So bauen Sie einen Farnsworth-Fusionsreaktor und werden Teil des nuklearen Kulturkanons - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In der Hoffnung, Wissensmachthierarchien zu dezentralisieren und den Einzelnen zu stärken, werden wir die notwendigen Schritte durchlaufen, um ein Gerät zu bauen, das Teilchen mithilfe von Elektrizität zu Plasma ionisiert. Dieses Gerät wird grundlegende Prinzipien demonstrieren, die, wenn sie skaliert werden, für robustere (und möglicherweise nukleare) Fusionsreaktionen verwendet werden können.

Ein Farnsworth Fusionsreaktor (oder Fusor) ist ein Gerät, das ein elektrisches Feld verwendet, um Ionen auf Kernfusionsbedingungen zu erhitzen. Die Maschine induziert eine Spannung zwischen zwei Metallkäfigen in einem Vakuum (mehr dazu HIER).

Mein Design basiert lose auf einem Fusor Design, das im Make Magazine Vol 36 veröffentlicht wurde. Ich empfehle dringend, dieses Projekt auszuprobieren.

Schritt 1: HAFTUNGSAUSSCHLUSS

Dieses Gerät verwendet Hochstrom und Hochspannung, eine sehr gefährliche Kombination

Ein Hochvakuumgerät kann bei unsachgemäßer Handhabung implodieren

Dieses Gerät kann ultraviolette und Röntgenstrahlung erzeugen

Wenn Sie es ernst meinen mit dem Bau eines dieser Geräte, MACHEN SIE MEHR FORSCHUNG, holen Sie mehrere Meinungen ein, üben Sie vorsichtiges Herstellen und stellen Sie sicher, dass Sie sich beim Arbeiten mit Glas, Hochspannungsstrom und Vakuumkammern wohl fühlen.

Ein großartiger Ort, um mehr zu recherchieren, ist die bereits bestehende Online-Fusor-Community auf Fusor.net.

Der Artikel im Make Magazine, auf den ich zuvor verwiesen habe, ist auch eine großartige Übersicht (von Leuten geschrieben, die das schon länger tun als ich!)

Ich empfehle auch dringend, sich diese Video-Playlist mit anderen Modellen anzusehen, die Leute gemacht haben (ich habe auch einige Geigerzähler-Builds am Ende hinzugefügt).

Schritt 2: Grundkomponenten

-Vakuumsystem

-Pumpe und Kammer

-Spannungssystem

-120-220 AC Volt von der Wand

- ~20.000 DC Volt in der Kammer

-Elektroden

-zum Leiten von Elektrizität durch die Kammer

BESCHAFFUNG

-Ich habe meine Pumpe online gestellt, habe aber viele Probleme mit meinem Modell. Im Wesentlichen benötigen Sie eine 2-stufige Vakuumpumpe mit einer Mindestvakuumbewertung von 0,025 mm Hg (25 Mikron). Je höher die Bewertung in Kubikfuß pro Minute (CFM), desto besser. Dies ist definitiv das teuerste Element des Projekts, aber die Investition lohnt sich! Der Preis meiner billigen Pumpe wiegt die Kopfschmerzen nicht auf.

-jb weld gibt es in den meisten Baumärkten oder bei Amazon

-Mikrowellentransformatoren können bei eBay gekauft werden (teuer!) oder aus Mikrowellen bezogen werden. (Diese Dinge sind ziemlich hart, also selbst wenn Sie eine kaputte Mikrowelle finden, werden diese Dinge wahrscheinlich immer noch funktionieren)

-Dioden können aus Mikrowellen bezogen oder in großen Mengen bei ebay gekauft werden

-Ich mache Sonden aus Stahldraht unterschiedlicher Stärke, aber ich empfehle dringend, mit anderen Drahttypen zu experimentieren

-Vakuumbehälter können aus einem Glas hergestellt werden (ich bevorzuge solche mit verschließbaren Deckeln, aber Sie können Dichtungen für Gläser ohne Deckel herstellen).

- Schlauch und Schlauchadapter und können im Baumarkt gekauft werden (Größen spielen keine Rolle, stellen Sie nur sicher, dass Sie Teile bekommen, die passen / passen!)

-Variac-Alternative kann aus wiederverwendeten Kunststoffbehältern hergestellt werden (dazu später mehr)

Schritt 3: Vakuumsystem

Vakuumkammern können aus recycelten Glasbehältern wie Weinflaschen und Einmachgläsern hergestellt werden. Kunststoff neigt dazu, unter dem Druck, den wir brauchen, in sich zusammenzubrechen, aber die Arbeit mit Glas kann gefährlich sein, also seien Sie vorsichtig!

Ein weiterer Hinweis dazu ist, dass ich gesehen habe, wie Leute Kammern aus dicken Acrylrohren herstellen, die viel einfacher / sicherer sind als Glas, aber ich würde vorschlagen, diese Methode vor dem Begehen mehr auf eigene Faust zu erforschen (Kunststoffe können seltsame Ergebnisse liefern, wenn es kommt zur Entgasung).

Die Vakuumpumpe muss in der Lage sein, unsere Kammer auf zwischen 100 und 10 Millitorr zu bringen. [1 Torr ~ 0,001 atmosphärisch]

Je niedriger der Druck, desto leichter können sich die Partikel bewegen

Ich habe mir eine Pumpe von einem Freund ausgeliehen, der damit Luftblasen aus Silikongussmaterialien entfernt. Es funktioniert gut für meine Bedürfnisse und halbiert meine Ausgaben [die beiden teuersten Elemente dieses Systems sind die Pumpe und der Variac]

Ich habe gesehen, dass einige Systeme mehrere Pumpen verwenden, um den Druck noch weiter zu senken, aber für meine Bedürfnisse war das oben genannte System in Ordnung

Schritt 4: Aufbau der Vakuumkammer

Für die Kammer brauchte ich 3 Löcher gebohrt:

Einer für die Kathode (dieser wird im Glas sein, also sei vorsichtig!)

Einer für den Vakuumpumpenadapter

Einer für die Anode

Für meine Kammer habe ich ein kleines Gurkenglas verwendet, das ich recycelt habe. Es hatte einen Metalldeckel, in den ich das Vakuumadapterloch und das Anodenloch gebohrt habe.

Um alles zu versiegeln, habe ich JB Weld verwendet [ein zweiteiliges Epoxidharz, das von mir als "Klebeband der Vakuumwelt" bezeichnet wird]

Schritt 5: Spannungssystem

Mit einem Mikrowellentransformator können wir die 120-220 AC Volt von einer Steckdose auf etwa 2.000 Volt mit einem geringen Stromverlust erhöhen [eine Steckdose liefert genug Ampere, dass wir uns keine Sorgen um den Stromabfall machen müssen im Transformator].

Der von der Wand gelieferte Wechselstrom (AC) kann mit einem Dymond aus Hochspannungsdioden in Gleichstrom (DC) umgewandelt werden. Diese können aus mehreren Mikrowellen bezogen oder in großen Mengen online gekauft werden. Als ich dieses System zum ersten Mal gebaut habe, habe ich eine Schaltung mit einem Kondensator aus der Mikrowelle ausprobiert, wie in einem Video zu sehen ist. Für mich erzeugte diese Schaltung nur Lichtbögen, die zwar immer noch sehr aufregend waren, aber nicht das Plasma emittiert haben, nach dem ich suchte. Nachdem ich es weggeworfen und ein neues Dioden-Setup ausprobiert hatte, hatte ich viel bessere Ergebnisse. [HINWEIS: Kondensatoren können immer noch Ladung halten, also stellen Sie sicher, dass Sie sie vor dem Berühren erden!]

Schritt 6: So steuern Sie die Spannung

Um die Spannung von der Wand zu steuern, benötigen wir ein variables System, das als Variac bezeichnet wird. Diese können jedoch teuer und schwer zu finden sein, daher verwenden wir eine Alternative namens Scariac

Zwei Kupferplatten, die in einer Wanne mit Backpulver und Wasser aufgehängt sind, funktionieren genauso gut

Indem Sie eines der aufgehängten Kupferstücke auf ein Scharnier legen, können Sie es zum anderen bewegen und die Ausgangsspannung erhöhen (berühren Sie das Kupfer nicht! Klemmen Sie es an einen Stock oder so. Ich habe einige Löcher in etwas Sperrholz gebohrt und montiert das gesamte Setup auf der Wanne).

Einige Ratschläge: Als ich nach einer günstigeren Alternative zu einem Variac suchte, dachte ich, ein Dimmer könnte mein Problem lösen! Grundsätzlich scheint ein Dimmer die Strommenge zu begrenzen, die zu einer Glühbirne oder einem Gerät fließt. Warum also nicht damit die Stromabgabe an meinen Transformator steuern? DAS WIRD NICHT FUNKTIONIEREN! Hier ist ein großartiges Video, das den Unterschied zwischen einem Variac- und einem Dimmerschalter erklärt.

Schritt 7: Bevor Sie etwas einstecken …

Haben Sie immer eine Ausfallsicherung!

Notschalter sollten leicht zugänglich sein

Ein System von Mehrfachprüfungen kann zu einer sichereren Praxis führen

Ich verwende gerne Steckdosenleisten mit eingebauten Schaltern.

Einige davon haben Sicherungen, die platzen könnten, wenn Sie zu viel Strom ziehen, was eine schöne und billige Ausfallsicherheit ist.

Schritt 8: Alles verdrahten

Schließen Sie Ihre Vakuumpumpe an und verbinden Sie sie mit Ihrer Kammer

Stecken Sie Ihren Transformator in Ihre Varian

Befestigen Sie die Diode und den Kondensator an der Sekundärseite des Transformators

Verbinden Sie den positiven Ausgang mit der Anode und den negativen Ausgang mit der Kathode vom Diodenwandler zur Vakuumkammer

Stecken Sie Ihren Variac / Scariac in die Wand.

Schritt 9: Testen des Systems

Nachdem wir sichergestellt haben, dass alle Anschlüsse korrekt verdrahtet sind, können wir die Vakuumkammer einschalten und warten, bis der Druck in der Kammer reduziert wird (bei mir dauerte dies etwa eine Minute). Wenn der Druck nicht abfällt, haben Sie ein Leck (in einigen Fällen können Sie das Leck hören)

Sobald dies erledigt ist und Ihre Kammer den richtigen Druck hat, können wir unser Hochspannungssystem einschalten und die Leistung langsam erhöhen, bis unsere Anode zu glühen beginnt.

Schritt 10: Verbesserungen

Verbesserungen des Vakuumsystems - Die Vakuumkammer ist ziemlich provisorisch. Kleinere Lecks hinterlassen mehr Atmosphäre, durch die sich Partikel bewegen können, was bedeutet, dass wir mehr Strom benötigen, um unser Gerät zu betreiben.

Verbesserungen der elektrischen Systeme - Könnte einen tatsächlichen Variac für ein zuverlässigeres Strommanagement verwenden

Seit ich dieses Tutorial Anfang 2018 geschrieben habe, habe ich weiter an diesem System gearbeitet, um die Schaltung und die Kammern zu verbessern und verschiedene Möglichkeiten auszuprobieren, mehrere Kammern zu verbinden. Weitere Updates werden in Kürze folgen.