Bauen Sie einen Fusionsreaktor 7 Schritte (mit Bildern)
Einleitung: Bauen Sie einen Fusionsreaktor
Ja, können Sie Ihre eigenen Kernfusionsreaktor in Ihrem Haus bauen! Aber zuerst ein paar Warnungen:
-Dieses Projekt umfasst tödliche Spannung. Stellen Sie sicher, dass Sie wissen, dass Ihre Hochspannungssicherheit oder einen qualifizierten Elektroberater.
-Potentiell gefährliche Mengen von Röntgenstrahlen produziert werden. Bleiabschirmung von Ansichtsfenstern ist ein Muss!
-Deuterium, ein explosives Gas, verwendet werden. Achten Sie darauf, für Kraftstofflecks zu überprüfen.
-Alle anderen inhärenten Gefahren eines Heim Engineering-Projekt dieses Grades (ein breites Spektrum von möglichen Verletzungen, Schäden am Girokonto, und den Verlust der allgemeinen Vernunft)
Hier sind die minimal erforderlichen Materialien:
Schritt 1: Setzen Sie die Vakuumkammer
Eine Qualitäts-Hochvakuumkammer ist für die fusor erforderlich zu betreiben. Manchmal kann eine geeignete Kammer auf eBay zu finden, aber in der Regel ist es am besten zu machen. Die Teile können für mehrere hundert Dollar scrounged werden, oder für $ 500 + neu gekauft.
Holen Sie sich zwei Edelstahl-Hemisphären, kaufen zwei entsprechende Conflat-Flansche (8" Flansche in meinem Fall), Bohrung heraus Löcher für Zubehör Flansche und dann TIG schweißen alle zusammen. Die Flansche sind in der Regel entweder der KF oder Conflat Stil. Conflat kann unten als die Flansche mit Schrauben und KF (Kwik-Flansch) sind wie die in dem Bild zu sehen ist nur auf der Innenseite, einen O-Ring an der Berührungsfläche. nur Schweißhalteklammern niemals an der Außenseite (da virtuelle Lecks mit gesehen wenn beide können innerhalb gebildet werden und außen verschweißt sind.) wenn Sie noch nie geschweißt TIG, wäre es klug, jemanden mit Erfahrung zu tun haben als die Schweißnähte ohne Stift große Löcher oder poröse Bereiche einwandfrei sein muss halten Vakuum.
Nach der Bearbeitung gründlich reinigen die Kammer und vermeiden Fingerabdrücke darin bekommen, da diese ausgasen werden, die bei Vakuumdruck Moleküle im Öl von Fingerabdrücken oder Bearbeitungsöl bedeutet, wird Dampf werden und machen es schwer, die Plasmastabilität aufrecht zu erhalten oder ein gutes Endvakuum erreichen Ebene.
Schritt 2: Vorbereiten der Hochvakuumpumpe
Die Öldiffusionspumpe (oder Turbopumpe, wenn Sie ein bisschen Glück haben schnorren oder ein höheres Budget). Füllen die Pumpe mit Qualitätsdiffusionspumpenöl zu, was Füllstandes der Pumpe Dokumentation schlägt vor, bringt den Einlass mit einem Ventil, das dann mit der Kammer verbindet (siehe Abbildung), und befestigen den Auslass zu einer mechanischen Vorpumpe, die mindestens etwa 75 erreicht mgr; m (jede höhere und die Diffusionspumpe nicht richtig arbeitet oder das Öl schnell oxidieren).
Sobald diese zusammengebaut ist, schalten die mechanische Pumpe und warten, bis das Vakuum mindestens 75 Mikrometer zu erreichen. Als nächstes können Sie die Hochvakuumpumpe testen auf der Diffusionspumpe auf den Kessel durch Drehen. Nachdem es (könnte eine Weile dauern) erwärmt, sollte das Vakuum schnell unter dem einzelnen Mikrometer-Bereich fallen.
Schritt 3: Erstellen Sie Inner Grid
Das innere Gitter (wo die Hochspannung angelegt wird) muss nun gebaut und mit einer Hochspannungsdurchführung angebracht sein.
