- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
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.
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.
Пришлось дополнительно докупать преобразователь с 220 на 110 вольт, который представлял собой обыкновенный трансформатор.
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:
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:
В результате на выходе получилось чуть меньше 24000 вольт постоянного напряжения, а высокая частота обеспечила малую потерю мощности.
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:
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.
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.
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.
Автор:
flushka
Источник [1]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/fizika/372926
Ссылки в тексте:
[1] Источник: https://habr.com/ru/post/655353/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=655353
Нажмите здесь для печати.