未来人类要通过可控热核反应取得能源，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内．约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场
◎ 题目
| 未来人类要通过可控热核反应取得能源，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内．约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料，称为“托卡马克”装置．如图所示为这种装置的简化模型：有环形边界的匀强磁场（b区域）围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束． 设环形磁场的内半径R1=0.50m，外半径R2=1.0m，若磁场的磁感应强度B=1.0T，被约束的离子比荷
（1）完成核反应方程：
（2）若a区域中沿半径0M方向射入磁场的离子不能穿出磁场的外边界，粒子的速度不能超过多大？ （3）若要使从a区域沿任何方向射入磁场的速率为2×107m/s的离子都不能越出磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度B至少要有多大？  |
◎ 答案
 （1）核反应方程中，质量数守恒，核电荷数守恒，所以有：
（2）速度越大，轨迹圆半径越大，要使沿0M方向运动的离子不能穿越磁场，则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大者与磁场外边界圆相切 设轨迹圆的半径为r1，则：
代入数据解得 r1=0.375m 设沿该圆运动的离子速度为v1，qv1B=
即 v1=
代入数据得v1=1.5×107m/s （3）设离子以v2的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场且轨道与磁场外圆相切时，则以该速度沿各个方向射入磁场区的离子都不能穿出磁场边界 （也可用图形表达 1分） 设轨迹圆的半径为r2，则r2=
设磁场的磁感强度为B1，由 B1=
代入数据得 B′=2.0T 答：（1） |
![静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，如图所示，则[]A．α粒子与反冲粒子的动量](http://www.00-edu.com/d/file/2023-04-06/037384b85e1cb2b7f46c9d3cbe68861b.gif)
