中国科学院自主研制的“人造小太阳”是一个核聚变反应堆,是磁约束核聚变实验装置,该装置需要对较高速度的粒子束的各种带电离子分离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示,离子源不断的产生带电离子,经加速电场再进入速度选择器,离子射入右侧磁分析器偏转分离,到达
y轴离子接收板上,建立如图所示
坐标系(速度选择器直线运动离子出口为坐标原点),已知有一离子带正电、电荷量为
q , 质量为
m , 加速电场两极板间电压为
U , 速度选择器间距为
d , 极板长度为
, 速度选择器内电场强度为
E , 离子进入加速电场初速度可忽略不计,不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应,重力忽略不计。求: