Como construir um reator de fusão Farnsworth e se tornar parte do cânone da cultura nuclear: 10 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Com a esperança de descentralizar as hierarquias de poder do conhecimento e empoderar o indivíduo, estaremos percorrendo as etapas necessárias para construir um dispositivo que ionize partículas em plasma usando eletricidade. Este dispositivo demonstrará princípios básicos que, quando dimensionados, podem ser usados para reações de fusão mais robustas (e possivelmente nucleares).

Um Farnsworth Fusion Reactor (ou Fusor) é um dispositivo que usa um campo elétrico para aquecer íons para as condições de fusão nuclear. A máquina induz uma tensão entre duas gaiolas de metal, dentro de um vácuo (saiba mais AQUI).

Meu design é vagamente baseado em um Fusor Design publicado na Make Magazine Vol 36. Eu recomendo fortemente verificar este projeto.

Etapa 1: ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE

Este dispositivo usa alta corrente e alta tensão, uma combinação muito perigosa

Um aparelho de alto vácuo pode implodir se manuseado incorretamente

Este dispositivo pode produzir radiação ultravioleta e de raios-x

Se você realmente quer construir um desses dispositivos, FAÇA MAIS PESQUISAS, obtenha várias opiniões, pratique a fabricação cautelosa e certifique-se de que se sinta confortável trabalhando com vidro, eletricidade de alta tensão e câmaras de vácuo.

Um ótimo lugar para fazer mais pesquisas é entre a comunidade Fusor online já existente em Fusor.net.

O artigo da Make Magazine que mencionei anteriormente também é um ótimo esboço (escrito por pessoas que fazem isso há mais tempo do que eu!)

Eu também recomendo fortemente verificar esta lista de reprodução de vídeo de outros modelos que as pessoas fizeram (também incluí algumas compilações de contadores Geiger no final).

Etapa 2: Componentes básicos

- Sistema de vácuo

- bomba e câmara

-Sistema de tensão

-120-220 volts AC da parede

- ~ 20.000 volts DC na câmara

-Eletrodos

- para conduzir eletricidade através da câmara

ABASTECIMENTO

-Eu coloquei minha bomba online, mas tenho tido muitos problemas com meu modelo. Essencialmente, você precisará de uma bomba de vácuo de 2 estágios, classificação mínima de vácuo de 0,025 mm Hg (25 mícrons). Quanto mais alta a classificação de pés cúbicos por minuto (CFM), melhor. Este é definitivamente o elemento mais caro do projeto, mas vale a pena o investimento! O preço da minha bomba barata não supera as dores de cabeça.

-jb solda pode ser encontrada na maioria das lojas de ferragens ou na Amazon

- Transformadores de micro-ondas podem ser comprados no eBay (caro!) ou adquiridos de micro-ondas. (essas coisas são muito difíceis, então mesmo se você encontrar um micro-ondas quebrado, é provável que essas coisas ainda funcionem)

- Os diodos podem ser obtidos de microondas ou comprados a granel no ebay

- Eu faço sondas com fios de aço de diferentes calibres, mas recomendo fortemente fazer experiências com outros tipos de fios

- Recipientes de vácuo podem ser feitos de um frasco (prefiro aqueles com tampa selável, mas você pode fazer gaxetas para potes sem tampa).

- Mangueiras e adaptadores de mangueiras podem ser comprados em lojas de ferragens (os tamanhos não importam, apenas certifique-se de obter as peças que combinam / cabem!)

- A alternativa variável pode ser feita de recipientes de plástico reutilizados (mais sobre isso mais tarde)

Etapa 3: Sistema de vácuo

As câmaras de vácuo podem ser feitas de recipientes de vidro reciclado, como garrafas de vinho e potes de vidro. O plástico tende a se desmoronar sob as pressões de que precisamos, mas o vidro pode ser perigoso de se trabalhar, então tome cuidado!

Outra observação sobre isso é que vi pessoas fazerem câmaras de tubos de acrílico grosso, o que é muito mais fácil / seguro de criar uma câmara ao redor do que de vidro, mas eu sugeriria pesquisar este método mais por conta própria antes de comprometer (plásticos podem produzir resultados estranhos quando trata-se de desgaseificação).

A bomba de vácuo precisa ser capaz de reduzir nossa câmara para entre 100 e 10 militorr. [1 Torr ~ 0,001 atmosférico]

Quanto mais baixa a pressão, mais fácil é para as partículas se moverem

Peguei emprestada uma bomba de um amigo que a usava para remover bolhas de ar de materiais de fundição de silicone. Funciona bem para minhas necessidades e corta meus gastos pela metade [os dois elementos mais caros deste sistema são a bomba e o variac]

Tenho visto alguns sistemas usarem várias bombas para diminuir ainda mais a pressão, mas para minhas necessidades o sistema indicado acima era bom

Etapa 4: Construindo a Câmara de Vácuo

Para a câmara, precisei de 3 furos:

Um para o cátodo (este vai ficar no vidro, por isso tome cuidado!)

