Cómo construir un reactor de fusión Farnsworth y convertirse en parte del canon de cultura nuclear: 10 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Con la esperanza de descentralizar las jerarquías de poder del conocimiento y empoderar al individuo, seguiremos los pasos necesarios para construir un dispositivo que ionice partículas en plasma utilizando electricidad. Este dispositivo demostrará principios básicos que, cuando se escala, se pueden utilizar para reacciones de fusión más robustas (y posiblemente nucleares).

Un reactor de fusión Farnsworth (o Fusor) es un dispositivo que utiliza un campo eléctrico para calentar iones a condiciones de fusión nuclear. La máquina induce un voltaje entre dos jaulas de metal, dentro de un vacío (más información AQUÍ).

Mi diseño está vagamente basado en un Fusor Design publicado en Make Magazine Vol. 36. Recomiendo encarecidamente revisar este proyecto.

Paso 1: DESCARGO DE RESPONSABILIDAD

Este dispositivo usa alta corriente y alto voltaje, ¡una combinación muy peligrosa

Un aparato de alto vacío puede implosionar si se manipula incorrectamente

Este dispositivo puede producir radiación ultravioleta y de rayos X

Si se toma en serio la construcción de uno de estos dispositivos, HAGA MÁS INVESTIGACIÓN, obtenga opiniones múltiples, practique la fabricación con cuidado y asegúrese de sentirse cómodo trabajando con vidrio, electricidad de alto voltaje y cámaras de vacío.

Un gran lugar para hacer más investigaciones es la comunidad de Fusor en línea ya existente en Fusor.net.

El artículo de Make Magazine al que hice referencia anteriormente también es un gran resumen (¡escrito por personas que han estado haciendo esto por más tiempo que yo!)

También recomiendo encarecidamente ver esta lista de reproducción de videos de otros modelos que la gente ha hecho (también incluí algunas compilaciones de contadores geiger al final).

Paso 2: Componentes básicos

-Sistema de vacío

-bomba y cámara

-Sistema de voltaje

-120-220 CA voltios de la pared

- ~ 20, 000 voltios CC en la cámara

-Electrodos

-para conducir electricidad a través de la cámara

FUENTE

-Tengo mi bomba en línea pero he tenido muchos problemas con mi modelo. Esencialmente, necesitará una bomba de vacío de 2 etapas, con una clasificación de vacío mínima de 0.025 mm Hg (25 micrones). Cuanto mayor sea la clasificación de pies cúbicos por minuto (CFM), mejor. Este es definitivamente el elemento más caro del proyecto, ¡pero vale la pena la inversión! El precio de mi bomba barata no supera los dolores de cabeza.

-jb weld se puede encontrar en la mayoría de las ferreterías o en Amazon

-Los transformadores de microondas se pueden comprar en eBay (¡costosos!) o se pueden obtener de microondas. (estas cosas son bastante difíciles, por lo que incluso si encuentra un microondas roto, es probable que sigan funcionando)

-Los diodos pueden obtenerse de microondas o comprarse a granel en ebay

-Hizo sondas con alambre de acero de diferente calibre, pero recomiendo experimentar con otros tipos de alambre

-Los recipientes al vacío se pueden hacer con un frasco (prefiero los que tienen tapas sellables, pero puedes hacer juntas para frascos sin tapa).

- Mangueras y adaptadores de mangueras y se pueden comprar en ferreterías (¡los tamaños realmente no importan, solo asegúrese de obtener piezas que combinen / encajen!)

-La alternativa Variac se puede hacer con recipientes de plástico reutilizados (más sobre esto más adelante)

Paso 3: sistema de vacío

Las cámaras de vacío se pueden fabricar con recipientes de vidrio reciclado, como botellas de vino y frascos de vidrio. El plástico tiende a colapsarse sobre sí mismo bajo las presiones que necesitamos, sin embargo, el vidrio puede ser peligroso para trabajar, así que tenga cuidado.

Otra nota al respecto es que he visto a personas hacer cámaras con tubos acrílicos gruesos, lo que es mucho más fácil / seguro para crear una cámara que el vidrio, pero sugeriría que investigue este método por su cuenta antes de comprometerse (los plásticos pueden producir resultados extraños cuando se trata de desgasificar).

La bomba de vacío debe poder reducir nuestra cámara a entre 100 y 10 militorr. [1 Torr ~ 0,001 atmosférico]

Cuanto menor sea la presión, más fácil será que las partículas se muevan.

