Com construir un reactor de fusió Farnsworth i formar part del cànon de cultura nuclear: 10 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Amb l'esperança de descentralitzar les jerarquies de poder del coneixement i potenciar l'individu, seguirem els passos necessaris per construir un dispositiu que ionitzi partícules en plasma mitjançant electricitat. Aquest dispositiu demostrarà principis bàsics que, quan s’escala, es poden utilitzar per a reaccions de fusió més robustes (i possiblement nuclears).

Un reactor de fusió Farnsworth (o Fusor) és un dispositiu que utilitza un camp elèctric per escalfar ions a les condicions de fusió nuclear. La màquina indueix una tensió entre dues gàbies metàl·liques, dins d’un buit (més informació AQUÍ).

El meu disseny es basa lliurement en un disseny Fusor publicat a la revista Make Vol. 36. Us recomano revisar aquest projecte.

Pas 1: EXENCIÓ DE RESPONSABILITAT

Aquest dispositiu utilitza alta tensió i intensitat, una combinació molt perillosa

Un aparell amb alt buit pot explotar si es maneja de manera incorrecta

Aquest dispositiu pot produir radiació ultraviolada i de raigs X

Si voleu construir un d’aquests dispositius en serio, feu més investigacions, obteniu opinions múltiples, practiqueu la fabricació amb precaució i assegureu-vos que esteu còmode treballant amb vidre, electricitat d’alta tensió i cambres de buit.

Un lloc fantàstic per fer més investigacions es troba entre la comunitat Fusor en línia existent a Fusor.net.

L’article de la revista Make a què he fet referència anteriorment també és un bon esbós (escrit per persones que han estat fent aquesta manera més temps que jo!)

També us recomano que consulteu aquesta llista de reproducció de vídeo d'altres models que han fet la gent (també he inclòs algunes versions de comptadors geiger al final).

Pas 2: components bàsics

-Sistema de buit

-bomba i cambra

-Sistema de tensió

-120-220 volts de corrent altern des de la paret

- ~ 20.000 volts CC a la cambra

-Elèctrodes

-Per conduir electricitat a través de la cambra

SURCING

-Tinc la bomba en línia, però he tingut molts problemes amb el meu model. Essencialment, necessitareu una bomba de buit de 2 etapes, una capacitat mínima de buit de 0,025 mm Hg (25 micres). Com més alta sigui la qualificació de peus cúbics per minut (CFM), millor serà. Sens dubte, aquest és l’element més car del projecte, però val la pena la inversió. El preu de la meva bomba barata no supera els mals de cap.

-jb weld es pot trobar a la majoria de ferreteries o amazon

-Els transformadors de microones es poden comprar a eBay (car!) o provenir de microones. (aquestes coses són bastant difícils, per tant, fins i tot si trobeu un microones trencat, és probable que aquestes coses continuïn funcionant)

-Els diodes es poden obtenir de microones o comprar a granel a ebay

- Faig sondes amb filferro d'acer de calibre diferent, però recomano experimentar amb altres tipus de filferro

-Els contenidors de buit es poden fer amb un pot (prefereixo els que tinguin tapes segellables, però es poden fer juntes per a pots sense tapa).

- Mànegues i adaptadors de mànega que es poden comprar a les ferreteries (les mides realment no importen, només cal que assegureu-vos que obtingueu peces que coincideixin).

-L'alternativa variable es pot fer amb envasos de plàstic reutilitzats (més sobre això més endavant)

Pas 3: sistema de buit

Les cambres de buit es poden fabricar amb envasos de vidre reciclats com ampolles de vi i pots de paleta. El plàstic tendeix a col·lapsar sobre si mateix sota les pressions que necessitem, tot i que el vidre pot ser perillós per treballar, així que aneu amb compte!

Una altra nota al respecte és que he vist que les persones fabriquen càmeres amb tubs acrílics gruixuts, cosa que és molt més fàcil / més segur crear una cambra que el vidre, però suggeriria investigar aquest mètode més sols abans de comprometre’s (els plàstics poden produir resultats estranys quan es tracta de desgasificar).

La bomba de buit ha de ser capaç de fer baixar la nostra cambra entre 100 i 10 mil·litres. [1 Torr ~.001 Atmosfèrica]

Com més baixa sigui la pressió, més fàcil és que les partícules es moguin

He pres una bomba a un amic que la feia servir per eliminar bombolles d’aire dels materials de fosa de silicona. Funciona bé per a les meves necessitats i redueix la meua despesa [els dos elements més cars d’aquest sistema són la bomba i el variador]

He vist que alguns sistemes utilitzen diverses bombes per reduir la pressió encara més, però per a les meves necessitats, el sistema esmentat anteriorment estava bé

Pas 4: construir la cambra de buit

Per a la cambra, necessitava tres forats:

Un per al càtode (aquest serà al got, així que aneu amb compte!)

