Fusor

✍ dations ◷ 2025-06-28 23:49:31 #自2014年6月需要从英语维基百科翻译的条目,核聚变反应堆,等离子体物理学

Fusor是一种实验装置,它以电场来加热离子,直到产生适合核聚变的情况。这是一种惯性静电约束装置,主体内部呈真空状态,当中有两个带着电极的金属笼子,产生电压。带着正电的离子进入这个装置,会被电场牵引而加速、发热,并集中在中心位置。当达到适合的温度,离子在装置中心的浓度也增加,若发生相互碰撞,且燃料适当(氘)即会发生核聚变。

这种实验装置,最常见的类型,是Farnsworth–Hirsch fusor。这个装置由美国发明家费罗·法恩斯沃斯(1964年)和罗泊特·赫舍(英语:Robert L. Hirsch)在1967年发明。洛斯阿拉莫斯国家实验室的William Elmore,James L. Tuck与Ken Watson,曾经提出另一个构想,但是没有实际作出来。

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。

Fusor这个装置包含两个用金属线作成的笼子,外层的金属笼子为阳极,而内层的笼子为阴极,这两个笼子被包覆起来,装置内形成真空。当带着正电的离子进入装置,会被内层外层电极形成的电场牵引,向内部加速。随着离子的速度增加,温度也会随之增加。电场牵引著离子,使它的速度上升,温度也上升,一直加热到可能发生核聚变的状态。在装置中心位置,离子浓度会增高,若发生碰撞,可能有几个离子发生核聚变。

每增加1伏特的电压,可以使离子温度增加11,604开尔文。典型的磁约束聚变装置产生的等离子体,约为15 keV或是170 megakelvin。只要有15,000伏特的电压,就可以使带着正电的离子加热到这个程度。但因为这个装置的电阻会使能量产生很高的耗损,因此类似的装置,输入功率都会大于输出功率,通常无法实际产出能量。

这种核聚变装置的设计概念,最早由费罗·法恩斯沃斯提出,使用惯性静电约束(IEC)的原理。费罗·法恩斯沃斯在自己的实验室中进行设计,并取得专利。惯性静电约束这个名称也是由他选定。

1949年,ITT公司并购了法恩斯沃斯实验室,核聚变计划被认为无利可图,因此遭到搁置。

1962年,费罗·法恩斯沃斯提出一项专利,以线栅间的电压差,来牵引离子,使离子加速到发生核聚变。

1964年至1967年间,罗泊特·赫舍(英语:Robert L. Hirsch)提出一个修改过后的设计,并开始实际建造。

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