Ako vybudovať Farnsworthov fúzny reaktor a stať sa súčasťou jadrovej kultúry Kánon: 10 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

S nádejou na decentralizáciu hierarchií moci znalostí a posilnenie postavenia jednotlivca prejdeme krokmi potrebnými na vybudovanie zariadenia, ktoré bude pomocou elektriny ionizovať častice do plazmy. Toto zariadenie bude demonštrovať základné princípy, ktoré keď budú zmenšené, môžu byť použité pre robustnejšie (a možno aj jadrové) fúzne reakcie.

Farnsworthský fúzny reaktor (alebo Fusor) je zariadenie, ktoré používa elektrické pole na zahrievanie iónov na podmienky jadrovej fúzie. Stroj indukuje napätie medzi dvoma kovovými klietkami, vo vákuu (viac informácií nájdete TU).

Môj dizajn je voľne založený na návrhu Fusor publikovanom v Make Magazine, zväzok 36. Vrelo odporúčam pozrieť si tento projekt.

Krok 1: VYLÚČENIE ZODPOVEDNOSTI

Toto zariadenie používa vysoký prúd a vysoké napätie, veľmi nebezpečnú kombináciu

Pri nesprávnom zaobchádzaní môže prístroj s vysokým vákuom explodovať

Toto zariadenie môže vytvárať ultrafialové a röntgenové žiarenie

Ak to s budovaním jedného z týchto zariadení myslíte vážne, VYSKÚŠAJTE VIAC VÝSKUMU, získajte viac názorov, precvičte si opatrnú výrobu a zaistite si prácu s sklom, vysokonapäťovou elektrinou a vákuovými komorami.

Skvelé miesto na ďalší výskum je medzi už existujúcou online komunitou Fusor na Fusor.net.

Článok Make Magazine, na ktorý som odkazoval predtým, je tiež skvelým nástinom (napísaný ľuďmi, ktorí to robia dlhšie ako ja!)

Dôrazne tiež odporúčam pozrieť sa na tento zoznam videí ďalších modelov, ktoré ľudia vytvorili (na konci som tiež zahrnul niekoľko stavieb geigerových počítadiel).

Krok 2: Základné komponenty

-Vákuový systém

-čerpadlo a komora

-Napäťový systém

-120-220 AC voltov zo steny

- ~ 20 000 000 voltov DC v komore

-Elektródy

-na vedenie elektriny cez komoru

ZDROJE

-Mám pumpu online, ale mám s mojím modelom veľa problémov. V zásade budete potrebovať dvojstupňovú vákuovú pumpu s minimálnym vákuom 0,025 mm Hg (25 mikrónov). Čím vyššie je hodnotenie kubických stôp za minútu (CFM), tým lepšie. Toto je určite najdrahší prvok projektu, ale oplatí sa investovať! Cenovka na mojej lacnej pumpe neprevažuje nad bolesťami hlavy.

-jb weld nájdete vo väčšine železiarstiev alebo na amazone

-Mikrovlnné transformátory je možné kúpiť na eBay (drahé!) Alebo je možné ich získať v mikrovlnnej rúre. (tieto veci sú dosť ťažké, takže aj keď nájdete rozbitú mikrovlnnú rúru, je pravdepodobné, že tieto veci budú stále fungovať)

-Diódy je možné získavať z mikrovlnných rúr alebo ich môžete kúpiť hromadne na ebay

-Vyrábam sondy z oceľových drôtov rôzneho rozchodu, ale dôrazne odporúčam experimentovať s inými druhmi drôtov

-Vákuové nádoby môžu byť vyrobené z nádoby (uprednostňujem nádoby s uzatvárateľnými viečkami, ale pre nádoby bez viečok môžete vyrobiť tesnenia).

- Hadicové a hadicové adaptéry je možné kúpiť v železiarstve (na veľkostiach nezáleží, len sa uistite, že dostanete diely, ktoré zodpovedajú/sadnú!)

-Variačnú alternatívu je možné vyrobiť z upravených plastových nádob (viac o tom neskôr)

Krok 3: Vákuový systém

Vákuové komory môžu byť vyrobené z recyklovaných sklenených nádob, ako sú fľaše na víno a murárske nádoby. Plast má tendenciu sa sám zrážať pod tlakom, ktorý potrebujeme, avšak so sklom môže byť nebezpečné pracovať, takže buďte opatrní !!!

Ďalšou poznámkou k tejto záležitosti je, že som videl ľudí, ako vyrábajú komory z hrubých akrylových rúrok, ktoré je oveľa jednoduchšie/bezpečnejšie vyrobiť okolo komory ako zo skla, ale pred spáchaním by som navrhol túto metódu viac preskúmať sami (plasty môžu priniesť podivné výsledky, keď ide o odplynenie).

Vákuové čerpadlo musí byť schopné znížiť našu komoru na hodnotu medzi 100 a 10 millitorr. [1 Torr ~ 0,001 Atmosférický]

Čím nižší je tlak, tým ľahšie sa častice pohybujú

Pumpu som si požičal od priateľa, ktorý ju používal na odstraňovanie vzduchových bublín zo silikónových odlievacích materiálov. Funguje to dobre pre moje potreby a znižuje moje výdavky na polovicu [dva najdrahšie prvky tohto systému sú čerpadlo a variac]

Videl som, že niektoré systémy používajú viac čerpadiel na zníženie tlaku ešte nižšie, ale pre moje potreby bol vyššie uvedený systém v poriadku

Krok 4: Budovanie vákuovej komory

Do komory som potreboval vyvŕtať 3 otvory:

Jeden pre katódu (tento bude v skle, takže buďte opatrní!)

