核裂变，是指由重的原子，例如铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹和核电站的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，加热后铀原子放出2到4个中子，中子再去撞击其它原子，从而形成链式反应而自发裂变。核裂变现在技术成熟，只是核裂变产生的核废料不好处理，存在泄露风险，而且需要的矿物质资源有限。

核聚变与核裂变相反，聚变就是2个或几个较轻的原子，主要是指氘或氚，在特定的条件下（如超高温和高压）,聚合成1个或者几个较重的原子，这个过程要是放出大量的能量。如太阳能发光发热是核聚变能量。核聚变需要的氘或氚，在海水中含量巨大，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。此外它不会产生污染环境的放射性物质。

要实现核聚变反应，需要外部能量来克服原子核之间的静电排斥力。核聚变需要三个条件：高温度、高密度、封闭约束。以大自然核聚变反应太阳来说，巨大的质量使其内部形成达2000亿个大气压的超高压力，再加上1500万度的温度，就可以把氢原子聚变成氦原子。由于这个超高压条件我们地球实验无法达到，就只能把温度提高到上亿度才行。

这种高温度没哪种固体物质能够承受，任何材料不能直接接触。现在研究可控核聚变主要有两种方式：一是惯性约束核聚变，另一种是磁约束核聚变。惯性约束的基本思想是：利用激光或离子束作驱动源，脉冲式地提供高强度能量，均匀地作用于装填氖氖(DT)燃料的微型球状靶丸外壳表面，形成高温高压等离子体，利用反冲压力，使靶的外壳极快地向心运动，压缩氖氖主燃料层到每立方厘米的几百克质量的极高密度，并使局部氖氖区域形成高温高密度热斑，达到点火条件，驱动脉冲宽度为纳秒级，在高温高密度热核燃料来不及飞散之前，进行充分热核燃烧，放出大量聚变能。磁约束核聚变是用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出热量。

• 国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，这是国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。该成果在未来聚变堆研究中具有里程碑意义，标志着我国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列。“EAST”部分装置的简化模型：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半径分别为r1和r2的两个同心圆之间的环形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应，环形区域存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核聚变材料只有氕核（ ）的质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足 ，只研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响。

  1. ）时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应方程；

  2. （2） 核聚变材料氕核（ ，为了约束从反应区沿不同方向射入约束区的核子，求环形磁场区域所加磁场磁感应强度B满足的条件；

  3. （3） 若环形磁场区域内磁场的磁感应强度为B0，氕核（ ）从圆心O点沿半径方向以某一速度射入约束区，恰好经过约束区的外边界，求氕核（