Hoe een Farnsworth-fusiereactor te bouwen en deel uit te maken van de nucleaire cultuur Canon: 10 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Met de hoop kennismachthiërarchieën te decentraliseren en het individu meer macht te geven, zullen we de stappen doorlopen die nodig zijn om een apparaat te bouwen dat deeltjes in plasma zal ioniseren met behulp van elektriciteit. Dit apparaat zal basisprincipes demonstreren die, indien geschaald, kunnen worden gebruikt voor robuustere (en mogelijk nucleaire) fusiereacties.

Een Farnsworth Fusion Reactor (of Fusor) is een apparaat dat een elektrisch veld gebruikt om ionen te verhitten tot kernfusiecondities. De machine wekt een spanning op tussen twee metalen kooien, in een vacuüm (lees HIER meer).

Mijn ontwerp is losjes gebaseerd op een Fusor Design gepubliceerd in Make Magazine Vol 36. Ik raad ten zeerste aan om dit project eens te bekijken.

Stap 1: DISCLAIMER

Dit apparaat gebruikt hoge stroom en hoge spanning, een zeer gevaarlijke combinatie

Een hoogvacuümapparaat kan imploderen als het onjuist wordt gehanteerd

Dit apparaat kan ultraviolette en röntgenstraling produceren

Als je serieus bent over het bouwen van een van deze apparaten, DOE MEER ONDERZOEK, vraag meerdere meningen, oefen voorzichtig met maken en zorg ervoor dat je vertrouwd bent met glas, hoogspannings-elektriciteit en vacuümkamers.

Een geweldige plek om meer onderzoek te doen is een van de reeds bestaande online Fusor-gemeenschap op Fusor.net.

Het artikel in Make Magazine waar ik eerder naar verwees, is ook een goed overzicht (geschreven door mensen die dit al langer doen dan ik!)

Ik raad ook ten zeerste aan om deze video-afspeellijst te bekijken van andere modellen die mensen hebben gemaakt (ik heb aan het einde ook enkele geigerteller-builds toegevoegd).

Stap 2: Basiscomponenten

-Vacuüm systeem

-pomp en kamer

-Spanningssysteem

-120-220 AC volt van de muur

- ~20, 000 DC volt in kamer

-Elektroden

-voor het geleiden van elektriciteit door kamer

SOURCING

- Ik heb mijn pomp online gekregen, maar heb veel problemen gehad met mijn model. In wezen heeft u een 2-traps vacuümpomp nodig, met een minimale vacuümwaarde van 0,025 mm Hg (25 micron). Hoe hoger de kubieke voet per minuut (CFM), hoe beter. Dit is absoluut het duurste onderdeel van het project, maar het is de investering meer dan waard! Het prijskaartje aan mijn goedkope pomp weegt niet op tegen de hoofdpijn.

-jb weld is te vinden bij de meeste bouwmarkten of amazon

- Magnetrontransformatoren kunnen op eBay worden gekocht (duur!) Of afkomstig zijn uit magnetrons. (deze dingen zijn behoorlijk moeilijk, dus zelfs als je een kapotte magnetron vindt, is de kans groot dat deze dingen nog steeds werken)

-Diodes kunnen worden verkregen uit magnetrons of in bulk worden gekocht op ebay

-Ik maak sondes van verschillende diktes staaldraad, maar ik raad ten zeerste aan om met andere draadtypes te experimenteren

-Vacuümcontainers kunnen van een pot worden gemaakt (ik geef de voorkeur aan afsluitbare deksels, maar je kunt ook pakkingen maken voor potten zonder deksel).

- Slang- en slangadapters en kunnen worden gekocht bij bouwmarkten (maten doen er niet echt toe, zorg er alleen voor dat u onderdelen krijgt die overeenkomen / passen!)

- Variac-alternatief kan worden gemaakt van hergebruikte plastic containers (hierover later meer)

Stap 3: Vacuümsysteem

Vacuümkamers kunnen worden gemaakt van gerecyclede glazen containers zoals wijnflessen en glazen potten. Plastic heeft de neiging om op zichzelf in te storten onder de druk die we nodig hebben, maar glas kan gevaarlijk zijn om mee te werken, dus wees voorzichtig!!!

Een andere opmerking hierover is dat ik mensen kamers heb zien maken van dikke acrylbuizen, wat veel gemakkelijker/veiliger is om een kamer rond te maken dan glas, maar ik zou willen voorstellen om deze methode meer zelf te onderzoeken voordat je je begaat (plastic kan vreemde resultaten opleveren wanneer het gaat om ontgassen).

De vacuümpomp moet in staat zijn om onze kamer terug te brengen tot tussen de 100 en 10 millitorr. [1 Torr ~.001 Atmosferisch]

Hoe lager de druk, hoe gemakkelijker het is voor deeltjes om te bewegen

Ik leende een pomp van een vriend die hem gebruikte voor het verwijderen van luchtbellen uit siliconen gietmaterialen. Het werkt prima voor mijn behoeften en halveer mijn uitgaven [de twee duurste elementen van dit systeem zijn de pomp en de variac]

Ik heb gezien dat sommige systemen meerdere pompen gebruiken om de druk nog lager te krijgen, maar voor mijn behoeften was het bovengenoemde systeem prima

Stap 4: De vacuümkamer bouwen

Voor de kamer had ik 3 gaten nodig:

Eén voor de kathode (deze zit in het glas, dus wees voorzichtig!)

