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    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．

    （1）

    （2）

    （3）


    解析:

    （1）属于聚变方程

    (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．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：2011届福建高考物理60天冲刺训练17：光学、原子物理综合测试 题型：038

    2007年3月1日，国家重大科学工程项目“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1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R1，外半径R2＝(1＋)R1

    (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E0．(已知的质量为m2，H质量为m3，α粒子的质量为mα，n的质量为mn，质子质量为mP，电子质量为me，光速为C．)

    A．(　　)

    B．(　　)

    C．(　　)

    D．(　　)

    (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，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．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （17分）2007年3月1日，国家重大科学工程项目“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1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R1，  外半径R2 =（1+）R1。

    （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E0。已知H的质量为m2，H的质量为m3，α粒子的质量为mα，的质量为mn，质子质量为mP，电子质量为me，光速为c。

    A．（    ）            B．(    )

    C．(    )               D．(    )

    （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B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，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T。

       

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    据新华网2007年3月1日报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”，图1)顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收.下列核反应方程中属于“人造太阳”的核反应方程的是(    )

    图1

    A.                 B.

    C.           D.

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