关于使用托里拆利法制造fusor(静电约束核聚变装置)所需的真空环境的可行性讨论
氦32020/05/09核技术与核仪器 IP:山东

在fusor装置的制作过程中,最大的问题恐怕在于腔体中真空环境的制造。若无法制造一个高度真空的腔体环境,后果是直接无法发生聚变(除非是在一个几乎是纯氘气的环境中)。

一般的,制造fusor所需的真空需要使用分子泵或者扩散泵,成本比较高。

那么,我们如果用托里拆里法制造真空,成本或许会低一些,操作简单一些,如图(图片来自网络)所示: p-b7fc776c.jpg

其中最顶部的那个空腔就是一个高真空的环境。


关于使用托里拆利法制造真空可能存在的问题:

  1. 蒸汽压问题

    其实,托里拆利管顶部的那部分并非完全真空,因为液体会有少量的汽化,产生蒸汽压。

    解决方案:①使用不易汽化的液体,比如汞。

    ②可以用少量不易汽化的液体用作密封。

  2. 液体用量较大

    要制造这样的一个真空,液体必须足够多,可以填满腔体和管子,而fusor的腔体往往容量高达几升,如果用汞(不能用水,水易汽化,产生较大的蒸气压,且管子需要数米,操作困难),成本可能高达数千甚至数万,比用分子泵的成本还高。(这里简单算一下,若腔体10L,每升水银6300元,那么仅仅填满腔体所需的水银的价格就高达63000元。)

    解决方案:①减小腔体体积,以减少液体用量。②采用较廉价且不易汽化的液体,比如某些较廉价的低熔点金属,像是液态的金属铋、伍德合金,但是会带来其他问题,如对于这些金属加热的问题。


本人才疏学浅,可能上文会有不少错误,欢迎各位大佬批评指出。


来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器
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~~空空如也
smith
3年11个月前 IP:香港
880290

低压汞蒸汽残留会导致在高压电场下导电并产生紫外光

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苦丁茶
3年11个月前 IP:吉林
880305

分子泵机组一套几千元,跟复杂的fusor腔体比不算贵

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RodTech
3年11个月前 IP:英国
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楼主对初中物理是不是有什么误解。。真空泵不是拿个管子拔一下就完事的,是要不停的抽的。

水银做泵根本就不是这么做的,是一滴一滴划过去才能有抽速,做个泵也根本就不需要10升。。。

谷歌查Sprengel pump


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UICalc
3年11个月前 IP:浙江
880309

这样还不如用"循环水银真空泵"呢


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氦3作者
3年11个月前 IP:山东
880328
引用RodTech发表于3楼的内容
楼主对初中物理是不是有什么误解。。真空泵不是拿个管子拔一下就完事的,是要不停的抽的。水银做泵根本就不...

抱歉,才疏学浅,孤陋寡闻了。。。

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虎哥
3年7个月前 IP:四川
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分子泵咸鱼买拆机件,自己DIY或者淘宝配驱动电路,成本很低。

需要注意分子泵在拆解和卖家折腾过程中受损的可能性很大,要找专业做真空二手货的卖家买保证正常的,卖家可以配好驱动电路。

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GiroPetrenko
3年7个月前 IP:江苏
885462

二手玻璃扩散泵很便宜,虽然真空度弱,但是驱动起来较为简单。

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nkh0472
3年7个月前 IP:江苏
885475

建议了解一下饱和蒸汽压。

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凌凌柒
3年7个月前 IP:贵州
885548

这样同样可以产生较大真空腔 p-b7fc776c.jpg


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RodTech
3年7个月前 IP:英国
885550
引用GiroPetrenko发表于8楼的内容
二手玻璃扩散泵很便宜,虽然真空度弱,但是驱动起来较为简单。

扩散泵,真空度一点都不弱,极限真空由于抽速大,比能买得起的分子泵一般要好不少。。。

不知道你这真空度弱的结论哪来的。。。


伺候起来也是麻烦死人,并不是表面上看上去的“接上加热线就完事”。

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凌凌柒
3年7个月前 IP:贵州
885551

循环利用水银或用其它物体先填充腔体,形成真空时取出。实际不可行,水银吸入后的危险后悔一辈子,还是不要弄的好,估计用两个冰箱压缩机级联应该也可以产生高度真空,省钱又静音。没试过^_^

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GiroPetrenko
3年7个月前 IP:江苏
885555
引用RodTech发表于11楼的内容
扩散泵,真空度一点都不弱,极限真空由于抽速大,比能买得起的分子泵一般要好不少。。。不知道你这真空度弱...

大佬不太明白我指的“便宜”是多便宜。。。。。

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