2021年5月28日凌晨，中科院合肥物質(zhì)科學研究院的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（如圖）創(chuàng)造新的世界紀錄，向核聚變能源應用邁出了重要的一步?，F(xiàn)有一個控制粒子運動的簡化模型，如圖所示，同一平面內(nèi)存在兩同心圓形邊界，圓心在O點，半徑分別為R₁=1m、R₂=2m,中間圓形區(qū)域內(nèi)沒有磁場，只有環(huán)形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面向里、磁感應強度大小為B=0.4T的勻強磁場。在圓心O點有一可看成質(zhì)點的粒子源，只在與磁場垂直的平面內(nèi)朝各個方向源源不斷地放出相同種類的帶正電的粒子，各粒子的速度大小不一定相同，不計粒子重力、粒子間的相互作用和粒子間碰撞，不考慮相對論效應，粒子比荷

q

m

=

2

×

1

0

8

C/kg。
（1）沿垂直紙面向里方向看，粒子進入磁場后是順時針方向運動還是逆時針方向運動；若某個粒子的速度大小v₁=1.6×10⁷m/s,則該粒子進入環(huán)形磁場區(qū)域后，在磁場中運動的軌道半徑r₁多大；
（2）若剛好沒有粒子穿出環(huán)形磁場的外圓形邊界，求粒子在磁場中運動的最大速度；
（3）若有大量這樣相同的粒子源分布在以O(shè)為圓心，以

1

2

R

1

為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)（圖中未畫出），所有粒子源射出粒子的速度方向都只分布在與磁場垂直的平面內(nèi)，要使粒子源放出的所有粒子都不能穿出外部圓形磁場邊界，若磁感應強度B=0.4T不變，則粒子源放射的粒子最大速度不能超過多少？