Как построить термоядерный реактор Фарнсворта и стать частью канона ядерной культуры: 10 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В надежде на децентрализацию иерархии власти знаний и расширение прав и возможностей отдельных лиц мы пройдем через шаги, необходимые для создания устройства, которое будет ионизировать частицы в плазму с помощью электричества. Это устройство продемонстрирует основные принципы, которые при масштабировании могут быть использованы для более надежных (и, возможно, ядерных) термоядерных реакций.

Термоядерный реактор Фарнсворта (или Fusor) - это устройство, которое использует электрическое поле для нагрева ионов до условий ядерного синтеза. Машина индуцирует напряжение между двумя металлическими клетками внутри вакуума (подробнее ЗДЕСЬ).

Мой дизайн в общих чертах основан на дизайне Fusor, опубликованном в Make Magazine Vol 36. Я настоятельно рекомендую проверить этот проект.

Шаг 1. ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Это устройство использует высокий ток и высокое напряжение, очень опасная комбинация

Аппарат высокого вакуума может взорваться при неправильном обращении

Это устройство может производить ультрафиолетовое и рентгеновское излучение

Если вы серьезно относитесь к созданию одного из этих устройств, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ИССЛЕДУЙТЕ, получите множество мнений, практикуйтесь осторожно при изготовлении и убедитесь, что вам удобно работать со стеклом, электричеством высокого напряжения и вакуумными камерами.

Отличное место для дополнительных исследований - это уже существующее онлайн-сообщество Fusor на Fusor.net.

Статья Make Magazine, на которую я ссылался ранее, также является отличным планом (написанным людьми, которые занимались этим дольше, чем я!)

Я также настоятельно рекомендую проверить этот видео-плейлист с другими моделями, созданными людьми (я также включил некоторые сборки счетчика Гейгера в конце).

Шаг 2: основные компоненты

-Вакуумная система

-насос и камера

-Система напряжения

-120-220 В переменного тока от стены

- ~ 20 000 вольт постоянного тока в камере

-Электроды

-для проведения электричества через камеру

ИСТОЧНИК

-У меня есть помпа онлайн, но у меня было много проблем с моей моделью. По сути, вам понадобится двухступенчатый вакуумный насос с минимальным номинальным вакуумом 0,025 мм рт. Ст. (25 микрон). Чем выше рейтинг кубических футов в минуту (CFM), тем лучше. Это определенно самый дорогой элемент проекта, но он того стоит! Ценник на мою дешевую помпу не перевешивает головной боли.

-jb weld можно найти в большинстве хозяйственных магазинов или на Amazon.

-микроволновые трансформаторы можно купить на eBay (дорого!) или получить из микроволновых печей. (эти штуки довольно сложные, поэтому даже если вы найдете сломанную микроволновую печь, скорее всего, они все равно будут работать)

-Диоды можно получить от микроволновых печей или купить оптом на ebay.

-Я делаю щупы из стальной проволоки разного калибра, но настоятельно рекомендую поэкспериментировать с другими типами проволоки.

-Вакуумные контейнеры могут быть изготовлены из банки (я предпочитаю те, которые закрываются крышками, но вы можете сделать прокладки для банок без крышек).

- Шланг и переходники для шлангов, которые можно купить в хозяйственных магазинах (размеры на самом деле не имеют значения, просто убедитесь, что вы получаете детали, которые подходят / подходят!)

Альтернатива вариакам может быть сделана из пластиковых контейнеров, предназначенных для повторного использования (подробнее об этом позже).

Шаг 3: вакуумная система

Вакуумные камеры могут быть изготовлены из переработанных стеклянных емкостей, таких как винные бутылки и каменные кувшины. Пластик имеет тенденцию разрушаться под воздействием необходимого нам давления, однако со стеклом может быть опасно работать, так что будьте осторожны !!!

Еще одно замечание по этому поводу: я видел, как люди делают камеры из толстых акриловых трубок, из которых гораздо проще / безопаснее создавать камеру, чем из стекла, но я бы посоветовал изучить этот метод самостоятельно, прежде чем приступать к работе (пластик может давать странные результаты, когда речь идет о дегазации).

Вакуумный насос должен иметь возможность опускать нашу камеру до 100-10 миллиторр. [1 Торр ~ 0,001 в атмосфере]

Чем ниже давление, тем легче частицам перемещаться.

