Question

【题目】如图为“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”的简化模型：把核材料约束在半径为r2的圆形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应，环形区域(约束区)存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核聚变材料只有氕核()和氘核()，已知氕核()的质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足r2＝(＋1)r1，只研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用、中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响。设核聚变材料氕核()和氘核()具有相同的动能Ek，则以下说法正确的是（　　）

A.氕核()和氘核()的比荷之比为1：2

B.氕核()和氘核()分别在环形区域做匀速圆周运动的半径之比为1：

C.为了约束从反应区沿不同方向射入约束区的核子，则环形磁场区域所加磁场磁感应强度B满足的条件为B>

D.若约束区的磁感应强度为B0，氕核()从圆心O点沿半径方向以某一速度射入约束区，恰好经过约束区的外边界，则氘核()再次回到反应区所用时间t＝

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

A．氕核()和氘核()的比荷之比为

故A错误；

B．根据

得

则半径之比为

故B正确；

C．如图1所示，当离子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所需磁场的磁感应强度B，即为要求的值，设轨迹圆的半径为R1，由几何关系得

根据

解得

故C正确；

D．如图2所示，由几何关系得

解得

离子在b区域中做匀速圆周运动的周期，离子在b区域中一次运动的时间

联立解得

故D正确。

故选BCD。