Am besten ist es ein Metall wie Wolfram für die Gitterdrähte zu verwenden, da es einen sehr hohen Schmelzpunkt hat, und das Gitter wird extrem heiß während des Hochleistungslaufes erhalten.
Dies kann gebaut werden wie Sie wollen, solange es eine Kugelform von etwa 1 bis 1,5 Zoll im Durchmesser ähnelt (für eine 6-8" Kammer), sollte es funktionieren.
Das Gitter sollte intern mit einer elektrischen Durchführung, wie die in dem zweiten Bild im Bild einer befestigt werden. Diese Durchführung für die Kathodenspannung ausgelegt werden muss, der verwendet wird, in der Regel 40 kV ist eine gute Zielspannung.
Schritt 4: Deuterium-System zusammenbauen
Deuteriumgas als Brennstoff für diesen Fusionsreaktor verwendet. Sie benötigen einen Tank dieses Gases kaufen (es sei denn, Sie wollen Elektrolyse auf schwerem Wasser zu tun, dieser Prozess wird hier nicht dokumentiert werden, aber nichts mehr als eine kleine Hoffman Gerät erforderlich ist - höhere Reinheit Gas kann aus einem Druckbehälter geholt werden) .
Befestigen einen Hochdruckregler direkt mit dem Tank, fügen ein extrem fein Dosiernadel Ventil nach dieser (oder eine Laseröffnung im Bereich von 5 Mikron gebohrt), dann bringen diese in die Kammer. Ein Kugelventil kann auch zwischen dem Regler und dem Nadelventil installiert werden, da Nadelventile sind nicht Absperrventile.
Schritt 5: High Voltage
Wenn Sie einen Netzteil erwerben können (gelegentlich, aber nicht häufig gefunden Überschuss) geeignet für Fusion Gebrauch, wird die Hochspannung sehr einfach. nimm einfach den Ausgang der negativen Versorgungs 40kV und befestigen es mit einer physikalisch großen Hochspannung an die Kammer 50-100k ohm Vorwiderstand in Reihe (groß genug, daß seine Länge nicht Funkenüber wenn 40kV, um es in einem Plasmadurchlauf angewandt wird -away oder Entladungsbogen).
Die Schwierigkeit besteht darin, dass es oft schwierig, wenn nicht unmöglich, eine geeignete komplett montiert DC-Versorgung dieser Spannungspegel zu finden, die den Amateurwissenschaftlers erschwinglich ist.
Abgebildet ist meine Hochfrequenz-Ferrit-Transformator Paar, mit einem Multiplikator 4-stufigen dahinter zu sehen.
Wenn eine komplett aufgebaute Stromversorgung (in der Regel hergestellt, indem entweder Glassman oder Spellman), gibt es ein paar Optionen:
-Finden Sie eine Röntgen Transformator und bei Bedarf entweder die Gleichrichter für negative Polarität umkehren oder Gleichrichter hinzufügen, wenn es keine hat (ein Röntgentransformatorkern nicht Gleichrichter hat, wird es wahrscheinlich, wenn es in seinem Öltank ist)
-Baue eine Schalthochfrequenz-Ferrit Stromversorgung. Das ist, was ich tat, aber es ist ein wenig EE Erfahrung erfordert, da mehrere Aspekte resonant sein muss und wenn es jemals verstimmt genommen wird, werden die Transistoren ausbrennen. Wahrscheinlich nicht die beste Option für Menschen mit wenig elektrischen Hintergrund.
Schritt 6: Setup Neutronenerfassungs-
Der Nachweis des Fusions (und eine quantitative Analyse von wie viel fusion) durch Erfassen Neutronenstrahlung, das Nebenprodukt einer D-D-Fusionsreaktion erhalten. Es gibt drei Optionen, die beschrieben werden. Sie sind in der Reihenfolge der einfachen Einrichtung absteigt.
