Jak zbudować reaktor syntezy jądrowej Farnswortha i stać się częścią kanonu kultury jądrowej: 10 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Mając nadzieję na decentralizację hierarchii mocy wiedzy i wzmocnienie jednostki, będziemy przechodzić przez kroki niezbędne do zbudowania urządzenia, które zjonizuje cząstki do plazmy za pomocą elektryczności. To urządzenie zademonstruje podstawowe zasady, które po przeskalowaniu można wykorzystać do bardziej solidnych (i prawdopodobnie jądrowych) reakcji fuzji.

Reaktor syntezy jądrowej Farnswortha (lub Fusor) to urządzenie, które wykorzystuje pole elektryczne do podgrzewania jonów do warunków syntezy jądrowej. Maszyna indukuje napięcie między dwiema metalowymi klatkami, w próżni (więcej TUTAJ).

Mój projekt jest luźno oparty na projekcie Fusor Design opublikowanym w Make Magazine Vol 36. Gorąco polecam sprawdzić ten projekt.

Krok 1: ZRZECZENIE SIĘ

To urządzenie wykorzystuje wysoki prąd i wysokie napięcie, bardzo niebezpieczną kombinację

Urządzenie wysokopróżniowe może implodować, jeśli jest niewłaściwie obsługiwane

To urządzenie może wytwarzać promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie;

Jeśli poważnie myślisz o zbudowaniu jednego z tych urządzeń, ZRÓB WIĘCEJ BADAŃ, zdobądź wiele opinii, przećwicz ostrożne wykonanie i upewnij się, że wygodnie pracujesz ze szkłem, komorami wysokiego napięcia i próżniowymi.

Świetnym miejscem do prowadzenia dalszych badań jest już istniejąca społeczność internetowa Fusor na Fusor.net.

Artykuł w Make Magazine, o którym wspomniałem wcześniej, jest również świetnym zarysem (napisanym przez ludzi, którzy robią to w ten sposób dłużej niż ja!)

Gorąco polecam również sprawdzenie tej listy odtwarzania wideo innych modeli, które ludzie stworzyli (na końcu zamieściłem również kilka kompilacji liczników Geigera).

Krok 2: Podstawowe składniki

-System próżniowy

-pompa i komora

-System napięciowy

-120-220 V AC ze ściany

- ~20 000 woltów DC w komorze

-Elektrody

-do przewodzenia prądu przez komorę

ŹRÓDŁA

- Mam pompę online, ale mam wiele problemów z moim modelem. Zasadniczo będziesz potrzebować 2-stopniowej pompy próżniowej o minimalnej wartości próżni 0,025 mm Hg (25 mikronów). Im wyższa ocena stóp sześciennych na minutę (CFM), tym lepiej. To zdecydowanie najdroższy element projektu, ale wart inwestycji! Cena mojej taniej pompy nie przewyższa bólu głowy.

-jb weld można znaleźć w większości sklepów ze sprzętem lub w amazon

- transformatory mikrofalowe można kupić w serwisie eBay (drogie!) lub pozyskać z mikrofal. (te rzeczy są dość trudne, więc nawet jeśli znajdziesz zepsutą kuchenkę mikrofalową, są szanse, że te rzeczy nadal będą działać)

-Diody mogą być pozyskiwane z mikrofal lub kupowane luzem w serwisie eBay

-Produkuję sondy z drutu stalowego o różnej grubości, ale gorąco polecam eksperymentowanie z innymi rodzajami drutu

- Pojemniki próżniowe można zrobić ze słoika (wolę te z zamykanymi pokrywkami, ale można zrobić uszczelki do słoików bez pokrywek).

- Adaptery do węży i węży, które można kupić w sklepach ze sprzętem (rozmiary nie mają znaczenia, po prostu upewnij się, że masz części, które pasują/pasują!)

- Alternatywę Variac można wykonać z plastikowych pojemników o zmienionym przeznaczeniu (więcej o tym później)

Krok 3: System próżniowy

Komory próżniowe mogą być wykonane z przetworzonych szklanych pojemników, takich jak butelki na wino i słoiki z masonem. Plastik ma tendencję do zapadania się pod naciskiem, którego potrzebujemy, jednak praca ze szkłem może być niebezpieczna, więc bądź ostrożny!!!

Kolejną uwagą na ten temat jest to, że widziałem ludzi robiących komory z grubych rur akrylowych, co jest o wiele łatwiejsze/bezpieczniejsze do wykonania wokół komory niż ze szkła, ale sugerowałbym zbadanie tej metody bardziej na własną rękę przed jej popełnieniem (tworzywa sztuczne mogą dawać dziwne wyniki, gdy chodzi o odgazowanie).

Pompa próżniowa musi być w stanie obniżyć komorę do 100-10 militorów. [1 Torr ~ 0,001 atmosferycznego]

Im niższe ciśnienie, tym łatwiej poruszają się cząstki

Pompkę pożyczyłem od znajomego, który używał jej do usuwania pęcherzyków powietrza z odlewów silikonowych. Działa dobrze na moje potrzeby i obniżyłem wydatki o połowę [dwa najdroższe elementy tego systemu to pompa i wariak]

Widziałem, jak niektóre systemy używają wielu pomp, aby obniżyć ciśnienie jeszcze niżej, ale dla moich potrzeb system podany powyżej był w porządku

Krok 4: Budowa komory próżniowej

Do komory potrzebowałem wywiercić 3 otwory:

Jeden na katodę (ta będzie w szkle, więc bądź ostrożny!)

