The dissociation and ionization of molecular ions and neutral atoms by the Lorentz force provides a mechanism for trapping energetic particles inside fusion machines without need for ionizing collisions on background gas molecules or arc discharges. At ion energies of interest in fusion work, magnetic dissociation is equivalent to electrostatic dissociation where the equivalent field is E = vB. The range of parameters of interest in thermonuclear research corresponds to effective electric fields up to the order 106 V/cm. The threshold fields for dissociating the successive vibrational levels of all isotopic mixtures of the hydrogen molecular ion, H2+, HD+, HT+, D2+, DT+, T2+, are reported. For the uppermost levels of these (nonrotating) ions the threshold fields range from 0.6 × 105 to 0.9 × 105 V/cm. Rotational effects are discussed in detail. The presence of rotation J introduces J + 1 new thresholds for a particular vibrational level; these thresholds are distributed about the single threshold for the nonrotating ion. The lack of a stepwise dissociation observed in the Riviere-Sweetman experiment can be interpreted as due to a superposition of contributions from rotational states up to J = 4, 5. Methods are discussed for enhancing the populations of the uppermost vibrational levels of the hydrogenic ions. The bound vibrational state belonging to the antibonding electronic state of each of the H2+, D2+, and T2+ ions can be dissociated with fields of the order 104 V/cm; reactions populating these levels are discussed. The formation of neutral hydrogen or deuterium atom beams by the charge exchange reaction provides a population distribution covering all excited states. The equilibrium populations of the excited levels are sufficiently large that the ionization by the Lorentz force competes favorably with the other ionization processes. A 30-keV H atom moving in a 60 kG field is susceptible to ionization down to the n = 8, 9 levels; a 100-keV atom in the n = 6 level is ionized by a 130-kG field. Containment experiments designed on the basis of these data are discussed.
分子イオンおよび中性原子のローレンツ力による解離と電離は、背景ガス分子との電離衝突やアーク放電を必要とせずに、核融合装置内部で高エネルギー粒子を捕捉するための機構を提供する。核融合研究に関連するイオンエネルギー領域では、磁気解離は静電解離と等価であり、その等価電場はE = vBで与えられる。熱核融合研究において関心のあるパラメータ範囲は、最大10^6 V/cmのオーダーの実効電場に相当する。水素分子イオンの全同位体混合物、H2+、HD+、HT+、D2+、DT+、T2+の各振動準位を逐次解離するための閾値電場が報告される。これらの（非回転）イオンの最上位準位に対する閾値電場は0.6×10^5～0.9×10^5 V/cmの範囲にある。回転効果について詳細に論じる。回転Jの存在は、特定の振動準位に対してJ+1個の新しい閾値を導入する；これらの閾値は、非回転イオンの単一の閾値の周囲に分布する。Riviere-Sweetman実験で観測された段階的解離の欠如は、J=4、5までの回転状態からの寄与の重ね合わせによるものとして解釈できる。水素様イオンの最上位振動準位の分布を増強する方法について論じる。H2+、D2+、T2+の各イオンの反結合性電子状態に属する束縛振動状態は、10^4 V/cmのオーダーの電場で解離可能であり；これらの準位を占有する反応について論じる。電荷交換反応による中性水素または重水素原子ビームの形成は、全励起状態を網羅する分布を提供する。励起準位の平衡分布は十分に大きく、ローレンツ力による電離は他の電離過程と競合して有利に働く。60 kGの磁場中を移動する30-keVのH原子は、n = 8、9準位まで電離を受けやすい；n = 6準位にある100-keVの原子は130-kGの磁場で電離される。これらのデータに基づいて設計された閉じ込め実験について論じる。