辐射探测
5.5 折射和反射测量
5.6 电磁波散射测量
5.7 粒子测量
第6章 诊断的数据处理
6.1 图像重建
6.2 模式分析
6.3 涨落的功率谱测量
6.4 湍流信号的非线性性质分析
6.5 非线性物理的研究方法
第7章 磁流体不稳定性
7.1 概论
7.2 理想磁流体不稳定性
7.3 非理想磁流体不稳定性
7.4 边缘区的不稳定性
7.5 高能粒子产生的不稳定性
7.6 密度极限和先进模式
7.7 破裂及有关现象
第8章 输运和约束
8.1 一般实验研究
8.2 输运系数模型和实验定标律
8.3 改善约束模
8.4 微观不稳定性
8.5 雷诺协强和L-H 模转换
8.6 带状流
8.7 轮廓刚性和大尺度结构
8.8 粒子输运和矩输运
第9章 辅助加热和非感应电流驱动
9.1 引言
9.2 中性粒子束注入
9.3 冷等离子体波
9.4 射频加热和电流驱动
9.5 电子回旋波
9.6 离子回旋波段的加热
9.7 低杂波电流驱动
9.8 阿尔文波加热
9.9 非感应电流启动
第10章 边界区物理
10.1 删削层
10.2 偏滤器
10.3 等离子体和壁相互作用
10.4 原子分子过程
中英文名词索引
实验装置索引
彩图
（本文编辑：王芳）
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