受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒(méi)有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場(chǎng)約束帶電粒子運(yùn)動(dòng)使之束縛在某個(gè)區(qū)域內(nèi)．現(xiàn)按下面的簡(jiǎn)化條件來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題：如圖所示的是一個(gè)截面為內(nèi)徑R
1=0.6m、外徑R
2=1.2m的環(huán)狀區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知氦核的荷質(zhì)比
=4.8×107c/hg，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，不計(jì)帶電粒子重力．
（1）把氫核聚變反應(yīng)簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核（
H）聚變成氦核（
He），同時(shí)放出2個(gè)正電子（
e）和2個(gè)中微子（v
0），請(qǐng)寫(xiě)出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并給出一次核反應(yīng)所釋放能量的表達(dá)式．（氫核、氦核及電子的質(zhì)量分別為m
p、m
α、m
e，光速為c）
（2）實(shí)踐證明，氦核在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)速度v的大小與它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r有關(guān)，試導(dǎo)出v與r的關(guān)系式；
（3）若氦核沿磁場(chǎng)區(qū)域的半徑方向平行于截面從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，畫(huà)出氦核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而不穿出外邊界的最大圓軌道示意圖；
（4）若氦核在平行于截面從A點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)都不能穿出磁場(chǎng)外邊界，求氦核的最大速度．
如圖所示，在半徑為2a和a的同心圓圍成的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（初速度為零，不考慮重力）經(jīng)加速電場(chǎng)加速后從A點(diǎn)沿半徑且垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)，要使粒子不進(jìn)入中心無(wú)磁場(chǎng)的圓形區(qū)域，試求：
，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，不計(jì)帶電粒子重力．
H）聚變成氦核（
），同時(shí)放出2個(gè)正電子（
）和2個(gè)中微子（v），請(qǐng)寫(xiě)出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并給出一次核反應(yīng)所釋放能量的表達(dá)式．（氫核、氦核及電子的質(zhì)量分別為mp、mα、me，光速為c）