另一种可能被爱好者自制出的核聚变装置:稠密等离子体焦点

fusor装置在国内爱好者中风靡已经接近十年,许多爱好者已经成功试制并且产生聚变。但本人最近在无意中发现了另一种可能被民间业余爱好者自制的,可以产生核聚变反应的实验装置——稠密等离子体焦点。而且国内网络上似乎没有爱好者进行相关讨论。因此,发出该贴来抛砖引玉,希望引发讨论,大佬们可以给出建议。

由于我自己对这一类装置也没有太多研究,所以将引用文献先放在前面;

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科普性质软文《核电未来焦点:稠密等离子焦点是如何工作的

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稠密等离子体焦点装置研制*李名加 1 ,2 , 范 娟 1 , 章法强 1, 2 , 王文川 1 , 梁 川 1 , 郭洪生 1, 2 , 杨 军 1( 1. 中国工程物理研究院 )

原理简介:

等离子体焦点装置主要由储能电容器组,高压开关及放电室组成。首先充电电源给储能电容器组充电(一般几十kV), 电容器充到设计电压后高压开关击穿, 电容器上的电压立即加到了内、外电极上,导致放电室中绝缘子沿面击穿,并在其表面形成等离子体层。放电电流产生的强磁场,使等离子体层受洛仑兹力的作用而向上运动,抵达内电极端部。最后一部分等离子体被压缩在内电极端部上方而形成一根细柱(即等离子体焦点)。由于各种不稳定性,导致聚焦柱的崩溃,强烈地辐射出各种粒子(电子、离子、X射线和中子)。整个放电过程可分为三个阶段,击穿阶段、电流鞘加速阶段和焦点形成阶段

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装置设计,在引用的论文中有详细描述,由于我自己尚未研究明白,不敢大量复制粘贴。

简单来说,该装置主要由真空室,放电电极,高压电源和储能电容组成。

稠密等离子体焦点装置的放电电极如上图,为内外两个同心圆柱套筒,有的实验装置采用铜,也有的采用钨材质。

高压电源和储能电容,以引用的工程物理研究院的设计为例,电压采用10-20KV,电容使用40μF容量。

对核技术有研究的爱好者,在真空室方面应该有较多研究,故不赘诉。但有一点:该装置工作时的聚变气体气压压强在数百Pa的级别,论文中的例子为500到1000pa。

根据以上粗浅的分析,认为该装置由爱好者个人试制,在经济和制作难度,材料合法方面都是可行的。而且对比fusor装置,还有一些优点:该装置的最佳工作气压在数百帕斯卡,因此对真空系统的要求比fusor装置宽容得多,省去了在自制中占费用重头戏的高真空装置。使用的高压电源相对来说电压较低,安全性稍微高一些。

其中的技术难点在于高压电容的放电。根据研究,该装置的聚变产额和放电时间及效果直接相关,以及放电瞬间电流达到了数百KA,对装置电子设计有要求。个人认为爱好者或许可以从电磁炮的设计中取得灵感?

以及,最大的问题在于,该装置在极短的时间内集中放出大量高能中子和X射线。对辐射防护以及探测是否有较高的要求?

本人的水平有限,而且研究不深入,还请大佬们讨论。

以及,在虎年新春佳节之际,祝大家新年快乐

来自:物理高能技术 / 核技术与核仪器
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~~空空如也
zRed洲虹
2年2个月前 IP:四川
901016

咋有那么一点像加了磁压缩的电热炮放电方式


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euphemium
1年0个月前 IP:山西
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时间短,放不了多少,但是不知道能量有多大


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euphemium
1年0个月前 IP:山西
917942

开关需要气体火花开关,这个开关的价格甚至比一个fusor的价格还贵


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