（1）受控?zé)岷司圩冄芯渴钱?dāng)代重大科學(xué)前沿課題之一．利用氫的同位素氘和氚最容易實現(xiàn)核聚變，但是氚在自然界中幾乎不存在，必須通過中子和鋰（或）的核反應(yīng)來獲得．中子和反應(yīng)生成氚和a 粒子，并放出4.78MeV的能量，試寫出其核反應(yīng)方程式．

　�。�2）受控?zé)岷司圩冄b置中有極高的溫度，因而帶電粒子沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子的運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．現(xiàn)考慮這樣一個實驗裝置：如圖所示，在一個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強磁場，已知氘核的荷質(zhì)比q/m=4.8×107C/kg，圓環(huán)的內(nèi)半徑R1=0.50m，磁感應(yīng)強度B=0.50T，如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁場區(qū)域的半徑方向從A點射入磁場，為了使該粒子不穿出磁場邊界，則圓環(huán)的外半徑R2至少應(yīng)多大？

答案：見詳解
解析：

（1）核反應(yīng)方程式如下：

　　

　　（2）作出氘核在磁場中運動而不穿出外邊界的最大圓軌道如圖22-6中圓弧線所示，其圓心為O′，半徑為r．則由

　　得

　　兩圓心間距離

　　　　

　　所以圓環(huán)區(qū)域的外徑至少為

　　　　 R2=OO′+r=0.707m+0.5m=1.207m


提示：


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：038

（1）受控?zé)岷司圩冄芯渴钱?dāng)代重大科學(xué)前沿課題之一．利用氫的同位素氘和氚最容易實現(xiàn)核聚變，但是氚在自然界中幾乎不存在，必須通過中子和鋰（或）的核反應(yīng)來獲得．中子和反應(yīng)生成氚和a 粒子，并放出4.78MeV的能量，試寫出其核反應(yīng)方程式．

　�。�2）受控?zé)岷司圩冄b置中有極高的溫度，因而帶電粒子沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子的運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．現(xiàn)考慮這樣一個實驗裝置：如圖所示，在一個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強磁場，已知氘核的荷質(zhì)比q/m=4.8×107C/kg，圓環(huán)的內(nèi)半徑R1=0.50m，磁感應(yīng)強度B=0.50T，如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁場區(qū)域的半徑方向從A點射入磁場，為了使該粒子不穿出磁場邊界，則圓環(huán)的外半徑R2至少應(yīng)多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：038

(1)受控?zé)岷司圩冄芯渴钱?dāng)代重大科學(xué)前沿課題之一．利用氫的同位素氘和氚最容易實現(xiàn)核聚變，但是氚在自然界中幾乎不存在，必須通過中子和鋰(或)的核反應(yīng)來獲得，中子和反應(yīng)生成氘和α粒子，并放出4.78MeV的能量，試寫出其核反應(yīng)方程式．

(2)受控?zé)岷司圩冄b置中有極高的溫度，因而帶電粒子沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子的運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．現(xiàn)考慮這樣一個實驗裝置：如圖所示，在一個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強磁場，已知氘核的荷質(zhì)比，圓環(huán)的內(nèi)半徑，磁感應(yīng)強度B=0.50T，如果氘核以速度沿磁場區(qū)域的半徑方向從A點射入磁場，為了使該粒子不穿出磁場邊界，則圓環(huán)的外半徑至少應(yīng)多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

受控?zé)岷司圩円迅叨燃儍舻碾�、氚混合材料加熱�?億度以上，即達(dá)到所謂熱核溫度．在這樣的超高溫度下，氘、氚混合氣體已完全電離，成為氘、氚原子核和自由電子混合而成的等離子體．從常溫下處于分子狀態(tài)的氘、氚材料開始，一直到上述熱核溫度的整個加熱過程中，必須把這個尺寸有限的等離子體約束起來，使組成等離子體的原子核在發(fā)生足夠多的聚變反應(yīng)之前不至于失散，可一般的容器無法使用，因為任何材料的容器壁都不可能承受這樣的高溫．而磁約束是目前的重點研究方案，利用磁場可以約束帶電粒子這一特性，構(gòu)造一個特殊的磁容器建成聚變反應(yīng)堆．圖8-2-10所示是一種簡化示意圖，有一個環(huán)形勻強磁場區(qū)域的截面內(nèi)半徑R1＝ m，外半徑R2＝3 m，磁感應(yīng)強度B＝0.5 T，被約束的粒子的比荷＝4.0×107 C/kg，不計粒子重力和粒子間相互作用．

(1)若帶電粒子從中間區(qū)域沿半徑方向射入磁場，則粒子不能穿越磁場外邊界的最大速率vm是多少？

(2)若帶電粒子以(1)問中最大速率vm從圓心O出發(fā)沿圓環(huán)半徑方向射入磁場，請在圖中畫出其運動軌跡，并求出粒子從出發(fā)到第一次回到出發(fā)點所用的時間．

圖8-2-10

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）（4分）受控?zé)岷司圩冄芯渴钱?dāng)代重大科學(xué)前沿課題 之 一。利用氫的同位素氘和氚最容易實現(xiàn)核聚變，但是氚在自然界中幾乎不存在，必須通過中子和鋰（或）的核反應(yīng)來獲得。中子和反應(yīng)生成氚和α粒子，并放出4.78MeV的能量，試寫出其核反應(yīng)方程式。
（2）（12分）受控?zé)岷司圩冄b置中有極高的溫度，因而帶電粒子沒有通常意義上的“容器”可裝，而由磁場約束帶 電粒子的運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)考慮這樣一個實驗裝置：如圖所示，在一個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強磁場，已知氘核的荷質(zhì)比q/m=4.8×107C/kg，圓環(huán)的內(nèi)半徑R1=0.50m，磁感應(yīng)強度B=0.50T。如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁場區(qū)域的半徑方向從A點射入磁場，為了使該粒子不穿出磁場邊界，則圓環(huán)的外半徑R2至少應(yīng)多大？

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