Um para o adaptador da bomba de vácuo

Um para o ânodo

Para minha câmara, usei uma pequena jarra de vidro de picles que reciclei. Tinha uma tampa de metal na qual perfurei o orifício do adaptador de vácuo e o orifício do ânodo.

Para lacrar tudo, usei JB Weld [um epóxi de duas partes que é conhecido como a "fita adesiva do mundo a vácuo"]

Etapa 5: Sistema de Tensão

Usando um transformador de micro-ondas, podemos aumentar os 120-220 AC volts de uma tomada de parede para cerca de 2.000 volts com uma pequena perda de corrente [uma tomada de parede fornece amperes suficientes para que não tenhamos de nos preocupar com a queda de corrente no transformador].

A corrente alternada (CA) fornecida pela parede pode ser convertida em corrente contínua (CC) usando um dímero de diodos de alta tensão. Eles podem ser obtidos de várias microondas ou comprados em massa online. Quando construí este sistema pela primeira vez, experimentei um circuito com um capacitor de micro-ondas, como testemunhado em um vídeo. Para mim, esse circuito só produzia arcos que, embora ainda muito emocionantes, não emitiam o plasma que eu procurava. Depois de abandoná-lo e tentar uma nova configuração de diodo, tive resultados muito melhores. [NOTA: os capacitores ainda podem manter a carga, então certifique-se de que você os aterrou antes de tocá-los!]

Etapa 6: Como controlar a tensão

Para controlar a tensão da parede, precisamos de um sistema variável chamado variac. No entanto, eles podem ser caros e difíceis de encontrar, então usaremos uma alternativa chamada scariac

Duas placas de cobre suspensas em uma banheira de bicarbonato de sódio e água funcionarão tão bem

Ao colocar uma das peças de cobre suspensas em uma dobradiça, você pode movê-la em direção à outra e aumentar a tensão de saída (não toque no cobre! Prenda-a em uma vara ou algo assim. Fiz alguns furos em alguns pedaços de madeira compensada e montei toda a configuração na banheira).

Um conselho: quando estava tentando encontrar uma alternativa mais barata para um variac, pensei que um interruptor mais escuro poderia resolver meu problema! Em princípio, um interruptor dimmer parece limitar a quantidade de eletricidade que flui para uma lâmpada ou dispositivo, então por que não usá-lo para controlar a saída de eletricidade para o meu transformador? ISTO NÃO VAI FUNCIONAR! Aqui está um ótimo vídeo que explica a diferença entre um variac e um switch dimmer.

Etapa 7: antes de conectar qualquer coisa …

Sempre tenha um fail safe!

Os interruptores de emergência devem ser facilmente acessíveis

Um sistema de múltiplas verificações pode levar a uma prática mais segura

Gosto de usar réguas de energia com interruptores integrados.

Alguns deles têm fusíveis que podem estourar se você usar muita energia, o que é um bom e barato sistema de proteção contra falhas.

Etapa 8: conecte tudo

Conecte sua bomba de vácuo e conecte à sua câmara

Conecte seu transformador em sua varian

Conecte o diodo e o capacitor ao secundário no transformador

Conecte a saída positiva ao ânodo e a saída negativa ao cátodo do conversor de diodo à câmara de vácuo

Conecte seu variac / scariac na parede.

Etapa 9: Testando o sistema

Depois de nos certificarmos de que todas as conexões estão feitas corretamente, podemos ligar a câmara de vácuo e esperar que ela reduza a pressão dentro da câmara (para mim, isso levou cerca de um minuto). Se a pressão não cair, você tem um vazamento (em alguns casos, você pode ouvir o vazamento)

Depois de fazer isso e sua câmara estiver na pressão adequada, podemos ligar nosso sistema de alta tensão e aumentar lentamente a potência até que nosso ânodo comece a brilhar.

Etapa 10: melhorias

Melhorias no sistema de vácuo - a câmara de vácuo é bastante improvisada. Vazamentos menores deixam mais atmosfera para as partículas se moverem, o que significa que precisamos de mais energia para operar nosso dispositivo.

Melhorias nos sistemas elétricos - Pode-se usar um variac real para um gerenciamento de corrente mais confiável

Desde que escrevi este tutorial no início de 2018, continuei trabalhando neste sistema, melhorando o circuito, as câmaras e tentando diferentes maneiras de conectar várias câmaras. Mais atualizações virão em breve.