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
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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．
答案
（1）
（2）
（3）
解析
(2)当离子的速度沿与内边界圆
相切的方向射人磁场，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．
举一反三
被考石学家称为“碳钟”，它可以用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．①宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成
很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5730年，放出β射线．试写出有关核反应方程．②若测得一古生物遗骸中
俘获一个速度方向与磁场垂直大小为7.7×
m/s的中子后，放出一个
粒子。如果测得
B核俘获了一个速度为向v =7.3×104m/s的中子而发生核反应，生成α粒子与一个新核。测得α粒子的速度为2×104 m/s，方向与反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直。求：⑴写出核反应方程。⑵画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图（磁感线方向垂直于纸面向外）。⑶求α粒子与新核轨道半径之比。⑷求α粒子与新核旋转周期之比。 
+
→
+(X)的括弧中，X代表的粒子是( )
