- Каждый сумасшедший учёный хочет сконструировать термоядерный реактор.
- Некоторые даже собирают, и вполне успешно.
- Но только лучшим выпадает редкая возможность собрать его под заказ по просьбе коллеги.
- Да ещё и в совершенно новой, ранее не встречавшейся форме.
- Грех отказываться от такого случая. Нет, точно грех. Значит, будем делать...
- такие мысли вертелись в голове Зергория в середине декабря, когда знакомый разработчик профессионального дозиметрического оборудования спросил, возьмётся ли тот за изготовление компактного источника нейтронов на основе топологии, известной как фузор Фарнсворта.
Фузор Фарсворта, или просто фузор - широко известный и довольно-таки простой как в теории функционирования, так и в исполнении (и по этой причине весьма любимый американскими школьниками, делающими его в качестве diy проекта в старших классах) реактор холодного ядерного синтеза. Термоядерным его называть, конечно, некоторое преувеличение. Но в фузоре действительно происходят реакции синтеза ядер (обычно D-D, дейтерий-дейтерий, либо D-T, дейтерий-тритий), сопровождающиеся нейтронным излучением.
Суть фузора такова. Берётся вакуумная камера, в которой размещается центральный электрод ("сетка"), обычно в форме нескольких колец, соединённых между собой в некую сфероидную форму. Камера вакуумируется, после чего заполняется дейтерием при низком давлении (порядка 10^-2 торр). Далее на стенки камеры и на электрод подаётся постоянное высокое напряжение (сетка - катод, стенки камеры - анод). Это вызывает эмиссию электронов от сетки в сторону анода. Если на своём пути электрон встречает нейтральный атом дейтерия, то он разбивает его на ион D+ и ещё один электрон. Электроны улетают дальше, а ион D+ начинает двигаться в обратном направлении - в сторону сферы-катода. И, если таких событий возникает достаточно много, то в какой-то момент происходит новое событие: столкновение двух ионов D+ в середине катодной сферы. Если при этом их энергия оказалась достаточной, чтобы превысить кулоновский барьер и слиться вместе, то они образуют атом гелия-3, а также свободный нейтрон, который улетает в прекрасное далёко и может быть зарегистрирован внешним дозиметром, рассчитанным на нейтронное излучение. Собственно, в получении стабильного потока этих нейтронов и состояла задача.
События столкновения ионов дейтерия исчезающе редки. Но, поскольку катод состоит из тонких колец, то ионы часто пролетают его насквозь, после чего начинают колебаться туда-сюда, промахиваясь мимо колец. Такая конструкция многократно повышает вероятность столкновения и, соответственно, успешной реакции синтеза.
Здесь есть видео, которое хорошо иллюстрирует вышеописанный принцип работы фузора - рекомендую к просмотру.
*
Абсолютное большинство конструкций фузоров, которые мне удалось отыскать в качестве референсов, либо чрезвычайно громоздки, либо сделаны из говна и веток на соплях, либо и то и другое одновременно. Более того, подавляющая часть из них представляет собой т. н. "демо" фузоры, в которых не предполагается ни дейтерия, ни реакций ядерного синтеза вообще - по сути, это просто светящиеся штуковины, наподобие неоновых лампочек. Позорище. И уж тем более я нигде я не смог отыскать упоминания, что кто-либо делал фузор, представляющий собой не стендовую лабораторную установку, а, напротив, отпаянную стеклянную колбу, газоразрядный/ионный стеклометаллический прибор, который готов к употреблению при подаче на него высокого напряжения. А именно такую штуку хотел получить заказчик.
Для запечатления процесса в подробностях для будущих поколений, Зергорий смонтировал видео, в котором наглядно показывает сборку FFaaST (Farnsworth Fusor as a Sealed Tube, как я решил назвать этот девайс) из стекла, вольфрама, никеля и нержавейки:
www.youtube.com
Забегая вперёд скажу - всё успешно получилось (хотя и не с первого и не второго раза), и вскоре я расскажу и про остальные части соз <...>
@F_S_C_P
Комментариев нет:
Отправить комментарий