Fusor

Fusor是一種實驗裝置,它以電場來加熱離子,直到產生適合核聚變的情況。這是一種惯性静电约束裝置,主體内部呈真空状态,當中有兩個帶著電極的金屬籠子,產生電壓。帶著正電的離子進入這個裝置,會被電場牽引而加速、發熱,並集中在中心位置。當達到適合的溫度,離子在裝置中心的濃度也增加,若發生相互碰撞,且燃料適當()即會發生核聚變

一個在家自行製作的Fusor[1]
工作情况

這種實驗裝置,最常見的類型,是Farnsworth–Hirsch fusor。[2]這個裝置由美国发明家費羅·法恩斯沃斯(1964年)和罗泊特·赫舍英语Robert L. Hirsch在1967年發明。[3][4]洛斯阿拉莫斯国家实验室的William Elmore,James L. Tuck與Ken Watson,曾經提出另一個構想,[5]但是沒有實际作出來。

目前这种装置的输出功率远小于输入功率,还不能作为能源,但是可以用作实际的中子源

機制

Fusor這個裝置包含兩個用金屬線作成的籠子,外層的金屬籠子為陽極,而內層的籠子為陰極,這兩個籠子被包覆起來,裝置內形成真空。當帶著正電的離子進入裝置,會被內層外層電極形成的電場牽引,向內部加速。隨著離子的速度增加,溫度也會隨之增加。電場牽引著離子,使它的速度上升,溫度也上升,一直加熱到可能發生核聚變的狀態。在裝置中心位置,離子濃度會增高,若發生碰撞,可能有幾個離子發生核聚變

每增加1伏特的電壓,可以使離子溫度增加11,604开尔文。典型的磁局限融合裝置產生的電漿,約為15 keV或是170 megakelvin。只要有15,000伏特的電壓,就可以使帶著正電的離子加熱到這個程度。但因為這個裝置的電阻會使能量產生很高的耗損,因此類似的裝置,輸入功率都會大於輸出功率,通常無法實際產出能量。

歷史

這種核融合裝置的設計概念,最早由費羅·法恩斯沃斯提出,使用惯性静电约束(IEC)的原理。費羅·法恩斯沃斯在自己的實驗室中進行設計,並取得專利。惯性静电约束這個名稱也是由他選定。

1949年,ITT公司併購了法恩斯沃斯實驗室,核融合計畫被認為無利可圖,因此遭到擱置。

1962年,費羅·法恩斯沃斯提出一項專利,以線柵間的電壓差,來牽引離子,使離子加速到發生核融合。

1964年至1967年間,罗泊特·赫舍英语Robert L. Hirsch提出一個修改過後的設計,並開始實際建造。

實作

專業
業餘
  • 泰勒·威爾遜,在14歲時製造出Fusor,誘發核融合反應,製造出可被偵測到的中子流。在2008年至2014年間,號稱全世界最年輕製造出核融合的人。[9]
  • Jackson Oswalt,据福克斯新闻报道,他于12岁时成功制造出一台可工作的Fusor装置,结果得到开源Fusor研究联盟(Fusor.net论坛)的认可。[10]
  • 蕭大為,台灣新北市理化補教老師,美國紐澤西Ratgers大學化工碩士,在2009年,以9天時間,製造出一台Fusor[11]

相關條目

參考資料

延伸導讀

外部链接