Cách xây dựng lò phản ứng nhiệt hạch Farnsworth và trở thành một phần của quy luật văn hóa hạt nhân: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Với hy vọng phân cấp phân cấp năng lượng tri thức và trao quyền cho cá nhân, chúng tôi sẽ thực hiện các bước cần thiết để chế tạo một thiết bị ion hóa các hạt thành plasma bằng cách sử dụng điện. Thiết bị này sẽ chứng minh các nguyên tắc cơ bản mà khi được mở rộng quy mô, có thể được sử dụng cho các phản ứng nhiệt hạch (và có thể là hạt nhân) mạnh mẽ hơn.

Lò phản ứng nhiệt hạch Farnsworth (hay Fusor) là một thiết bị sử dụng điện trường để đốt nóng các ion đến điều kiện phản ứng tổng hợp hạt nhân. Máy tạo ra một hiệu điện thế giữa hai lồng kim loại, bên trong chân không (tìm hiểu thêm TẠI ĐÂY).

Thiết kế của tôi dựa trên một Thiết kế Fusor được xuất bản trên Tạp chí Make Vol 36. Tôi thực sự khuyên bạn nên xem qua dự án này.

Bước 1: TỪ CHỐI TRÁCH NHIỆM

Thiết bị này sử dụng dòng điện cao và điện áp cao, một sự kết hợp rất nguy hiểm

Một thiết bị chân không cao có thể phát nổ nếu xử lý không đúng cách

Thiết bị này có thể tạo ra bức xạ tia cực tím và tia X

Nếu bạn thực sự nghiêm túc về việc chế tạo một trong những thiết bị này, HÃY NGHIÊN CỨU NHIỀU HƠN, lấy nhiều ý kiến, thực hành chế tạo thận trọng và đảm bảo rằng bạn cảm thấy thoải mái khi làm việc với kính, điện cao thế và buồng chân không.

Một nơi tuyệt vời để nghiên cứu thêm là trong cộng đồng Fusor trực tuyến đã tồn tại tại Fusor.net.

Bài báo Make Magazine mà tôi đã tham khảo trước đó cũng là một đề cương tuyệt vời (được viết bởi những người đã làm theo cách này lâu hơn tôi!)

Tôi cũng thực sự khuyên bạn nên xem danh sách phát video này về các mô hình khác mà mọi người đã làm (tôi cũng đã bao gồm một số bản dựng bộ đếm geiger ở cuối).

Bước 2: Các thành phần cơ bản

-Hệ thống chân không

-pump và buồng

-Hệ thống điện áp

-120-220 vôn AC từ tường

- ~ 20, 000 vôn DC trong buồng

- Điện cực

-để dẫn điện qua buồng

NGUỒN

-Tôi có máy bơm trực tuyến nhưng có rất nhiều vấn đề với mô hình của tôi. Về cơ bản, bạn sẽ cần một máy bơm chân không 2 giai đoạn, định mức chân không tối thiểu 0,025mm Hg (25 micron). Xếp hạng-feet khối trên phút (CFM) càng cao thì càng tốt. Đây chắc chắn là yếu tố đắt giá nhất của dự án nhưng rất đáng để đầu tư! Mức giá trên chiếc máy bơm rẻ tiền của tôi không vượt quá những vấn đề đau đầu.

-jb hàn có thể được tìm thấy ở hầu hết các cửa hàng phần cứng hoặc amazon

- máy biến áp vi sóng có thể được mua trên eBay (đắt tiền!) hoặc có nguồn gốc từ lò vi sóng. (những thứ này khá khó nên ngay cả khi bạn tìm thấy một lò vi sóng bị hỏng, rất có thể những thứ này vẫn hoạt động)

-Các mã có thể được lấy từ lò vi sóng hoặc mua số lượng lớn từ ebay

-Tôi làm đầu dò từ dây thép khổ khác nhau nhưng tôi thực sự khuyên bạn nên thử nghiệm với các loại dây khác

- Hộp đựng chân không có thể được làm từ lọ (Tôi thích loại có nắp đậy kín nhưng bạn có thể làm miếng đệm cho lọ không có nắp).

- Bộ điều hợp ống và ống mềm và có thể mua từ các cửa hàng phần cứng (kích cỡ không thực sự quan trọng, chỉ cần đảm bảo bạn mua được các bộ phận phù hợp / vừa vặn!)

-Variac thay thế có thể được thực hiện từ các hộp nhựa tái sử dụng (thêm về điều này sau)

Bước 3: Hệ thống hút chân không

Buồng chân không có thể được làm từ các hộp thủy tinh tái chế như chai rượu và bình thợ xây. Nhựa có xu hướng tự sụp đổ dưới áp lực chúng ta cần tuy nhiên thủy tinh có thể nguy hiểm khi làm việc với nó, vì vậy hãy cẩn thận !!!

Một lưu ý khác về điều này là tôi đã thấy mọi người tạo ra các khoang từ ống acrylic dày, dễ dàng / an toàn hơn nhiều để tạo ra một khoang xung quanh so với thủy tinh, nhưng tôi khuyên bạn nên tự nghiên cứu phương pháp này nhiều hơn trước khi thử (nhựa có thể mang lại kết quả kỳ lạ khi nó nói đến khử khí).

Máy bơm chân không cần có khả năng đưa buồng của chúng ta xuống từ 100 đến 10 militorr. [1 Torr ~ 0,001 Khí quyển]

Áp suất càng thấp, các hạt càng dễ di chuyển

Tôi đã mượn một chiếc máy bơm từ một người bạn đang sử dụng nó để loại bỏ bọt khí khỏi vật liệu đúc silicone. Nó hoạt động tốt cho nhu cầu của tôi và cắt giảm một nửa chi tiêu của tôi [hai yếu tố đắt tiền nhất đối với hệ thống này là máy bơm và variac]

Tôi đã thấy một số hệ thống sử dụng nhiều máy bơm để giảm áp suất xuống thấp hơn nữa nhưng đối với nhu cầu của tôi, hệ thống nêu trên vẫn ổn

Bước 4: Xây dựng buồng chân không

Đối với buồng, tôi cần khoan 3 lỗ:

Một cho cực âm (cái này sẽ nằm trong kính nên hãy cẩn thận!)

Một cho bộ chuyển đổi bơm chân không

Một cho cực dương

Đối với buồng của tôi, tôi đã sử dụng một lọ dưa muối nhỏ bằng thủy tinh mà tôi đã tái chế. Nó có một nắp kim loại mà tôi đã khoan lỗ bộ chuyển đổi chân không và lỗ cực dương vào.

Để niêm phong mọi thứ, tôi đã sử dụng JB Weld [một loại epoxy hai phần đã được tôi gọi là "băng keo của thế giới chân không"]

Bước 5: Hệ thống điện áp

Sử dụng máy biến áp vi sóng, chúng ta có thể tăng điện áp 120-220AC vôn từ ổ cắm trên tường lên khoảng 2.000 vôn với một lượng dòng điện bị hao hụt nhỏ [ổ cắm trên tường cung cấp đủ ampe mà chúng ta không phải lo lắng về sự sụt giảm dòng điện trong máy biến áp].

Dòng điện xoay chiều (xoay chiều) được cung cấp bởi tường có thể được chuyển đổi thành dòng điện một chiều (một chiều) bằng cách sử dụng một loạt các điốt điện áp cao. Chúng có thể được lấy từ nhiều lò vi sóng hoặc mua trực tuyến với số lượng lớn. Khi tôi lần đầu tiên xây dựng hệ thống này, tôi đã thử một mạch với tụ điện từ lò vi sóng như đã chứng kiến trong video. Đối với tôi, mạch này chỉ tạo ra các vòng cung, trong khi vẫn còn rất thú vị, không phát ra plasma mà tôi đang theo đuổi. Sau khi loại bỏ nó và thử thiết lập diode mới, tôi đã có kết quả tốt hơn nhiều. [LƯU Ý: tụ điện vẫn có thể giữ điện, vì vậy hãy đảm bảo bạn nối đất chúng trước khi chạm vào!]

