كيفية بناء مفاعل فيوجن فارنسورث وتصبح جزءًا من الثقافة النووية Canon: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

على أمل تحقيق اللامركزية في التسلسل الهرمي لقوة المعرفة وتمكين الفرد ، سوف نمر بالخطوات اللازمة لبناء جهاز يقوم بتأين الجسيمات إلى بلازما باستخدام الكهرباء. سيوضح هذا الجهاز المبادئ الأساسية التي ، عند قياسها ، يمكن استخدامها لتفاعلات اندماج أقوى (وربما نووية).

مفاعل Farnsworth Fusion Reactor (أو Fusor) هو جهاز يستخدم مجالًا كهربائيًا لتسخين الأيونات لظروف الاندماج النووي. تقوم الآلة بإحداث جهد كهربائي بين قفصين معدنيين ، داخل فراغ (تعرف على المزيد هنا).

يعتمد تصميمي بشكل فضفاض على Fusor Design المنشور في Make Magazine Vol 36. أوصي بشدة بمراجعة هذا المشروع.

الخطوة 1: إخلاء المسؤولية

يستخدم هذا الجهاز التيار العالي والجهد العالي ، وهو مزيج خطير للغاية

قد ينفجر جهاز عالي التفريغ من الداخل إذا تم التعامل معه بشكل غير صحيح

قد ينتج عن هذا الجهاز الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية

إذا كنت جادًا بشأن بناء أحد هذه الأجهزة ، فقم بإجراء المزيد من البحث ، واحصل على آراء متعددة ، وتدرب على اتخاذ القرارات بحذر ، وتأكد من أنك مرتاح في العمل مع الزجاج والكهرباء ذات الجهد العالي وغرف التفريغ.

مكان رائع لإجراء المزيد من الأبحاث هو من بين مجتمع Fusor الموجود بالفعل عبر الإنترنت على Fusor.net.

مقالة مجلة Make التي أشرت إليها سابقًا هي أيضًا مخطط رائع (كتبه أشخاص قاموا بهذه الطريقة لفترة أطول مما أفعل!)

أوصي بشدة أيضًا بمراجعة قائمة تشغيل الفيديو هذه للنماذج الأخرى التي صنعها الأشخاص (لقد قمت أيضًا بتضمين بعض تصميمات عداد جيجر في النهاية).

الخطوة 2: المكونات الأساسية

-نظام الشفط

-مضخة وغرفة

-نظام الجهد

-120-220 فولت تيار متردد من الحائط

- ~ 20000 فولت تيار مستمر في الغرفة

- أقطاب كهربائية

- لتوصيل الكهرباء من خلال الغرفة

المصادر

- لقد حصلت على مضختي عبر الإنترنت ولكني واجهت الكثير من المشكلات مع نموذجي. ستحتاج بشكل أساسي إلى مضخة فراغ ذات مرحلتين ، 0.025 مم زئبق (25 ميكرون) تصنيف فراغ كحد أدنى. كلما ارتفع تصنيف الأقدام المكعبة في الدقيقة (CFM) ، كان ذلك أفضل. هذا بالتأكيد أغلى عنصر في المشروع ولكنه يستحق الاستثمار! سعر المضخة الرخيصة لا يفوق الصداع.

يمكن العثور على -jb weld في معظم متاجر الأجهزة أو أمازون

يمكن شراء محولات الميكروويف من موقع eBay (غالية الثمن!) أو الحصول عليها من أفران الميكروويف. (هذه الأشياء صعبة جدًا ، لذا حتى إذا وجدت ميكروويفًا مكسورًا ، فمن المحتمل أن هذه الأشياء ستظل تعمل)

- يمكن الحصول على الثنائيات من أفران الميكروويف أو شراؤها بكميات كبيرة من موقع ئي باي

- أصنع مجسات من أسلاك فولاذية مختلفة المقاييس ، لكنني أوصي بشدة بتجربة أنواع الأسلاك الأخرى

- يمكن صنع حاويات الفراغ من جرة (أفضل الحاويات ذات الأغطية القابلة للغلق ولكن يمكنك صنع حشيات للجرار بدون أغطية).

