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    （1）受控热核聚变研究是当代重大科学前沿课题之一．利用氢的同位素氘和氚最容易实现核聚变，但是氚在自然界中几乎不存在，必须通过中子和锂（或）的核反应来获得．中子和反应生成氚和a 粒子，并放出4.78MeV的能量，试写出其核反应方程式．

    　　（2）受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子的运动使之束缚在某个区域内．现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比q/m=4.8×107C/kg，圆环的内半径R1=0.50m，磁感应强度B=0.50T，如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁场区域的半径方向从A点射入磁场，为了使该粒子不穿出磁场边界，则圆环的外半径R2至少应多大？

    答案：见详解
    解析：

    （1）核反应方程式如下：

    　　

    　　（2）作出氘核在磁场中运动而不穿出外边界的最大圆轨道如图22-6中圆弧线所示，其圆心为O′，半径为r．则由

    　　得

    　　两圆心间距离

    　　　　

    　　所以圆环区域的外径至少为

    　　　　 R2=OO′+r=0.707m+0.5m=1.207m


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    科目：高中物理 来源：物理教研室 题型：038

    （1）受控热核聚变研究是当代重大科学前沿课题之一．利用氢的同位素氘和氚最容易实现核聚变，但是氚在自然界中几乎不存在，必须通过中子和锂（或）的核反应来获得．中子和反应生成氚和a 粒子，并放出4.78MeV的能量，试写出其核反应方程式．

    　　（2）受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子的运动使之束缚在某个区域内．现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比q/m=4.8×107C/kg，圆环的内半径R1=0.50m，磁感应强度B=0.50T，如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁场区域的半径方向从A点射入磁场，为了使该粒子不穿出磁场边界，则圆环的外半径R2至少应多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：038

    (1)受控热核聚变研究是当代重大科学前沿课题之一．利用氢的同位素氘和氚最容易实现核聚变，但是氚在自然界中几乎不存在，必须通过中子和锂(或)的核反应来获得，中子和反应生成氘和α粒子，并放出4.78MeV的能量，试写出其核反应方程式．

    (2)受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子的运动使之束缚在某个区域内．现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比，圆环的内半径，磁感应强度B=0.50T，如果氘核以速度沿磁场区域的半径方向从A点射入磁场，为了使该粒子不穿出磁场边界，则圆环的外半径至少应多大?

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    受控热核聚变要把高度纯净的氘、氚混合材料加热到1亿度以上，即达到所谓热核温度．在这样的超高温度下，氘、氚混合气体已完全电离，成为氘、氚原子核和自由电子混合而成的等离子体．从常温下处于分子状态的氘、氚材料开始，一直到上述热核温度的整个加热过程中，必须把这个尺寸有限的等离子体约束起来，使组成等离子体的原子核在发生足够多的聚变反应之前不至于失散，可一般的容器无法使用，因为任何材料的容器壁都不可能承受这样的高温．而磁约束是目前的重点研究方案，利用磁场可以约束带电粒子这一特性，构造一个特殊的磁容器建成聚变反应堆．图8-2-10所示是一种简化示意图，有一个环形匀强磁场区域的截面内半径R1＝ m，外半径R2＝3 m，磁感应强度B＝0.5 T，被约束的粒子的比荷＝4.0×107 C/kg，不计粒子重力和粒子间相互作用．

    (1)若带电粒子从中间区域沿半径方向射入磁场，则粒子不能穿越磁场外边界的最大速率vm是多少？

    (2)若带电粒子以(1)问中最大速率vm从圆心O出发沿圆环半径方向射入磁场，请在图中画出其运动轨迹，并求出粒子从出发到第一次回到出发点所用的时间．

    图8-2-10

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）（4分）受控热核聚变研究是当代重大科学前沿课题 之 一。利用氢的同位素氘和氚最容易实现核聚变，但是氚在自然界中几乎不存在，必须通过中子和锂（或）的核反应来获得。中子和反应生成氚和α粒子，并放出4.78MeV的能量，试写出其核反应方程式。
    （2）（12分）受控热核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的“容器”可装，而由磁场约束带 电粒子的运动使之束缚在某个区域内，现考虑这样一个实验装置：如图所示，在一个环状区域内有垂直于截面向里的匀强磁场，已知氘核的荷质比q/m=4.8×107C/kg，圆环的内半径R1=0.50m，磁感应强度B=0.50T。如果氘核以速度v=1.2×107m/s沿磁场区域的半径方向从A点射入磁场，为了使该粒子不穿出磁场边界，则圆环的外半径R2至少应多大？

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