核聚变反应需几百万度高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内,通常采用磁约束的方法(托卡马克装置)。如图是磁约束装置的截面示意图,环状匀强磁场围成一个中空区域,中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边界。设环状磁场的内半径R1=0.6m、外半径R2="1.2m" ,磁场的磁感应强度B=0.4T,磁场方向如图。 已知被约束的氦核的荷质比q/m=4.8×107C/kg ,中空区域内的氦核具有各个方向的速度。不计带电粒子的重力。试计算
(1)氦核沿环形截面的半径方向从A点射入磁场,而不能穿出外边界,氦核的最大速度是多少?
(2)所有氦核都不能穿出磁场外边界,氦核的最大速度是多少?