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能源危機(jī)是一個(gè)全球性的共同問(wèn)題，科學(xué)家們正在積極探索核能的開(kāi)發(fā)與和平利用，其中可控?zé)岷朔磻?yīng)向人類展示了誘人的前景．熱核反應(yīng)比相同數(shù)量的核子發(fā)生裂變反應(yīng)釋放  的能量要大好幾倍，同時(shí)所造成的污染也要輕得多，而且可用于熱核反應(yīng)的氘（

2 1

H）在海水中的總含量非常豐富，所以一旦可控?zé)岷朔磻?yīng)能夠達(dá)到實(shí)用，便可解決人類所面臨的能源危機(jī)問(wèn)題．
（1）熱核反應(yīng)中的一種反應(yīng)是1個(gè)氘核和1個(gè)氚核（

3 1

H）聚變?yōu)橐粋�(gè)氦核（

4 2

H），請(qǐng)完成這個(gè)核反應(yīng)方程式：

2 1

H+

3 1

H→

4 2

H+

.

+能量．
（2）若氘核的質(zhì)量為2.0141u，氚核的質(zhì)量為3.0161u，中子的質(zhì)量為1.0087u，氦核的質(zhì)量為4.0026u．其中u是原子質(zhì)量單位，已知1u相當(dāng)于931MeV的能量，則上述核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量為MeV．（保留3位有效數(shù)字）

（2008?東莞模擬）未來(lái)人類要通過(guò)可控?zé)岷朔磻?yīng)取得能源，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)必須把溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種，其中技術(shù)上相對(duì)成熟的是用磁場(chǎng)約束，稱為“托卡馬克”裝置，如圖為這種裝置的模型圖：垂直紙面的有環(huán)形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（b區(qū)域）圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，離子的速度只要不超過(guò)某值，就不能穿過(guò)環(huán)形磁場(chǎng)的外邊界而逃逸，從而被約束，設(shè)環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑R₁=0.5m，外半徑R₂=1.0m，若磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B₀=1.0T，被約束的離子比荷q/m=4.0×10⁷C/kg．（1）若a區(qū)域中沿半徑OM方向射入磁場(chǎng)的離子不能穿過(guò)磁場(chǎng)，粒子的速度不能超過(guò)多大？（2）若要使從a區(qū)域沿任何方向射入磁場(chǎng)的速率為2.0×10⁷m/s的離子都不能越出磁場(chǎng)的外邊界，則b區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少要有多大？

（2006?廣州一模）未來(lái)人類要通過(guò)可控?zé)岷朔磻?yīng)取得能源，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬(wàn)攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)．約束的辦法有多種，其中技術(shù)上相對(duì)較成熟的是用磁場(chǎng)約束核材料，稱為“托卡馬克”裝置．如圖所示為這種裝置的簡(jiǎn)化模型：有環(huán)形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（b區(qū)域）圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，離子的速度只要不超過(guò)某值，就不能穿過(guò)環(huán)形磁場(chǎng)的外邊界而逃逸，從而被約束．
設(shè)環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑R₁=0.50m，外半徑R₂=1.0m，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，被約束的離子比荷

q

m

=4.0×10⁷C/kg．
（1）完成核反應(yīng)方程：

3 2

He+

2 1

H→

4 2

He+．
（2）若a區(qū)域中沿半徑0M方向射入磁場(chǎng)的離子不能穿出磁場(chǎng)的外邊界，粒子的速度不能超過(guò)多大？
（3）若要使從a區(qū)域沿任何方向射入磁場(chǎng)的速率為2×10⁷m/s的離子都不能越出磁場(chǎng)的外邊界，則b區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少要有多大？