本書分上中下三篇，共10章。本書第1章對核能發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問題、行波堆的原理以及行波堆的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并闡述了行波堆在解決現(xiàn)有核能問題所具有的先天優(yōu)勢，及行波堆技術(shù)的可行性。第2~4章介紹了軸向行波堆的理論研究、數(shù)值模擬以及軸向行波堆策略的應(yīng)用。通過建立基本數(shù)學(xué)物理模型，研究了增殖-燃燒波的穩(wěn)態(tài)特性，并基于球床堆研究了軸向倒料策略的增殖-燃燒波特性。通過建立輸運(yùn)-燃耗耦合模型，研究了鈉冷行波堆的啟動特性，軸向倒料堆芯的物理特性，以及堆芯物理特性隨倒料周期的變化規(guī)律。結(jié)合第四代堆研究成果，介紹了軸向行波堆策略在鈉冷快堆、超臨界水冷快堆、高溫氣冷堆以及鉛鉍快堆上的應(yīng)用，從基礎(chǔ)理論層面揭示了軸向行波堆的物理本質(zhì)，并全面展示了其應(yīng)用前景。第5~8章介紹了徑向行波堆理論研究、數(shù)值模擬、行波堆優(yōu)化以及基于徑向行波堆的MA嬗變特性研究，展現(xiàn)了徑向行波堆的物理本質(zhì)和工程可實(shí)現(xiàn)性，同時(shí)展示了基于行波堆技術(shù)的核燃料循環(huán)的先進(jìn)性。通過建立基本數(shù)學(xué)物理模型，研究了由外向內(nèi)和由內(nèi)向外的徑向增殖-燃燒波，并對上述倒料方式的堆芯特性進(jìn)行了對比分析。介紹了徑向步進(jìn)式倒料策略，并對其進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過材料的優(yōu)化選擇、設(shè)定堆芯設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、優(yōu)化燃料組件參數(shù)，從倒料方式和倒料周期兩方面對徑向倒料行波堆進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了堆芯平衡態(tài)物理特性以及堆芯物理特性隨倒料周期的變化。基于優(yōu)化設(shè)計(jì)的徑向倒料行波堆，在均勻裝載的方式下研究了行波堆的MA嬗變特性，包括不同MA質(zhì)量份額下的嬗變效率以及MA對堆芯物理特性和安全參數(shù)的影響規(guī)律。第9章和第10章介紹了行波堆堆芯穩(wěn)態(tài)熱工水力特性分析和不同行波堆系統(tǒng)的安全分析，揭示了行波堆高功率峰因子下的堆芯熱工水力特性和系統(tǒng)安全特性。 本書的工作先后得到國家自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目（11125522）、國家自然科學(xué)基金“先進(jìn)核裂變能的燃料增殖與嬗變”重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目（91126009）、國家自然科學(xué)基青年科學(xué)基金項(xiàng)目（11105103）、教育部長江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃（IRT1280）、中國核動力研究設(shè)計(jì)院、中國原子能科學(xué)研究院、上海核工程研究設(shè)計(jì)院等的支持。