Een voor de vacuümpompadapter

Een voor de anode

Voor mijn kamer heb ik een kleine glazen augurkpot gebruikt die ik heb gerecycled. Het had een metalen deksel waarin ik het gat voor de vacuümadapter en het anodegat boorde.

Om alles af te dichten gebruikte ik JB Weld [een tweecomponenten epoxy die naar mij is verwezen als de "duct tape van de vacuümwereld"]

Stap 5: Spanningssysteem

Met behulp van een microgolftransformator kunnen we de 120-220AC volt van een stopcontact verhogen tot ongeveer 2.000 volt met een klein stroomverlies [een stopcontact levert voldoende ampère zodat we ons geen zorgen hoeven te maken over de stroomdaling in de transformator].

De wisselstroom (ac) die door de muur wordt geleverd, kan worden omgezet in gelijkstroom (dc) met behulp van een dymond van hoogspanningsdiodes. Deze kunnen uit meerdere magnetrons worden gehaald of online in bulk worden gekocht. Toen ik dit systeem voor het eerst bouwde, probeerde ik een circuit met een condensator uit de magnetron, zoals te zien is in een video. Voor mij produceerde dit circuit alleen bogen die, hoewel nog steeds erg opwindend, niet het plasma uitstraalden dat ik zocht. Nadat ik het had gedumpt en een nieuwe diode-opstelling had geprobeerd, had ik veel betere resultaten. [OPMERKING: condensatoren kunnen nog steeds lading vasthouden, dus zorg ervoor dat u ze aardt voordat u ze aanraakt!]

Stap 6: Hoe de spanning te regelen?

Om de spanning van de muur te regelen, hebben we een variabel systeem nodig, een variac genaamd. Deze kunnen echter duur en moeilijk te vinden zijn, dus we zullen een alternatief gebruiken dat een scariac wordt genoemd

Twee koperen platen opgehangen in een bak met zuiveringszout en water werken net zo goed

Door een van de hangende koperen stukken op een scharnier te plaatsen, kunt u deze naar de andere verplaatsen en de uitgangsspanning verhogen (raak het koper niet aan! Klem het aan een stok of zoiets. Ik boorde wat gaten in wat schroot multiplex en monteerde de hele opstelling op het bad).

Wat advies: toen ik op zoek was naar een goedkoper alternatief voor een variac, dacht ik dat een dimmerschakelaar mijn probleem zou kunnen oplossen! In principe lijkt een dimmerschakelaar de hoeveelheid elektriciteit die naar een gloeilamp of apparaat stroomt te beperken, dus waarom zou u deze niet gebruiken om de output van elektriciteit naar mijn transformator te regelen? DIT GAAT NIET WERKEN! Hier is een geweldige video waarin het verschil tussen een variac en een dimmer wordt uitgelegd.

Stap 7: Voordat u iets aansluit …

Zorg altijd voor een failsafe!

Noodschakelaars moeten gemakkelijk toegankelijk zijn

Een systeem van meerdere controles kan leiden tot een veiligere praktijk

Ik gebruik graag stekkerdozen met ingebouwde schakelaars.

Sommige van deze hebben zekeringen die kunnen knappen als u te veel stroom trekt, wat een mooie en goedkope failsafe is.

Stap 8: Sluit alles aan

Sluit uw vacuümpomp aan en maak verbinding met uw kamer

Sluit uw transformator aan op uw variant

Bevestig de diode en condensator aan de secundaire op de transformator

Verbind de positieve uitgang met de anode en de negatieve uitgang met de kathode van de diodeconverter naar de vacuümkamer

Steek je variac/ scariac in de muur.

Stap 9: het systeem testen

Nadat we ervoor hebben gezorgd dat alle verbindingen correct zijn aangesloten, kunnen we de vacuümkamer inschakelen en wachten tot de druk in de kamer is verminderd (bij mij duurde dit ongeveer een minuut). Als de druk niet daalt, heb je een lek (in sommige gevallen kun je het lek horen)

Zodra dit is gebeurd en je kamer de juiste druk heeft, kunnen we ons hoogspanningssysteem inschakelen en langzaam het vermogen verhogen totdat onze anode begint te gloeien.

Stap 10: Verbeteringen

Verbeteringen aan het vacuümsysteem - Vacuümkamer is behoorlijk geïmproviseerd. Kleine lekken laten meer atmosfeer achter waardoor deeltjes kunnen bewegen, wat betekent dat we meer stroom nodig hebben om ons apparaat te laten werken.

Verbeteringen in elektrische systemen - Kan een echte variac gebruiken voor een betrouwbaarder stroombeheer

Sinds ik deze tutorial begin 2018 heb geschreven, ben ik blijven werken aan dit systeem om het circuit en de kamers te verbeteren en verschillende manieren uit te proberen om meerdere kamers met elkaar te verbinden. Binnenkort komen er meer updates.