12.對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器A下方的小孔S
1不斷飄入加速電場,其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔S
2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,做半徑為R的勻速圓周運動.離子行進半個圓周后離開磁場并被收集,離開磁場時離子束的等效電流為I.不考慮離子重力及離子間的相互作用.
(1)求加速電場的電壓U;
(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M;
(3)實際上加速電壓的大小會在U±ΔU范圍內(nèi)微小變化.若容器A中有電荷量相同的鈾235和質(zhì)量為m’的鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊,則
應(yīng)小于多少?