回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。
(1)当令医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”,它医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产牛另一粒子,试写出核反应方程。若碳11的半衰期
为
,经
剩余碳11的质量占原来的百分之几?(结果取两位有效数字)
(2)回旋加速器的原理如图.
和
是两个1中空半经为R的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为
的交流电源上,位于
圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计).它们在两盒之间被电场加速,
、
置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P.求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、
的关系式(忽略质子在电场中的运动时间,其最大速度远小于光速)。
(3)推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨道半径
的增大,同一盒中相邻轨道的半径之差
是增大、减小还是不变?