Jeden pre adaptér vákuovej pumpy

Jeden pre anódu

Do svojej komory som použil malú sklenenú nádobu na nakladanie, ktorú som recykloval. Mal kovové veko, do ktorého som vyvŕtal otvor pre vákuový adaptér a otvor pre anódu.

Aby som všetko utesnil, použil som JB Weld [dvojzložkový epoxid, ktorý mi bol označovaný ako „lepiaca páska vákuového sveta“]

Krok 5: Napäťový systém

Pomocou mikrovlnného transformátora môžeme zvýšiť 120-220 V voltov zo zásuvky na približne 2 000 voltov s menšou stratou prúdu [zásuvka v stene poskytuje dostatok zosilňovačov, takže sa nemusíme obávať poklesu prúdu. v transformátore].

Striedavý prúd (AC) dodávaný stenou je možné previesť na jednosmerný prúd (DC) pomocou dymonda vysokonapäťových diód. Môžete ich získať z viacerých mikrovlnných rúr alebo si ich môžete kúpiť online. Keď som prvýkrát postavil tento systém, vyskúšal som obvod s kondenzátorom z mikrovlnnej rúry, ako je to zrejmé z videa. Pre mňa tento obvod produkoval iba oblúky, ktoré napriek tomu, že boli veľmi vzrušujúce, nevyžarovali plazmu, po ktorej som išiel. Po vyradení a vyskúšaní nového nastavenia diódy som mal oveľa lepšie výsledky. [POZNÁMKA: Kondenzátory môžu byť stále nabité, takže sa ich dotknite skôr, ako ich uzemníte!]

Krok 6: Ako ovládať napätie

Aby sme mohli ovládať napätie zo steny, potrebujeme variabilný systém nazývaný variac. Tieto však môžu byť drahé a ťažko dostupné, preto použijeme alternatívu nazývanú scariac

Rovnako dobre budú fungovať aj dve medené platne zavesené vo vani sódy bikarbóny a vody

Položením jedného zo zavesených medených dielov na záves ho môžete posunúť k druhému a zvýšiť výstupné napätie (nedotýkajte sa medi! Upnite ho na palicu alebo niečo podobné. Do nejakej šrotovej preglejky som vyvŕtal niekoľko otvorov a namontoval ich celé nastavenie na vani).

Niekoľko rád: Keď som sa pokúšal nájsť lacnejšiu alternatívu k variaku, myslel som si, že môj problém môže vyriešiť vypínač stmievača! Zdá sa, že spínač stmievača v zásade obmedzuje množstvo elektriny prúdiacej do žiarovky alebo zariadenia, prečo ho teda nepoužiť na ovládanie výstupu elektriny do môjho transformátora? TOTO NEFUNGUJE! Tu je skvelé video, ktoré vysvetľuje rozdiel medzi variátorom a vypínačom stmievača.

Krok 7: Predtým, ako zapojíte čokoľvek do …

Vždy majte bezpečnosť pri poruche!

Núdzové spínače by mali byť ľahko dostupné

Systém viacnásobných kontrol môže viesť k bezpečnejšiemu postupu

Rád používam rozvodky so vstavanými spínačmi.

Niektoré z nich majú poistky, ktoré by sa mohli vysunúť, ak budete čerpať príliš veľa energie, čo je príjemný a lacný bezpečnostný prvok.

Krok 8: Zapojte všetko

Pripojte vákuovú pumpu a pripojte sa k svojej komore

Zapojte transformátor do svojej odchýlky

Pripojte diódu a kondenzátor k sekundárnemu transformátoru

Pripojte kladný výstup k anóde a záporný výstup ku katóde z diódového prevodníka do vákuovej komory

Pripojte svoj variac/ scariac k stene.

Krok 9: Testovanie systému

Po uistení sa, že sú všetky pripojenia správne zapojené, môžeme zapnúť vákuovú komoru a čakať, kým nezníži tlak vo vnútri komory (mne to trvalo asi minútu). Ak tlak neklesne, dôjde k úniku (v niektorých prípadoch môžete únik počuť)

Akonáhle to urobíte a vy budete mať v komore tlak, môžeme zapnúť vysokonapäťový systém a pomaly zvyšovať výkon, kým naša anóda nezačne žiariť.

Krok 10: Vylepšenia

Vylepšenia vákuového systému - Vákuová komora je dosť provizórna. Drobné úniky ponechávajú väčšiu atmosféru pre pohyb častíc, čo znamená, že na prevádzku zariadenia potrebujeme viac energie.

Vylepšenia elektrických systémov - Na spoľahlivejšiu správu prúdu by mohol použiť skutočný variac

Od napísania tohto tutoriálu na začiatku roku 2018 som pokračoval v práci na tomto systéme, ktorý vylepšoval obvod, komory a skúšal rôzne spôsoby prepojenia viacerých komôr. Ďalšie aktualizácie prídu čoskoro.