- محولات الخراطيم والخرطوم ويمكن شراؤها من متاجر الأجهزة (الأحجام لا تهم حقًا فقط تأكد من حصولك على الأجزاء التي تتوافق / تناسبك!)

- يمكن صنع بديل Variac من حاويات بلاستيكية مُعاد استخدامها (المزيد حول هذا لاحقًا)

الخطوة 3: نظام الفراغ

يمكن صنع غرف التفريغ من عبوات زجاجية معاد تدويرها مثل زجاجات النبيذ وأوعية البناء. يميل البلاستيك إلى الانهيار على نفسه تحت الضغوط التي نحتاجها ولكن الزجاج يمكن أن يكون خطيرًا عند التعامل معه ، لذا كن حذرًا !!!

ملاحظة أخرى حول هذا الأمر هي أنني رأيت أشخاصًا يصنعون غرفًا من أنابيب الأكريليك السميكة والتي تكون أسهل / أكثر أمانًا في صنع حجرة حول الزجاج ، لكنني أقترح البحث عن هذه الطريقة بنفسك قبل ارتكابها (يمكن للبلاستيك أن يسفر عن نتائج غريبة عندما يتعلق الأمر بإزالة الغازات).

يجب أن تكون مضخة التفريغ قادرة على خفض حجرتنا إلى ما بين 100 و 10 ملي لتر. [1 تور ~.001 الغلاف الجوي]

كلما انخفض الضغط ، كان من الأسهل أن تتحرك الجسيمات

استعرت مضخة من صديق كان يستخدمها لإزالة فقاعات الهواء من مواد صب السيليكون. إنه يعمل بشكل جيد لتلبية احتياجاتي ويخفض إنفاقي إلى النصف [أغلى عنصرين في هذا النظام هما المضخة و varac]

لقد رأيت أن بعض الأنظمة تستخدم مضخات متعددة لخفض الضغط بشكل أقل ، ولكن بالنسبة لاحتياجاتي ، كان النظام المذكور أعلاه جيدًا

الخطوة 4: بناء غرفة الفراغ

بالنسبة للغرفة ، كنت بحاجة إلى حفر 3 ثقوب:

واحد للكاثود (سيكون هذا في الزجاج لذا كن حذرًا!)

واحد لمحول مضخة التفريغ

واحد للأنود

بالنسبة لغرفتي ، استخدمت جرة مخلل زجاجية صغيرة قمت بإعادة تدويرها. كان به غطاء معدني قمت بحفر فتحة محول الفراغ وفتحة الأنود فيه.

من أجل إغلاق كل شيء ، استخدمت JB Weld [إيبوكسي من جزأين تمت الإشارة إليّ به على أنه "الشريط اللاصق لعالم الفراغ"]

الخطوة 5: نظام الجهد

باستخدام محول الميكروويف ، يمكننا تصعيد 120-220AC فولت من مقبس الحائط إلى حوالي 2000 فولت مع فقد طفيف للتيار [يوفر مقبس الحائط أمبيرًا كافيًا بحيث لا داعي للقلق بشأن انخفاض التيار في المحولات].

يمكن تحويل التيار المتردد (ac) الذي يوفره الجدار إلى تيار مباشر (dc) باستخدام دايموند من الثنائيات عالية الجهد. يمكن الحصول عليها من أجهزة ميكروويف متعددة أو شراؤها بكميات كبيرة عبر الإنترنت. عندما قمت ببناء هذا النظام لأول مرة ، جربت دائرة بها مكثف من الميكروويف كما هو موضح في مقطع فيديو. بالنسبة لي ، أنتجت هذه الدائرة فقط أقواسًا ، رغم أنها لا تزال مثيرة للغاية ، إلا أنها لم تنبعث منها البلازما التي كنت أبحث عنها. بعد التخلص منه وتجربة إعداد الصمام الثنائي الجديد ، حصلت على نتائج أفضل بكثير. [ملاحظة: لا يزال بإمكان المكثفات الاحتفاظ بالشحن ، لذا تأكد من تأريضها قبل لمسها!]

