Иллюстрированный самоучитель по Maple 6/7

Разделение изотопов

Рассмотрим еще одну классическую задачу ядерной физики – разделение изотопов (атомов с одинаковым зарядом ядра, но разной массой). Для этого используют различные способы. В частности, это может быть масс-спектроскопический метод.

Из точки А вылетают однозарядные ионы (q = е = 1.6*10-19 Кл) разной массы (от 20 до 23 а.е.м.) и под разными углами в пределах от 80 до 100° к оси х в плоскости ху (рис. 17.9). Вдоль оси z приложено магнитное поле В=10-2 Тл. Рассчитаем траектории полета частиц. Будем надеяться, что это подскажет способ разделения изотопов.

Приступим к решению данной задачи.

Сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, F = q*(E+[v, В]). Проекции векторного произведения [v, В] на оси х, у, z заданы выражениями:

[v.B]x-vy*Bz-vz*By [v,B]y-vz*Bx-vx*Bz [v,B]z=vx*By-vy*Bz

Иллюстрированный самоучитель по Maple 6/7 › Примеры решения научно-технических задач › Разделение изотопов
Рис. 17.9. Иллюстрация к методу разделения изотопов

В соответствии с этим дифференциальные уравнения, описывающие траекторию полета частицы по осям х, у, z имеют вид:

Иллюстрированный самоучитель по Maple 6/7 › Примеры решения научно-технических задач › Разделение изотопов

Зададим исходные числовые данные для расчета:

> q: = 1.6e-19:V: = le4:

> Vx: = V*cos(a1pha):Vy: = V*sin(a1pha):Ex: = 0:Ey: = 0:Ez: = 0:Bx: = 0: By: = 0:Bz: = le-2:
Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите CTRL + Enter, чтобы сообщить об этом редактору.