Я позаимствовал насос у друга, который использовал его для удаления пузырьков воздуха из силиконовых литейных материалов. Он отлично подходит для моих нужд и вдвое сокращает мои расходы [два самых дорогих элемента в этой системе - помпа и вариак]

Я видел, как в некоторых системах используется несколько насосов, чтобы снизить давление еще ниже, но для моих нужд система, указанная выше, была хороша.

Шаг 4: создание вакуумной камеры

Для камеры мне понадобилось просверлить 3 отверстия:

Один для катода (этот будет в стекле, будьте осторожны!)

Один для адаптера вакуумного насоса

Один для анода

В качестве камеры я использовал небольшую стеклянную банку для рассола, которую переработал. У него была металлическая крышка, в которой я просверлил отверстие вакуумного адаптера и отверстие анода.

Чтобы скрепить все, я использовал JB Weld [двухкомпонентную эпоксидную смолу, которую я называю «клейкой лентой в мире вакуума»]

Шаг 5: Система напряжения

Используя микроволновый трансформатор, мы можем поднять напряжение 120–220 В переменного тока от настенной розетки до примерно 2000 вольт с незначительной потерей тока [настенная розетка обеспечивает достаточный ток, поэтому нам не нужно беспокоиться о падении тока в трансформаторе].

Переменный ток (ac), подаваемый через стену, можно преобразовать в постоянный ток (dc) с помощью диода высоковольтных диодов. Их можно получить из нескольких микроволновых печей или купить оптом в Интернете. Когда я впервые построил эту систему, я попробовал схему с конденсатором от микроволновой печи, как показано на видео. Для меня эта схема создавала только дуги, которые, хотя и были очень возбуждающими, не испускали плазму, которую я искал. После того, как я бросил это и попробовал новую диодную установку, у меня были гораздо лучшие результаты. [ПРИМЕЧАНИЕ: конденсаторы все еще могут удерживать заряд, поэтому убедитесь, что вы заземлили их, прежде чем прикасаться!]

Шаг 6: Как контролировать напряжение

Чтобы контролировать напряжение от стены, нам нужна переменная система, называемая variac. Однако они могут быть дорогими и их трудно найти, поэтому мы воспользуемся альтернативой, называемой рубцовой.

Две медные пластины, подвешенные в ванне с пищевой содой и водой, тоже подойдут.

Поместив одну из подвешенных медных частей на петлю, вы можете переместить ее по направлению к другой и увеличить выходное напряжение (не трогайте медь! Прикрепите ее к палке или чему-то еще. Я просверлил несколько отверстий в фанерном ломе и установил вся установка на ванне).

Несколько советов: когда я пытался найти более дешевую альтернативу вариакам, я думал, что диммер может решить мою проблему! В принципе, диммер ограничивает количество электричества, протекающего к лампочке или устройству, так почему бы не использовать его для управления подачей электричества на мой трансформатор? ТАК НЕ ПОЙДЕТ! Вот отличное видео, в котором объясняется разница между вариатором и диммером.

Шаг 7. Прежде чем что-либо подключать…

Всегда имейте при себе отказоустойчивый!

Аварийные выключатели должны быть легко доступны

Система множественных проверок может сделать практику более безопасной.

Мне нравится использовать удлинители со встроенными переключателями.

У некоторых из них есть предохранители, которые могут взорваться, если вы потребляете слишком много энергии, что является хорошим и дешевым отказом.

Шаг 8: Подключите все

Подключите вакуумный насос и подключите его к камере.

Подключите трансформатор к вашему варианту

Присоедините диод и конденсатор ко вторичной обмотке трансформатора.

Подключите положительный выход к аноду, а отрицательный выход к катоду от диодного преобразователя к вакуумной камере.

Вставьте варикоз / рубец в стену.

Шаг 9: Тестирование системы

Убедившись, что все соединения подключены правильно, мы можем включить вакуумную камеру и подождать, пока она снизит давление внутри камеры (для меня это заняло около минуты). Если давление не падает, у вас утечка (в некоторых случаях утечка слышна)

Как только это будет сделано и ваша камера достигнет нужного давления, мы можем включить нашу высоковольтную систему и медленно увеличивать мощность, пока наш анод не начнет светиться.

Шаг 10: Улучшения

Улучшения вакуумной системы - Вакуумная камера довольно временная. Незначительные утечки оставляют больше атмосферы для движения частиц, что означает, что нам нужно больше энергии для работы нашего устройства.

Улучшения электрических систем - можно использовать фактический вариак для более надежного управления током.

С момента написания этого руководства в начале 2018 года я продолжал работать над этой системой, улучшая схему, камеры и пробуя различные способы соединения нескольких камер. Скоро будут новые обновления.