الخطوة 6: كيفية التحكم في الجهد

من أجل التحكم في الجهد من الجدار ، نحتاج إلى نظام متغير يسمى varac. ومع ذلك ، يمكن أن تكون باهظة الثمن ويصعب العثور عليها ، لذلك سنستخدم بديلًا يسمى scariac

لوحان نحاسيان معلقان في حوض من صودا الخبز والماء سيعملان أيضًا

من خلال وضع إحدى القطع النحاسية المعلقة على مفصلة ، يمكنك تحريكها نحو الأخرى وزيادة جهد الخرج (لا تلمس النحاس! قم بتثبيتها على عصا أو أي شيء آخر. لقد قمت بحفر بعض الثقوب في بعض الخردة من الخشب الرقائقي وقمت بتركيبها الإعداد بأكمله في الحوض).

بعض النصائح: عندما كنت أحاول العثور على بديل أرخص لـ varac ، اعتقدت أن مفتاح باهتة يمكن أن يحل مشكلتي! من حيث المبدأ ، يبدو أن مفتاح التعتيم يحد من كمية الكهرباء المتدفقة إلى المصباح الكهربائي أو الجهاز ، فلماذا لا تستخدمه للتحكم في خرج الكهرباء إلى المحول الخاص بي؟ هذا لن يعمل! إليك مقطع فيديو رائع يشرح الفرق بين مفتاح varac ومفتاح باهتة.

الخطوة 7: قبل توصيل أي شيء …

دائما لديك الفشل الآمن!

يجب أن تكون مفاتيح الطوارئ سهلة الوصول

يمكن أن يؤدي نظام الشيكات المتعددة إلى ممارسة أكثر أمانًا

أحب استخدام مقابس الطاقة مع مفاتيح مدمجة.

تحتوي بعض هذه الصمامات على صمامات يمكن أن تنفجر إذا قمت بسحب الكثير من القوة وهي آمنة من الأعطال لطيفة ورخيصة.

الخطوة 8: اربط كل شيء

قم بتوصيل مضخة التفريغ الخاصة بك وتوصيلها بحجرتك

قم بتوصيل المحول الخاص بك في المتغير الخاص بك

قم بتوصيل الصمام الثنائي والمكثف بالثانوي على المحول

قم بتوصيل الإخراج الإيجابي بالقطب الموجب والإخراج السالب بالكاثود من محول الصمام الثنائي إلى غرفة الفراغ

قم بتوصيل varac / scariac بالحائط.

الخطوة 9: اختبار النظام

بعد التأكد من توصيل جميع التوصيلات بشكل صحيح ، يمكننا تشغيل حجرة التفريغ والانتظار حتى يتم تقليل الضغط داخل الغرفة (استغرق هذا الأمر حوالي دقيقة بالنسبة لي). إذا لم ينخفض الضغط ، فهذا يعني حدوث تسرب (في بعض الحالات يمكنك سماع التسريب)

بمجرد أن يتم ذلك وتكون غرفتك تحت ضغط الضغط المناسب ، يمكننا تشغيل نظام الجهد العالي الخاص بنا وزيادة الطاقة ببطء حتى يبدأ القطب الموجب لدينا في التوهج.

الخطوة 10: التحسينات

تحسينات نظام الفراغ - غرفة الفراغ مؤقتة جدًا. تترك التسريبات الطفيفة مزيدًا من الغلاف الجوي للجسيمات للتنقل من خلاله ، مما يعني أننا بحاجة إلى مزيد من الطاقة لتشغيل الجهاز.

تحسينات الأنظمة الكهربائية - يمكن أن تستخدم متغيرًا فعليًا لإدارة تيار أكثر موثوقية

منذ كتابة هذا البرنامج التعليمي في بداية عام 2018 ، واصلت العمل على هذا النظام لتحسين الدوائر والغرف وتجربة طرق مختلفة لربط غرف متعددة. المزيد من التحديثات ستأتي قريبا.