如圖所示，在半徑為2a和a的同心圓圍成的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（初速度為零，不考慮重力）經(jīng)加速電場加速后從A點沿半徑且垂直磁場方向進入磁場，要使粒子不進入中心無磁場的圓形區(qū)域，試求：
（1）帶電粒子在磁場中運動的最大軌道半徑
（2）加速電壓的最大值．

受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．現(xiàn)按下面的簡化條件來討論這個問題：如圖所示的是一個截面為內(nèi)徑R₁=0.6m、外徑R₂=1.2m的環(huán)狀區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強磁場．已知氦核的荷質(zhì)比，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T，不計帶電粒子重力．
（1）把氫核聚變反應(yīng)簡化為4個氫核（H）聚變成氦核（），同時放出2個正電子（）和2個中微子（v），請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并給出一次核反應(yīng)所釋放能量的表達式．（氫核、氦核及電子的質(zhì)量分別為m_p、m_α、m_e，光速為c）
（2）實踐證明，氦核在磁場區(qū)域內(nèi)沿垂直于磁場方向運動速度v的大小與它在磁場中運動的軌道半徑r有關(guān)，試導出v與r的關(guān)系式；
（3）若氦核沿磁場區(qū)域的半徑方向平行于截面從A點射入磁場，畫出氦核在磁場中運動而不穿出外邊界的最大圓軌道示意圖；
（4）若氦核在平行于截面從A點沿各個方向射入磁場都不能穿出磁場外邊界，求氦核的最大速度．