Come costruire un reattore a fusione Farnsworth e diventare parte del canone della cultura nucleare: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Con la speranza di decentralizzare le gerarchie di potere della conoscenza e responsabilizzare l'individuo, seguiremo i passaggi necessari per costruire un dispositivo che ionizzerà le particelle nel plasma usando l'elettricità. Questo dispositivo dimostrerà i principi di base che, se ridimensionati, possono essere utilizzati per reazioni di fusione più robuste (e possibilmente nucleari).

Un Farnsworth Fusion Reactor (o Fusor) è un dispositivo che utilizza un campo elettrico per riscaldare gli ioni in condizioni di fusione nucleare. La macchina induce una tensione tra due gabbie metalliche, all'interno di un vuoto (scopri di più QUI).

Il mio design è vagamente basato su un Fusor Design pubblicato su Make Magazine Vol 36. Consiglio vivamente di dare un'occhiata a questo progetto.

Passaggio 1: ESCLUSIONE DI RESPONSABILITÀ

Questo dispositivo utilizza alta corrente e alta tensione, una combinazione molto pericolosa

Un apparecchio ad alto vuoto può implodere se maneggiato in modo improprio

Questo dispositivo può produrre radiazioni ultraviolette e raggi X

Se sei seriamente intenzionato a costruire uno di questi dispositivi FAI PI RICERCA, ottieni più opinioni, esercitati con cautela e assicurati di essere a tuo agio a lavorare con il vetro, l'elettricità ad alta tensione e le camere a vuoto.

Un ottimo posto per fare ulteriori ricerche è tra la comunità Fusor online già esistente su Fusor.net.

Anche l'articolo di Make Magazine a cui ho fatto riferimento in precedenza è un ottimo schema (scritto da persone che hanno fatto in questo modo più a lungo di me!)

Consiglio vivamente anche di dare un'occhiata a questa playlist video di altri modelli che le persone hanno realizzato (ho incluso anche alcune build di contatori geiger alla fine).

Passaggio 2: componenti di base

-Sistema di aspirazione

-pompa e camera

-Sistema di tensione

-120-220 Volt AC da muro

- ~20.000 volt CC nella camera

-Elettrodi

-per condurre elettricità attraverso la camera

REPERIMENTO

-Ho ricevuto la mia pompa online ma ho riscontrato molti problemi con il mio modello. Essenzialmente avrai bisogno di una pompa per vuoto a 2 stadi, con un grado di vuoto minimo di 0,025 mm Hg (25 micron). Più alto è il punteggio di piedi cubi al minuto (CFM), meglio è. Questo è sicuramente l'elemento più costoso del progetto, ma vale l'investimento! Il cartellino del prezzo sulla mia pompa economica non supera i mal di testa.

-jb weld può essere trovato nella maggior parte dei negozi di ferramenta o amazon

-I trasformatori a microonde possono essere acquistati su eBay (costosi!) O acquistati da microonde. (queste cose sono piuttosto difficili quindi anche se trovi un forno a microonde rotto, è probabile che queste cose funzionino ancora)

-I diodi possono essere acquistati da microonde o acquistati all'ingrosso da ebay

-Faccio sonde con filo di acciaio di diverso diametro, ma consiglio vivamente di sperimentare con altri tipi di filo

-I contenitori sottovuoto possono essere ricavati da un barattolo (preferisco quelli con il coperchio sigillabile ma puoi fare delle guarnizioni per i barattoli senza coperchio).

- Adattatori per tubi e tubi flessibili e possono essere acquistati nei negozi di ferramenta (le dimensioni non contano molto, ma assicurati di ottenere parti che corrispondano / si adattino!)

-L'alternativa Variac può essere realizzata con contenitori di plastica riutilizzati (ne parleremo più avanti)

Passaggio 3: sistema di vuoto

Le camere sottovuoto possono essere realizzate con contenitori di vetro riciclato come bottiglie di vino e barattoli di vetro. La plastica tende a collassare su se stessa sotto le pressioni di cui abbiamo bisogno, tuttavia il vetro può essere pericoloso con cui lavorare quindi fai attenzione!!!

Un'altra nota su questo è che ho visto persone realizzare camere con spessi tubi acrilici, il che è molto più facile/più sicuro creare una camera intorno al vetro, ma suggerirei di ricercare questo metodo più da soli prima di impegnarsi (la plastica può dare strani risultati quando si tratta di degasaggio).

La pompa del vuoto deve essere in grado di abbassare la nostra camera tra 100 e 10 millitorr. [1 Torr ~.001 Atmosferico]

Più bassa è la pressione, più facile è il movimento delle particelle

Ho preso in prestito una pompa da un amico che la usava per rimuovere le bolle d'aria dai materiali di colata in silicone. Funziona bene per le mie esigenze e dimezza la spesa [i due elementi più costosi di questo sistema sono la pompa e il variac]

Ho visto alcuni sistemi utilizzare più pompe per ridurre ulteriormente la pressione, ma per le mie esigenze il sistema sopra indicato andava bene

Passaggio 4: costruzione della camera a vuoto

Per la camera avevo bisogno di 3 fori:

Uno per il catodo (questo sarà nel bicchiere quindi fai attenzione!)

