Термоядерный синтез [своими руками]
Возникновение идеи
В этой статье я хочу рассказать подробнее о фузоре Франсуорта-Хирша и моём опыте в создании этого прибора. На разработку ушло много времени, около 5 месяцев. Сильно сказались моя неопытность и отсутствие необходимых материалов. Однако старания не прошли даром. У меня получилось осуществить то, что я планировал.
Первые попытки
Изначально я хотел создать конечный продукт за минимальный бюджет. Из-за этого первые попытки не увенчались успехом.
Для проекта был заказан неоновый трансформатор, способный вырабатывать около 6000 вольт. Однако оказалось, что он был американского производства и на вход отказывался принимать отечественные 220.
Неоновый трансформатор
Пришлось дополнительно докупать преобразователь с 220 на 110 вольт, который представлял собой обыкновенный трансформатор.
Преобразователь
Преобразователь изнутри
На выходе должен быть постоянный ток, а преобразователь выдавал переменный. Для решения этой задачи требовался диодный мост, который бы выдержал высокое напряжение. Было принято решение спаять последовательно несколько диодов на 1000 вольт, подключая при этом к каждому параллельно конденсатор. Такая схема позволила сэкономить большое количество денег, хотя и получилась более громоздкой. Важное замечание: на выходе неонового трансформатора частота 40 кГц, для такой частоты подойдут только быстродействующие диоды (в моём случае HER108). В качестве насоса был взят компрессор от холодильника. Мне показалось это самым выгодным методом откачки воздуха. Однако мощности насоса не хватило для создания нужного вакуума (как и ожидалось) и получился следующий результат:
Попытка всё исправить
Тогда появилась идея увеличить напряжение при помощи умножителя напряжения. Для его создания были взяты диоды из диодного моста, высоковольтные конденсаторы пришлось докупать отдельно. Умножитель спаивался по следующей схеме:
Схема умножителя
В результате на выходе получилось чуть меньше 24000 вольт постоянного напряжения, а высокая частота обеспечила малую потерю мощности.
Конечный продукт
Ожидания не оправдались, даже с использованием умножителя результат не изменился. Стало ясно, что для достижения желаемого требуется более мощный насос. Изначально к покупке планировался обыкновенный одноступенчатый вакуумный насос. Однако прошерстив различные форумы, стало ясно, что потребуется двухступенчатый (только он может обеспечить необходимое давление), пришлось вложить немалую сумму денег. Также я более серьёзно подошел в вакуумной системе, металлические трубки и эпоксидная смола были заменены на спаянные пластиковые трубы, что обеспечило лучшую герметичность. Сама сфера была взята из кухонного венчика вот такого типа:
Венчик
Помимо всего прочего, в систему был добавлен шаровой кран для перекрывания воздуха и вакуумметр (вакуумный барометр) для отслеживания давления. Уже готовая схема умножителя была помещена под стекло для изоляции. В качестве герметика при присоединении всего необходимого к банке использовалась уже испытанная эпоксидная смола. Подключение насоса осуществляется при помощи штуцера и специального вакуумного шланга.
Теперь разберёмся с тем, что и куда подключать. С вакуумной системой всё ясно. Главная задача — выкачать как можно большее количество воздуха из банки. Отрицательный контакт необходимо подключить к самой сфере, расположенной в центре банки. Банку изнутри необходимо обмотать проволокой и подключиться к ней положительным контактом. Всё, прибор готов, можно использовать.
Планы по развитию
Конечно, для ядерного синтеза понадобится дейтерий и тритий (подойдёт и обычный водород (протий), в нем, хоть и в малом количестве, содержатся необходимые изотопы). Всё это достать довольно трудно, к тому же придётся потратить внушительную сумму денег. Помимо всего этого, понадобятся детекторы, способные фиксировать нейтроны (самым дешевым вариантом будут пузырьковые, но стоимость в 300 долларов за пузырёк жидкости заставляет задуматься). Конечно, в планах всё это реализовать и довести проект до завершения. Это потребует больших финансовых вложений. Надеюсь, это получится когда-нибудь осуществить.
Итоги
Так зачем же всё это нужно? Во-первых, для удовлетворения собственных потребностей в изобретении чего-либо красивого. Во-вторых, фузор Франсуорта-Хирша — наверное самый доступный источник нейтронов. Возможно, кому-то понадобиться такой аппарат для собственных исследований. Надеюсь, что мои ошибки кому-нибудь помогут и защитят от лишних трат и потерь времени.
