(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?

答案：略
解析：

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中的圓弧所示，其圓心為，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

．


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：物理教研室 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：

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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