Uno per l'adattatore della pompa del vuoto

Uno per l'anodo

Per la mia camera, ho usato un vasetto di sottaceti in vetro che ho riciclato. Aveva un coperchio di metallo in cui ho praticato il foro dell'adattatore del vuoto e il foro dell'anodo.

Per sigillare tutto ho usato JB Weld [una resina epossidica in due parti che mi è stata definita il "nastro adesivo del mondo del vuoto"]

Passaggio 5: sistema di tensione

Usando un trasformatore a microonde, possiamo aumentare i 120-220 volt AC da una presa a muro a circa 2.000 volt con una minore perdita di corrente [una presa a muro fornisce abbastanza ampere da non doverci preoccupare del calo di corrente nel trasformatore].

La corrente alternata (ac) fornita dalla parete può essere convertita in corrente continua (dc) utilizzando un diamante di diodi ad alta tensione. Questi possono essere acquistati da più microonde o acquistati in blocco online. Quando ho costruito questo sistema per la prima volta, ho provato un circuito con un condensatore del microonde, come testimoniato in un video. Per me, questo circuito produceva solo archi che, pur essendo molto eccitanti, non emettevano il plasma che cercavo. Dopo averlo abbandonato e aver provato una nuova configurazione del diodo, ho avuto risultati molto migliori. [NOTA: i condensatori possono ancora mantenere la carica, quindi assicurati di metterli a terra prima di toccarli!]

Passaggio 6: come controllare la tensione

Per controllare la tensione dalla parete abbiamo bisogno di un sistema variabile chiamato variac. Tuttavia, questi possono essere costosi e difficili da trovare, quindi useremo un'alternativa chiamata scariac

Due piastre di rame sospese in una vasca di bicarbonato di sodio e acqua funzioneranno altrettanto bene

Mettendo uno dei pezzi di rame sospesi su una cerniera, puoi spostarlo verso l'altro e aumentare la tensione di uscita (non toccare il rame! Fissalo a un bastoncino o qualcosa del genere. Ho praticato dei fori in un pezzo di compensato di scarto e montato l'intera configurazione sulla vasca).

Qualche consiglio: quando stavo cercando un'alternativa più economica a un variac, ho pensato che un dimmer potesse risolvere il mio problema! In linea di principio, un interruttore dimmer sembra limitare la quantità di elettricità che fluisce verso una lampadina o un dispositivo, quindi perché non utilizzarlo per controllare l'uscita di elettricità al mio trasformatore? QUESTO NON FUNZIONA! Ecco un ottimo video che spiega la differenza tra un variac e un dimmer.

Passaggio 7: prima di collegare qualsiasi cosa…

Avere sempre un fail-safe!

Gli interruttori di emergenza dovrebbero essere facilmente accessibili

Un sistema di controlli multipli può portare a una pratica più sicura

Mi piace usare ciabatte con interruttori integrati.

Alcuni di questi hanno fusibili che potrebbero scoppiare se assumi troppa potenza, il che è un dispositivo di sicurezza carino ed economico.

Passaggio 8: collegare tutto

Collega la tua pompa a vuoto e connettiti alla tua camera

Collega il tuo trasformatore alla tua variante

Collegare il diodo e il condensatore al secondario del trasformatore

Collegare l'uscita positiva all'anodo e l'uscita negativa al catodo dal convertitore a diodi alla camera del vuoto

Collega il tuo variac/scariac al muro.

Passaggio 9: test del sistema

Dopo essersi assicurati che tutte le connessioni siano cablate correttamente, possiamo accendere la camera del vuoto e aspettare che riduca la pressione all'interno della camera (per me questo ha richiesto circa un minuto). Se la pressione non scende, hai una perdita (in alcuni casi puoi sentire la perdita)

Una volta fatto questo e la camera è alla giusta pressione, possiamo accendere il nostro sistema ad alta tensione e aumentare lentamente la potenza finché il nostro anodo non inizia a brillare.

Passaggio 10: miglioramenti

Miglioramenti al sistema del vuoto - La camera del vuoto è piuttosto improvvisata. Piccole perdite lasciano più atmosfera per il movimento delle particelle, il che significa che abbiamo bisogno di più energia per far funzionare il nostro dispositivo.

Miglioramenti dei sistemi elettrici - Potrebbe utilizzare un variac effettivo per una gestione della corrente più affidabile

Da quando ho scritto questo tutorial all'inizio del 2018, ho continuato a lavorare su questo sistema migliorando il circuito, le camere e provando diversi modi per collegare più camere. Presto arriveranno altri aggiornamenti.