初心流年>奇幻玄幻>奶水被挤得到处喷HNP > 三章 : 闲谈
    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。

    ……

    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=qB🎭🔗🀮R,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。

    当q小于50时,R的相对误差是4/1000,可能引起的质量偏差为8/1000。而铀235与铀238的相对质量差等于1🅓🆅3/1000,从而让质谱分离法的用于实际……”

    李察读完,挑了挑眉毛。

    这显然是一种♟很浅显易懂的方法,原理就是:质量不同而带电🟙🝤🍇量相同的粒子,经过相同电压加速后动量☾🅁不同,从而导致进入磁场发生偏转的半径不同。

    举个例子的话,这就像是轨道上行驶的火车🙼,在一个弯道处,速度适宜的火车能够正常通过。而速度过快的火车,则因为受力不平衡,会带着车厢💙直接冲出轨道,导致出轨。