Jeden do adaptera pompy próżniowej

Jeden do anody

Do mojej komory użyłem małego szklanego słoika z marynatami, który poddałem recyklingowi. Miał metalową pokrywę, w której wywierciłem otwór adaptera próżniowego i otwór anody.

Aby uszczelnić wszystko, użyłem JB Weld [dwuskładnikowa żywica epoksydowa, która była określana jako „taśma klejąca świata próżni”]

Krok 5: Układ napięciowy

Używając transformatora mikrofalowego, możemy podnieść napięcie 120-220V AC z gniazdka ściennego do około 2000 V z niewielką utratą prądu [gniazdko ścienne zapewnia wystarczającą ilość amperów, że nie musimy się martwić o spadek prądu w transformatorze].

Prąd zmienny (AC) dostarczany przez ścianę można przekształcić w prąd stały (DC) za pomocą dymondu diod wysokonapięciowych. Mogą one pochodzić z wielu kuchenek mikrofalowych lub kupować hurtowo przez Internet. Kiedy po raz pierwszy zbudowałem ten system, wypróbowałem obwód z kondensatorem z kuchenki mikrofalowej, jak pokazano na filmie. Dla mnie ten obwód wytwarzał tylko łuki, które, choć wciąż bardzo ekscytujące, nie emitowały plazmy, o którą zabiegałem. Po porzuceniu go i wypróbowaniu nowej konfiguracji diody miałem znacznie lepsze wyniki. [UWAGA: kondensatory mogą nadal utrzymywać ładunek, więc upewnij się, że je uziemiłeś przed dotknięciem!]

Krok 6: Jak kontrolować napięcie?

Aby kontrolować napięcie ze ściany, potrzebujemy zmiennego systemu zwanego wariakiem. Mogą one być jednak drogie i trudne do znalezienia, dlatego użyjemy alternatywy zwanej scariac

Równie dobrze sprawdzą się dwie miedziane talerzyki zawieszone w wannie z sodą oczyszczoną i wodą

Umieszczając jeden z zawieszonych kawałków miedzi na zawiasie, możesz przesunąć go do drugiego i zwiększyć napięcie wyjściowe (nie dotykaj miedzi! Przymocuj go do patyka lub czegoś. Wywierciłem kilka otworów w kawałku sklejki i zamontowałem całą konfigurację na wannie).

Kilka rad: Kiedy próbowałem znaleźć tańszą alternatywę dla wariaka, pomyślałem, że ściemniacz może rozwiązać mój problem! Co do zasady, ściemniacz wydaje się ograniczać ilość energii elektrycznej płynącej do żarówki lub urządzenia, więc dlaczego nie użyć go do sterowania wyjściem prądu do mojego transformatora? TO NIE BĘDZIE DZIAŁAĆ! Oto świetny film, który wyjaśnia różnicę między wariacją a ściemniaczem.

Krok 7: Przed podłączeniem czegokolwiek…

Zawsze miej bezpieczny w razie awarii!

Wyłączniki awaryjne powinny być łatwo dostępne

System wielokrotnych kontroli może prowadzić do bezpieczniejszej praktyki

Lubię używać listew zasilających z wbudowanymi przełącznikami.

Niektóre z nich mają bezpieczniki, które mogą wyskoczyć, jeśli pobierasz za dużo energii, co jest miłym i tanim zabezpieczeniem przed awarią.

Krok 8: Podłącz wszystko do góry

Podłącz pompę próżniową i połącz się z komorą

Podłącz transformator do swojego wariantu

Podłącz diodę i kondensator do wtórnego na transformatorze

Podłącz wyjście dodatnie do anody, a wyjście ujemne do katody z konwertera diodowego do komory próżniowej

Podłącz swój variac/scariac do ściany.

Krok 9: Testowanie systemu

Po upewnieniu się, że wszystkie połączenia są prawidłowo okablowane, możemy włączyć komorę próżniową i poczekać, aż zmniejszy się ciśnienie wewnątrz komory (u mnie zajęło to około minuty). Jeśli ciśnienie nie spada, masz wyciek (w niektórych przypadkach możesz usłyszeć wyciek)

Gdy to zrobimy, a komora osiągnie odpowiednie ciśnienie, możemy włączyć nasz system wysokiego napięcia i powoli zwiększać moc, aż nasza anoda zacznie świecić.

Krok 10: Ulepszenia

Ulepszenia systemu próżniowego - Komora próżniowa jest dość prowizoryczna. Drobne wycieki pozostawiają więcej atmosfery, przez którą mogą się przemieszczać cząsteczki, co oznacza, że potrzebujemy więcej mocy do działania naszego urządzenia.

Udoskonalenia systemów elektrycznych - można wykorzystać rzeczywisty wariant do bardziej niezawodnego zarządzania prądem

Od czasu napisania tego samouczka na początku 2018 roku, kontynuowałem pracę nad tym systemem, ulepszając obwód, komory i wypróbowując różne sposoby łączenia wielu komór. Więcej aktualizacji pojawi się wkrótce.