Primeros pasos en la construcción de un fusor nuclear (Primera parte)

 

(Espero que mis vecinos no lean este título, ya veo que me echan del barrio.)

Desde hace ya bastante tiempo tengo en mente encarar este proyecto que es algo complejo porque requiere de experiencia en varios campos, manejo de técnicas de alto vacío, altísimas tensiones y electrónicas varias y un poco de habilidad mecánica.

A lo largo de varios años he venido preparando el terreno para esto y he acumulado casi todo lo necesario.

En estos días he realizado algunas pruebas como para ir probando los sistemas y si mi laboratorio-taller soporta llegar hasta estos límites de complejidad.

La idea es armar un fusor demostrativo de Farnsworth como para probar todo y de ahí comenzar la experimentación con un fusor de diseño propio buscando la utópica idea de inventar un equipo para generar energía.

Una advertencia: estos tipos de experimentos son extremadamente peligrosos un error trabajando con esas tensiones y corriente es el último, si no se tiene experiencia en manejo de altas tensiones ni pensarlo, menos intentarlo.

Como para entrar en tema les diré que las reacciones nucleares, son las que se producen en el núcleo mismo del átomo modificando la estructura del átomo y transmutando a otro elemento, las reacciones de fisión y la de fusión dos de las mas importantes de estas reacciones son muy exo energéticas, liberan mucha energía, actualmente se usan las usinas nucleares con reactores de fisión, éstos emplean elementos radiactivos pesados, principalmente uranio como combustible estos átomos pesados en la reacción se dividen formando elementos mas livianos, a pesar del avance tecnológico, el manejo de estos reactores resulta peligroso, no olvidemos los dos “grandes” accidentes, el de Chernobyl y el último en Japón después del maremoto en Fukushima, además de eso, esta el problema de los residuos que son miles de veces mas radiactivos que el propio combustible y se va acumulando en especies de cementerios con pocas perspectivas de ser reciclados de manera de que no representen un peligro de contaminación ambiental.  La fusión es también una reacción que ocurre con los núcleos de los átomos, pero en este caso dos núcleos livianos se transforman en uno mas pesado liberando esa tan preciada y necesaria energía, de la somos tan adictos. Esta reacción es la que ocurre en el sol donde el hidrógeno y el helio por reacciones de fusión darán origen a elementos mas pesados.

El combustible en la fusión son los elementos livianos el hidrógeno principalmente que tiene unos isótopos mas pesados llamados deuterio y tritio, estos elementos son bastante comunes en la naturaleza 1 de cada 6000 átomos de hidrógeno es deuterio, la ventaja de usar la fusión es que la reacción es fácilmente controlable y no deja residuos, pero… siempre hay un pero, es que hasta este momento no se ha conseguido fabricar una máquina capaz de producir mas energía que la que se usa para hacerla funcionar, es decir la tecnología no ha logrado todavía hacer una usina de fusión que sea energéticamente rentable, muchos grupos de científicos estudian esto y tratan de encontrarle la vuelta al asunto y se supone que esta es la salida que el planeta requiere en cuanto a energía se refiere y se estima que para el año 2050 será esta la energía que usaremos.

El proyecto

Para empezar les comentaré como es el reactor de Philo Farnsworth o fusor de confinamiento electrostático

El dispositivo

Como puede verse hay dos rejillas, la externa con forma geodésica esta hecha con alambre acerado de 1 mm y soldada con plata, la interior es una espiral de wolframio (tungsteno) de o.5 mm esta rejilla debe ser de este material porque durante el proceso levantará altísimas temperaturas, esta rejilla esta en el centro de la otra, se puede improvisar un aislador tubular que la sostenga con los tubos de descarga de las lámparas de iluminación de sodio de las calles, estar fabricadas con una cerámica transparente muy resistente PCA (Poly Crystaline Alumina)

Foto rejillas y lámpara de descarga de sodio

Vemos el cilindro de alúmina de la lámpara ya instalado en la tapa de la cámara de vacío

Las dos rejillas, la externa de forma geodésica y la interna en forma de espiral

El sistema de vacío

Para estas pruebas es necesario un vacío bastante importante, es necesaria una bomba mecánica y una difusora para que en forma cómoda se alcancen las 10 o 20 miras necesarias para que la reacción se produzca

A la izquierda la difusora de fabricación casera refrigerada con el fan de computadora y a la derecha la bomba mecánica

También hace falta un sistema de medida de vacío, en mi caso estoy usando el medidor del PFDC http://www.cientificosaficionados.com/tbo/medidores%20vacio/medidor%20de%20vacio.htm

Foto del medidor y entrada de la sonda PT100

La entrada de la sonda de vacío PT100

La electrónica de la zonda y como instrumento un multimetro digital de los económicos

Para que se produzca la fusión dentro del dispositivo será necesario inyectar deuterio y mantener a la vez la presión entre esos rangos que antes comenté de 10 a 20 micras, en definitiva son solo trazas de deuterio lo necesario.

Este dispositivo lo estoy experimentando, por el momento en la cámara ya tengo la salida donde se inyectará el hidrógeno pesado.

La foto muestra el inyector del deuterio a la izquierda y en el centro de la tapa de la campana de vacío el aislador fabricado con una bujía que lleva la tensión negativa a la rejilla pequeña.

En la próxima entrega mostraré la fuente de alimentación, el detector de neutrones, y otros detalles

Este es un video de prueba, sin el deuterio necesario para la fusión, las trazas en el interior son de aire, sin embargo puede verse el “poissor” y las “cornetas” tipicos de este tipo de dispositivos, el poissor es un plasma que se encuentra exactamente en el centro de la rejilla pequeña, es como un sol en miniatura, ese plasma esta formado por cargas positivas del gas ionizado .

 

Continuará….