Bước 6: Cách kiểm soát điện áp

Để điều khiển điện áp từ tường, chúng ta cần một hệ thống biến thiên gọi là biến thiên. Tuy nhiên, những thứ này có thể đắt và khó tìm nên chúng tôi sẽ sử dụng một giải pháp thay thế có tên là scariac

Hai tấm đồng lơ lửng trong một bồn chứa baking soda và nước cũng sẽ hoạt động tốt

Bằng cách đặt một trong những miếng đồng lơ lửng trên bản lề, bạn có thể di chuyển nó về phía kia và tăng điện áp đầu ra (không chạm vào đồng! Kẹp nó vào một thanh hoặc vật gì đó. Tôi đã khoan một số lỗ vào một số ván ép phế liệu và lắp toàn bộ thiết lập trên bồn tắm).

Một số lời khuyên: Khi tôi đang cố gắng tìm một giải pháp thay thế rẻ hơn cho một chiếc variac, tôi nghĩ rằng một công tắc điều chỉnh độ sáng có thể giải quyết vấn đề của tôi! Về nguyên tắc, công tắc điều chỉnh độ sáng dường như hạn chế lượng điện chạy đến bóng đèn hoặc thiết bị, vậy tại sao không sử dụng nó để điều khiển sản lượng điện đến máy biến áp của tôi? ĐIỀU NÀY SẼ KHÔNG HOẠT ĐỘNG! Đây là một video tuyệt vời giải thích sự khác biệt giữa công tắc điều chỉnh độ sáng và công tắc điều chỉnh độ sáng.

Bước 7: Trước khi cắm bất cứ thứ gì vào…

Luôn luôn có một két an toàn!

Công tắc khẩn cấp phải dễ dàng tiếp cận

Một hệ thống kiểm tra nhiều lần có thể dẫn đến thực hành an toàn hơn

Tôi thích sử dụng dải điện có công tắc tích hợp.

Một số trong số này có cầu chì có thể bật ra nếu bạn sử dụng quá nhiều sức mạnh, đây là một biện pháp bảo vệ dự phòng rẻ và đẹp.

Bước 8: Lên dây cót mọi thứ

Cắm máy bơm chân không của bạn và kết nối với buồng của bạn

Cắm máy biến áp của bạn vào varian của bạn

Gắn diode và tụ điện vào thứ cấp trên máy biến áp

Kết nối đầu ra tích cực với cực dương và đầu ra âm với cực âm từ bộ chuyển đổi diode sang buồng chân không

Cắm variac / scariac của bạn vào tường.

Bước 9: Kiểm tra hệ thống

Sau khi đảm bảo tất cả các kết nối đều được nối dây chính xác, chúng ta có thể bật buồng chân không và đợi nó giảm áp suất bên trong buồng (đối với tôi điều này mất khoảng một phút). Nếu áp suất không giảm, bạn đã bị rò rỉ (trong một số trường hợp, bạn có thể nghe thấy tiếng rò rỉ)

Khi điều này được thực hiện và buồng của bạn ở áp suất propper, chúng tôi có thể bật hệ thống điện áp cao của mình và từ từ tăng công suất cho đến khi cực dương của chúng tôi bắt đầu phát sáng.

Bước 10: Cải tiến

Cải tiến hệ thống chân không - Buồng chân không khá tạm thời. Rò rỉ nhỏ để lại nhiều bầu không khí hơn cho các hạt di chuyển qua đó có nghĩa là chúng ta cần nhiều năng lượng hơn để chạy thiết bị của mình.

Cải tiến hệ thống điện - Có thể sử dụng một biến thể thực tế để quản lý dòng điện đáng tin cậy hơn

Kể từ khi viết hướng dẫn này vào đầu năm 2018, tôi đã tiếp tục làm việc trên hệ thống này để cải thiện mạch, các khoang và thử các cách khác nhau để kết nối nhiều khoang. Nhiều bản cập nhật sẽ đến sớm.