2007年3月1日,国家重大科学工程项引"EAST超导托卡马克核聚变实验装置"在合肥顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收.作为核聚变研究的实验设备,EAST可为未来的聚变反应堆进行较深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一个核聚变反应堆,届时从l升海水中提取氢的同位素氘。在这里和氚发生完全的核聚变反应,释放可利用能量相当于燃烧300公升汽油所获得的能量.这就相当于人类为自己制造了一个小太阳。可以得到无穷尽的清洁能源.作为核聚变研究的实验设备,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.

    如图所示为EAST部分装置的简化模型:垂直纸面的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.设离子质量为m,电荷量为q,环形磁场的内半径为  ,外半径  .

(1)将下列核反应方程补充完整,指出哪个属于核聚变方程.并求出聚变过程中释放的核能  .已知  的质量为,  的质量为粒子的质量为

    的质量为  质子质量为  ,电子质量为,光速为c

   

(2)若要使从a区域沿任何方向,速率为v 的离子射入磁场时都不能越出磁场的

  外边界,则b区域磁场的磁感应强度至少为多大?

(3)若b区域内磁场的磁感应强度为B.离子从a区域中心o点沿半径OM方向

    以某一速度射入b区域,恰好不越出磁场的外边界.请画出在该情况下离子在

a b区域内运动一个周期的轨迹,并求出周期.

 0  37297  37305  37311  37315  37321  37323  37327  37333  37335  37341  37347  37351  37353  37357  37363  37365  37371  37375  37377  37381  37383  37387  37389  37391  37392  37393  37395  37396  37397  37399  37401  37405  37407  37411  37413  37417  37423  37425  37431  37435  37437  37441  37447  37453  37455  37461  37465  37467  37473  37477  37483  37491  176998 

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