提前🉺🌖说明:本章涉及到的🇠🙺🏛相关知识,大部分来自于中国工程物理研究院官网、对外公开资料。

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    李察阅读,目光在书页上移动。

    “铀235提纯的⛣第一种方法,是电磁🍀🅀🃟分离法,利用质谱仪的原理进行同🊘位素分离。

    其中质谱仪是实验室用来分析带电粒子质量的一种仪器,能够让质量不同而带电量相同的🐪🂧👇粒子,进入磁场发生偏转的半径不同,从而分离。

    详细解释的话,那就是粒子以速度v🞨进入磁场(假设朝上),带正电荷粒子运动所产生的磁场磁⚹🖗💲力线沿运动方向的左边朝上、右边朝下。因而运动带电粒子左边的磁场被加强,右边的磁场被减弱,形成一个磁场梯度,产生一个从左向右推的磁压力。

    这个力与速度🝃🈟⛎方向垂直,虽然不能改变运动带电粒子速度值的大小,但是却能改变粒子运动的方向,形成一个向心力。

    又因为磁场是均匀的,对运动带电粒子产🔝🁥🇼生的磁压力处处🖨🕆🇙相等,💎🐬所以使运动的带电粒子在磁场中作匀速圆周运动。

    按照电💗👿磁学公式,可知,磁场的作用力等于qBv,向心🖨🕆🇙加速度等于v2/R。

    所以,能导出:qBv=Mv2/R🞨→🍀🅀🃟qBR=Mv。

    公式中,q为粒子电量,v为粒子运动速度,M为粒子质量,B为磁感应🊘强度,R为粒子作圆周运动的偏转半径。

    又因为粒子电量q、磁感应强度B都是确定的,由此运动粒子的动量与偏转半径成正🉤🉐🆠比。

    带相同电荷q而质量不同的离子,通过相同的加速电压U,获得的电势能是🅹🋜🚉相等的,且等于进入磁场时的动能🟑🜚为:qU=(1/2)Mv2。

    前面已知粒子的动量Mv🇠🙺🏛=qBR,两式消去v,即得M=qB2R2/🊘2U。

    对于质量等于(M+DM)的粒子,(M+🕶🎉🏍DM)=qB2🂇🌩(R+DR)2/2U。

    由此可得出DM/M=2DR/R,即质量的相🁏对偏差,是🂇🌩半径相对偏差的2倍。

    由于入射粒子的质量不同,它们🎛👮经过相同电压加速后获得的能量相等,但动量不同。进入磁场后,动量大的弯曲半径大,动量小的弯曲⚴半径小。

    如果同一种动量的离子进入磁场的角度存在偏斜,导致它们共同聚焦在D的范围。那么D的范围与入射角的🃢🙠🋰关系🃽,经过计算可得到如下公式:DR/R≈0.5q2。