Un per a l'adaptador de la bomba de buit

Un per a l’ànode

Per a la meva cambra, he utilitzat un petit pot d’escabetx de vidre que he reciclat. Tenia una tapa metàl·lica en la qual he perforat el forat de l'adaptador de buit i el forat de l'ànode.

Per tal de segellar-ho tot, he utilitzat JB Weld [un epoxi de dues parts que se m'ha referit com la "cinta adhesiva del món del buit"]

Pas 5: sistema de tensió

Mitjançant un transformador de microones, podem augmentar els 120-220 AC volts d’una presa de paret fins a uns 2.000 volts amb una pèrdua de corrent menor [una presa de paret proporciona prou amplificadors que no ens hem de preocupar de la caiguda de corrent al transformador].

El corrent altern (ca) subministrat per la paret es pot convertir en corrent continu (dc) mitjançant un dimond de díodes d'alta tensió. Aquests es poden obtenir de diversos microones o comprar-los de manera massiva en línia. Quan vaig construir aquest sistema per primera vegada, vaig provar un circuit amb un condensador del microones, tal com es testimonia en un vídeo. Per a mi, aquest circuit només produïa arcs que, tot i ser molt emocionants, no emetien el plasma que buscava. Després de deixar-ho i provar una nova configuració de díodes, vaig obtenir resultats molt millors. [NOTA: els condensadors encara poden mantenir la càrrega, així que assegureu-vos de connectar-los a terra abans de tocar-los!]

Pas 6: Com controlar el voltatge

Per controlar el voltatge de la paret necessitem un sistema variable anomenat variac. Tot i això, poden ser costosos i difícils de trobar, de manera que farem servir una alternativa anomenada escariac

Dues plaques de coure suspeses en una tina de bicarbonat i aigua funcionaran igual de bé

Posant una de les peces de coure en suspensió sobre una frontissa, podeu moure-la cap a l’altra i augmentar el voltatge de sortida (no toqueu el coure! Preneu-lo a un pal o alguna cosa així. He forat alguns forats en una fusta contraxapada i la vaig muntar tota la configuració a la banyera).

Alguns consells: quan intentava trobar una alternativa més barata a un variac, vaig pensar que un interruptor més feble podria resoldre el meu problema. En principi, un interruptor regulador sembla limitar la quantitat d’electricitat que flueix a una bombeta o dispositiu, per què no l’utilitzeu per controlar la sortida d’electricitat al meu transformador? AIX WILL NO FUNCIONARÀ! Aquí teniu un vídeo fantàstic que explica la diferència entre un variador i un interruptor de regulació.

Pas 7: Abans de connectar qualsevol cosa …

Tingueu sempre a prova de fallades.

Els interruptors d’emergència haurien de ser fàcilment accessibles

Un sistema de controls múltiples pot conduir a una pràctica més segura

M'agrada fer servir tires de corrent amb interruptors integrats.

Alguns d'aquests disposen de fusibles que podrien aparèixer si treieu massa poder, cosa que suposa un bon error econòmic.

Pas 8: connecteu-ho tot

Connecteu la bomba de buit i connecteu-la a la cambra

Connecteu el transformador a la vostra variant

Connecteu el díode i el condensador al secundari del transformador

Connecteu la sortida positiva a l’ànode i la sortida negativa al càtode des del convertidor de díodes a la cambra de buit

Connecteu el variac / scariac a la paret.

Pas 9: provar el sistema

Després d'assegurar-nos que totes les connexions estan connectades correctament, podem encendre la cambra de buit i esperar que redueixi la pressió a l'interior de la cambra (per a mi això va trigar aproximadament un minut). Si la pressió no baixa, teniu una fuita (en alguns casos podeu sentir-la)

Un cop fet això i la vostra cambra a la pressió de l'hèlix, podem encendre el nostre sistema d'alta tensió i augmentar lentament la potència fins que el nostre ànode comenci a brillar.

Pas 10: millores

Millores del sistema de buit: la cambra de buit és força improvisada. Les fuites menors deixen més atmosfera perquè les partícules passin, cosa que significa que necessitem més energia per fer funcionar el nostre dispositiu.

Millores en els sistemes elèctrics: es podria utilitzar un variador real per a una gestió del corrent més fiable

Des que vaig escriure aquest tutorial a principis del 2018, he continuat treballant en aquest sistema millorant el circuit, les càmeres i provant diferents maneres de connectar diverses càmeres. Aviat vindran més actualitzacions.