2007年3月1日,國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”在合肥順利通過(guò)了國(guó)家發(fā)改委組織的國(guó)家竣工驗(yàn)收.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,EAST可為未來(lái)的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆,屆時(shí)從1升海水中提取氫的同位素氘,在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng),釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量,這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽(yáng),可以得到無(wú)窮盡的清潔能源.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,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.如圖所示為EAST部分裝置的簡(jiǎn)化模型: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)離子質(zhì)量為m,電荷量為q,環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為R1,外半徑R2=(1+)R1
(1)將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整,指出哪個(gè)屬于核聚變方程.并求出聚變過(guò)程中釋放的核能E0.(已知的質(zhì)量為m2,H質(zhì)量為m3,α粒子的質(zhì)量為mα,n的質(zhì)量為mn,質(zhì)子質(zhì)量為mP,電子質(zhì)量為me,光速為C.)
A.( )
B.( )
C.( )
D.( )
(2)若要使從a區(qū)域沿任何方向,速率為v的離子射入磁場(chǎng)時(shí)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)度至少為多大?
(3)若b區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,離子從a區(qū)域中心O點(diǎn)沿半徑OM方向以某一速度射入b區(qū),恰好不越出磁場(chǎng)的外邊界.請(qǐng)畫(huà)出在該情況下離子在a、b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡,并求出周期.
(1)A屬于聚變方程 2 He E=[m2+m3-(mα+mn)]C2 (2)如圖所示,當(dāng)離子的速度沿與內(nèi)邊界圓相切的方向射入磁場(chǎng),且軌道與磁場(chǎng)外圓相切時(shí)所需磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1,即為要求的值.設(shè)軌跡圓的半徑為r1,
(3)如圖所示,要使沿OM方向運(yùn)動(dòng)的離子不能穿越磁場(chǎng),則其在環(huán)形磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡圓中最大值與磁場(chǎng)外邊界圓相切.設(shè)這時(shí)軌跡圓的半徑為r2,速度為v2,則:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
(17分)2007年3月1日,國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”在合肥順利通過(guò)了國(guó)家發(fā)改委組織的國(guó)家竣工驗(yàn)收。作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,EAST可為未來(lái)的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆,屆時(shí)從1升海水中提取氫的同位素氘,在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng),釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量,這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽(yáng),可以得到無(wú)窮盡的清潔能源。作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,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。如圖所示為EAST部分裝置的簡(jiǎn)化模型: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)離子質(zhì)量為m,電荷量為q,環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為R1, 外半徑R2 =(1+)R1。
(1)將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整,指出哪個(gè)屬于核聚變方程。并求出聚變過(guò)程中釋放的核能E0。已知H的質(zhì)量為m2,H的質(zhì)量為m3,α粒子的質(zhì)量為mα,的質(zhì)量為mn,質(zhì)子質(zhì)量為mP,電子質(zhì)量為me,光速為c。
A.( ) B.( )
C.( ) D.( )
(2)若要使從a區(qū)域沿任何方向,速率為v的離子射入磁場(chǎng)時(shí)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至少為多大?
(3)若b區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,離子從a區(qū)域中心O點(diǎn)沿半徑OM方向以某一速度射入b區(qū),恰好不越出磁場(chǎng)的外邊界。請(qǐng)畫(huà)出在該情況下離子在a、b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡,并求出周期T。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
2007年3月1日,國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)引"EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置"在合肥順利通過(guò)了國(guó)家發(fā)改委組織的國(guó)家竣工驗(yàn)收.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,EAST可為未來(lái)的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索,其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆,屆時(shí)從l升海水中提取氫的同位素氘。在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng),釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量.這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽(yáng)。可以得到無(wú)窮盡的清潔能源.作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,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.
如圖所示為EAST部分裝置的簡(jiǎn)化模型: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)離子質(zhì)量為m,電荷量為q,環(huán)形磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為 ,外半徑 .
(1)將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整,指出哪個(gè)屬于核聚變方程.并求出聚變過(guò)程中釋放的核能 .已知 的質(zhì)量為, 的質(zhì)量為。粒子的質(zhì)量為
的質(zhì)量為 質(zhì)子質(zhì)量為 ,電子質(zhì)量為,光速為c
(2)若要使從a區(qū)域沿任何方向,速率為v 的離子射入磁場(chǎng)時(shí)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)度至少為多大?
(3)若b區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.離子從a區(qū)域中心o點(diǎn)沿半徑OM方向
以某一速度射入b區(qū)域,恰好不越出磁場(chǎng)的外邊界.請(qǐng)畫(huà)出在該情況下離子在
a b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡,并求出周期.
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圖1
A. B.
C. D.
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