-Ein Neutron Blase Dosimeter
Eine Blase Dosimeter ist eine kleine Einheit mit einem Gel darin daß Blasen bildet, wenn sie durch Neutronenstrahlung ionisiert. Dies ist die einfachste Form der Neutronendetektion zur Verfügung, da alles, was Sie tun müssen, ist die oben abschrauben und neben dem fusor gesetzt. Einige der Nachteile sind, dass es ein integrativer Detektor ist, was bedeutet, alles, was Sie ist eine Gesamt-Neutronenemission Zahl über die Zeit erhältst, dass es verwendet wurde, anstatt eine momentane Neutronenrate. Darüber hinaus sind sie ein wenig hart, da die einzige Firma zu bekommen, um sie Bubbletech in Kanada zu machen, das eine Mindestabnahme von 3 mit steilem Versand hat und Handling (erwarten, $ 700 + ausgeben, wenn direkt von ihnen nicht in einer Gruppe kaufen Bestellung). Zudem neigen sie ziemlich erschöpft nach einem Jahr der Haltbarkeit werden (obwohl ich meine in einem gekühlten Lagerbehälter bei 50 ° F und es scheint, wie neu zu sein, nachdem ich denke, mehr als ein Jahr gehalten habe). Der Vorteil besteht darin, dass Kalibrierdaten mit dem Kauf zur Verfügung gestellt wird, und natürlich ist es einfach.
NIM-Konfiguration: Wenn ein NIM-Setup machen wählst wie ich, das typische Layout ist ein ladungsempfindlichen Vorverstärker an der Spitze des Proportionalrohres, das in sowohl eine Hochspannungs-Stromversorgung zu erzeugen positive Polaritätsspannung geeignet für das eingesteckt ist Rohr (im Bereich von 800 V-2 kV im allgemeinen). Die Verstärker Haken auch in einen Formungsverstärker, die durch einen Einkanal-Analysator nachgeschaltet ist (zum Nachweis Scheidungspegeleinstellung), gefolgt von einem Impulszähler und / oder Frequenzmesser.
Gezeigt, in dem ersten Bild ist mein NIM-Setup, das zweite Bild der Vorverstärker mit einem Helium-3-Rohr moderierte angebracht ist, ist das dritte Bild ein Blasendetektor nach Neutronen ausgesetzt.
Schritt 7: Fire It Up (und Kreuzt die Finger)
Zeit, um ihn einzuschalten (vergessen Sie nicht alle Ansichtsfenster / Kameras mit Blei zu decken! Auch Röntgenstrahlen können aus Keramikdurchführungen ausgießen sie so wegweisen von Menschen. Es ist eine gute Idee für Röntgenstrahlen zu überwachen, wo irgendwelchen Menschen sind vorhanden). Die grundsätzliche Vorgehensweise ist:
-Schalten Sie die Vorvakuumpumpe und warten auf eine ausreichende Stützdruck, schalten die Diffusion oder Turbopumpe und warten, bis es vollständig zum Aufwärmen oder erreichen Laufgeschwindigkeit
-Drosselt die Kammer zurück (mit dem Ventil zwischen der Diffusions- / Turbopumpe und der Kammer)
-Immer so leicht öffnet das Nadelventil auf den Deuterium-Tank
-Schalten Sie die Hochspannung bis entweder Plasma auf die Kamera stellt, oder Sie haben erreicht 40kV und nichts passiert ist (nicht vergessen, Sie nur eine Chance in Ihrem Leben zu Spannungen mit dieser Grad vermasseln)
-Wenn nichts passiert, hält mehr Einlassen von Gas und der Druck soll weiter steigen. Plasma sollte bei etwa 10 bis 15 & mgr; m von Deuterium um 40kV zu bilden.
Wenn alles gut geht, sollten Sie das Bild unten an der Kamera sehen, und Sie sollten Neutronen an dieser Stelle zu erfassen.
Der Betrieb ist ein ziemlich Balanceakt, da die Spannung sowohl von der Stromversorgung gesteuert wird, sondern auch durch Paschen-Kurve und die Ohmsche Gesetz in Bezug auf den Druck in der Kammer. Große Geduld ist erforderlich, um „den Dreh raus“, aber nach so tut, wird es ganz einfach zu laufen. Der Betrieb kann durch eine Ionenkanone unterstützt werden, die nicht in diesem Artikel beschrieben wird.