Le pedí prestada una bomba a un amigo que la estaba usando para eliminar las burbujas de aire de los materiales de fundición de silicona. Funciona bien para mis necesidades y reduce mis gastos a la mitad [los dos elementos más costosos de este sistema son la bomba y la variac]

He visto que algunos sistemas usan múltiples bombas para bajar la presión aún más, pero para mis necesidades, el sistema indicado anteriormente estaba bien

Paso 4: construcción de la cámara de vacío

Para la cámara, necesitaba 3 agujeros perforados:

Uno para el cátodo (este estará en el vaso, ¡así que ten cuidado!)

Uno para el adaptador de la bomba de vacío

Uno para el ánodo

Para mi cámara, utilicé un pequeño frasco de vidrio para pepinillos que reciclé. Tenía una tapa de metal en la que perforé el orificio del adaptador de vacío y el orificio del ánodo.

Para sellar todo, utilicé JB Weld [un epoxi de dos partes que me han referido como la "cinta adhesiva del mundo del vacío"]

Paso 5: Sistema de voltaje

Usando un transformador de microondas, podemos aumentar los 120-220AC voltios de un enchufe de pared a aproximadamente 2000 voltios con una pérdida menor de corriente [un enchufe de pared proporciona suficientes amperios para que no tengamos que preocuparnos por la caída de corriente en el transformador].

La corriente alterna (ca) proporcionada por la pared se puede convertir en corriente continua (cc) utilizando un dymond de diodos de alto voltaje. Estos pueden obtenerse de múltiples microondas o comprarse a granel en línea. Cuando construí este sistema por primera vez, probé un circuito con un condensador de microondas como se ve en un video. Para mí, este circuito solo produjo arcos que, aunque aún eran muy emocionantes, no emitieron el plasma que buscaba. Después de deshacerme de él y probar una nueva configuración de diodo, obtuve resultados mucho mejores. [NOTA: los condensadores aún pueden mantener la carga, así que asegúrese de conectarlos a tierra antes de tocarlos]

Paso 6: Cómo controlar el voltaje

Para controlar el voltaje de la pared, necesitamos un sistema variable llamado variac. Sin embargo, estos pueden ser costosos y difíciles de encontrar, por lo que usaremos una alternativa llamada scariac.

Dos placas de cobre suspendidas en una tina de bicarbonato de sodio y agua funcionarán igual de bien

Al colocar una de las piezas de cobre suspendidas en una bisagra, puede moverla hacia la otra y aumentar el voltaje de salida (¡no toque el cobre! Sujételo a un palo o algo así. Perforé algunos agujeros en un trozo de madera contrachapada y monté toda la configuración en la bañera).

Algunos consejos: cuando estaba tratando de encontrar una alternativa más barata a un variac, pensé que un interruptor de atenuación podría resolver mi problema. En principio, un regulador de intensidad parece limitar la cantidad de electricidad que fluye hacia una bombilla o dispositivo, así que ¿por qué no usarlo para controlar la salida de electricidad a mi transformador? ¡ESTO NO FUNCIONARÁ! Aquí hay un gran video que explica la diferencia entre un variac y un regulador de intensidad.

Paso 7: antes de conectar cualquier cosa …

¡Tenga siempre una caja fuerte!

Los interruptores de emergencia deben ser de fácil acceso

Un sistema de controles múltiples puede conducir a una práctica más segura

Me gusta usar regletas de enchufes con interruptores integrados.

Algunos de estos tienen fusibles que podrían explotar si consume demasiada energía, lo cual es un seguro y barato.

Paso 8: Conecte todo

Enchufe su bomba de vacío y conéctese a su cámara

Conecte su transformador a su varian

Conecte el diodo y el condensador al secundario del transformador

Conecte la salida positiva al ánodo y la salida negativa al cátodo desde el convertidor de diodos a la cámara de vacío

Conecte su variac / scariac a la pared.

Paso 9: Prueba del sistema

Después de asegurarnos de que todas las conexiones estén cableadas correctamente, podemos encender la cámara de vacío y esperar a que reduzca la presión dentro de la cámara (para mí esto tomó alrededor de un minuto). Si la presión no baja, tiene una fuga (en algunos casos puede escuchar la fuga)

Una vez hecho esto y su cámara esté a la presión adecuada, podemos encender nuestro sistema de alto voltaje y aumentar lentamente la potencia hasta que nuestro ánodo comience a brillar.

Paso 10: Mejoras

Mejoras en el sistema de vacío: la cámara de vacío es bastante improvisada. Las fugas menores dejan más atmósfera para que las partículas se muevan, lo que significa que necesitamos más energía para hacer funcionar nuestro dispositivo.

Mejoras en los sistemas eléctricos: podría usar una variante real para una gestión de corriente más confiable

Desde que escribí este tutorial a principios de 2018, he seguido trabajando en este sistema mejorando el circuito, las cámaras y probando diferentes formas de conectar varias cámaras. Pronto llegarán más actualizaciones.