Hur man bygger en Farnsworth Fusion Reactor och blir en del av kärnkulturkanonen: 10 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Med hopp om att decentralisera kunskapskraftshierarkier och ge individen makt, kommer vi att gå igenom de steg som är nödvändiga för att bygga en enhet som kommer att jonisera partiklar till plasma med hjälp av elektricitet. Denna enhet kommer att visa grundläggande principer som, när de skalas, kan användas för mer robusta (och möjligen nukleära) fusionsreaktioner.

En Farnsworth Fusion Reactor (eller Fusor) är en enhet som använder ett elektriskt fält för att värma joner till kärnfusionsförhållanden. Maskinen inducerar en spänning mellan två metallburar, inuti ett vakuum (läs mer HÄR).

Min design är löst baserad på en Fusor Design publicerad i Make Magazine Vol 36. Jag rekommenderar starkt att kolla in det här projektet.

Steg 1: FRISKRIVNING

Denna enhet använder hög ström och hög spänning, en mycket farlig kombination

En högvakuumapparat kan implodera om den hanteras felaktigt

Denna enhet kan producera ultraviolett och röntgenstrålning

Om du är seriös med att bygga en av dessa enheter FORSKA MER, få flera åsikter, öva försiktigt att göra, och se till att du är bekväm med att arbeta med glas, högspänningsel och vakuumkammare.

Ett bra ställe att göra mer forskning är bland det redan existerande online Fusor -samhället på Fusor.net.

Artikeln Make Magazine som jag hänvisade till tidigare är också en bra översikt (skriven av människor som har gjort det här längre än jag har!)

Jag rekommenderar också starkt att kolla in den här videospellistan med andra modeller som människor har gjort (jag har också inkluderat några geiger counter -byggnader i slutet).

Steg 2: Grundläggande komponenter

-Vakuum system

-pump och kammare

-Spänningssystem

-120-220 AC volt från väggen

- ~ 20 000 DC volt i kammaren

-Elektroder

-för att leda elektricitet genom kammaren

KÄLLA

-Jag fick min pump online men har haft många problem med min modell. I huvudsak behöver du en 2 -stegs vakuumpump, 0,025 mm Hg (25 mikron) lägsta vakuumvärde. Ju högre kubikfot per minut (CFM), desto bättre. Detta är definitivt det dyraste elementet i projektet men är värt investeringen! Prislappen på min billiga pump uppväger inte huvudvärken.

-jb -svets finns i de flesta järnaffärer eller Amazon

-mikrovågstransformatorer kan köpas på eBay (dyra!) Eller hämtas från mikrovågor. (dessa saker är ganska tuffa, så även om du hittar en trasig mikrovågsugn är chansen stor att dessa saker fortfarande fungerar)

-Dioder kan hämtas från mikrovågor eller köpas i bulk från ebay

-Jag gör sonder av olika ståltråd, men jag rekommenderar starkt att experimentera med andra trådtyper

-Vakuumbehållare kan tillverkas av en burk (jag föredrar sådana med tätbara lock men du kan göra packningar för burkar utan lock).

- Slang- och slangadaptrar och kan köpas från järnaffärer (storlekar spelar ingen roll, se bara till att du får delar som matchar/passar!)

-Variac alternativ kan göras av omformade plastbehållare (mer om detta senare)

Steg 3: Vakuumsystem

Vakuumkammare kan tillverkas av återvunna glasbehållare som vinflaskor och masonburkar. Plast tenderar att kollapsa på sig själv under de tryck vi behöver men glas kan vara farligt att arbeta med så var försiktig !!!

En annan anteckning om detta är att jag har sett människor göra kammare av tjocka akrylrör som är mycket lättare/säkrare att tillverka en kammare runt än glas, men jag skulle föreslå att du undersöker denna metod mer på egen hand innan du begår (plast kan ge konstiga resultat när det gäller avgasning).

Vakuumpumpen måste kunna föra ner vår kammare till mellan 100 och 10 millitorr. [1 Torr ~.001 Atmosfärisk]

Ju lägre tryck, desto lättare är det för partiklar att röra sig

Jag lånade en pump av en vän som använde den för att ta bort luftbubblor från silikongjutningsmaterial. Det fungerar bra för mina behov och minskar mina utgifter till hälften [de två dyraste elementen i detta system är pumpen och variacen]

Jag har sett vissa system använda flera pumpar för att få ner trycket ännu lägre, men för mina behov var systemet som anges ovan bra

Steg 4: Bygga vakuumkammaren

För kammaren behövde jag borra 3 hål:

En för katoden (den här kommer att finnas i glaset så var försiktig!)

