Question

如圖所示為EAST部分裝置的簡化模型：垂直紙面的有環形邊界的勻強磁場b區域，圍著磁感應強度為零的圓形a區域,a區域內的離子向各個方向運動。離子的速度只要不超過某值，就不能穿過環形磁場的外邊界而逃逸，從而被約束．設離子質量為m，電荷量為q，環形磁場的內半徑為 ，外半徑 ．
(1)將下列核反應方程補充完整，指出哪個屬于核聚變方程．并求出聚變過程中釋放的核能  ．已知  的質量為， 的質量為。粒子的質量為
的質量為 質子質量為 ，電子質量為，光速為c

(2)若要使從a區域沿任何方向，速率為v 的離子射入磁場時都不能越出磁場的
外邊界，則b區域磁場的磁感應強度至少為多大?
(3)若b區域內磁場的磁感應強度為B．離子從a區域中心o點沿半徑OM方向
以某一速度射入b區域，恰好不越出磁場的外邊界．請畫出在該情況下離子在
a b區域內運動一個周期的軌跡，并求出周期．

Answer 1

（1）
（2）
（3）

（1）屬于聚變方程


(2)當離子的速度沿與內邊界圓
相切的方向射人磁場，且軌道
與磁場外圓相切時所需磁場的
磁感應強度B，即為要求的值．