En för vakuumpumpadaptern

En för anoden

Till min kammare använde jag en liten glasburk som jag återvunnet. Den hade ett metalllock som jag borrade i vakuumadapterhålet och anodhålet i.

För att försegla allt använde jag JB Weld [en tvådelad epoxi som har kallats för mig som "tejp av vaccumvärlden"]

Steg 5: Spänningssystem

Med en mikrovågstransformator kan vi öka 120-220AC volt från ett vägguttag till cirka 2 000 volt med en mindre strömförlust [ett vägguttag ger tillräckligt med ampere så att vi inte behöver oroa oss för strömfallet i transformatorn].

Växelströmmen (ac) från väggen kan omvandlas till likström (dc) med hjälp av en dymond av högspänningsdioder. Dessa kan hämtas från flera mikrovågor eller köpas i bulk online. När jag först byggde det här systemet försökte jag en krets med en kondensator från mikrovågsugnen, vilket framgår av en video. För mig producerade denna krets bara bågar som, även om de fortfarande var mycket spännande, inte avgav den plasma jag var ute efter. Efter att ha släppt den och provat en ny diodinställning hade jag mycket bättre resultat. [OBS: kondensatorer kan fortfarande hålla laddningen så se till att du jordar dem innan du rör vid!]

Steg 6: Så här kontrollerar du spänningen

För att styra spänningen från väggen behöver vi ett variabelt system som kallas en variac. Dessa kan dock vara dyra och svåra att hitta så vi kommer att använda ett alternativ som kallas en scariac

Två kopparplattor hängande i ett bad med bakpulver och vatten fungerar lika bra

Genom att sätta en av de upphängda kopparbitarna på ett gångjärn kan du flytta den mot den andra och öka utspänningen (rör inte kopparen! Kläm fast den till en pinne eller något. Jag borrade några hål i lite plywoodskruv och monterade hela installationen på badkaret).

Några råd: När jag försökte hitta ett billigare alternativ till en variac trodde jag att en dimmer kunde lösa mitt problem! I princip verkar en dimmerbrytare begränsa mängden elektricitet som flödar till en glödlampa eller enhet, så varför inte använda den för att styra elproduktionen till min transformator? DETTA FUNGERAR INTE! Här är en bra video som förklarar skillnaden mellan en variac och en dimmer.

Steg 7: Innan du kopplar in något …

Ha alltid en felsäker!

Nödströmbrytare ska vara lättåtkomliga

Ett system med flera kontroller kan leda till en säkrare praxis

Jag gillar att använda strömuttag med inbyggda strömbrytare.

Några av dessa har säkringar som kan dyka upp om du drar för mycket ström vilket är en trevlig och billig felsäker.

Steg 8: Anslut allt

Anslut din vakuumpump och anslut till kammaren

Anslut din transformator till din varian

Anslut dioden och kondensatorn till sekundären på transformatorn

Anslut den positiva utgången till anoden och den negativa utgången till katoden från diodomvandlaren till vakuumkammaren

Anslut din variac/ scariac till väggen.

Steg 9: Testa systemet

Efter att ha säkerställt att alla anslutningar är korrekt anslutna kan vi slå på vakuumkammaren och vänta tills det minskar trycket inuti kammaren (för mig tog det ungefär en minut). Om trycket inte sjunker har du en läcka (i vissa fall kan du höra läckan)

När detta är gjort och din kammare har påtryckningstrycket kan vi slå på vårt högspänningssystem och långsamt öka effekten tills vår anod börjar lysa.

Steg 10: Förbättringar

Vakuumsystemförbättringar - Vakuumkammaren är ganska provisorisk. Mindre läckor lämnar mer atmosfär för partiklar att röra sig genom vilket betyder att vi behöver mer kraft för att köra vår enhet.

Förbättringar av elektriska system - Kan använda en verklig variant för en mer tillförlitlig strömhantering

Sedan jag skrev den här handledningen i början av 2018 har jag fortsatt att arbeta med detta system för att förbättra kretsen, kamrarna och testa olika sätt att ansluta flera kamrar. Fler uppdateringar kommer snart.