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
13
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
smith
4年7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

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
苦丁茶
4年7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

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
RodTech
4年7个月前 IP:英国
880307

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


引用
评论
2
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
UICalc
4年7个月前 IP:浙江
880309

这样还不如用"循环水银真空泵"呢


引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
氦3作者
4年7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。。。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
虎哥
4年3个月前 IP:四川
885449

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。

引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
GiroPetrenko
4年3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。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
nkh0472
4年3个月前 IP:江苏
885475

建议了解一下饱和蒸汽压。

引用
评论
3
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
凌凌柒
4年3个月前 IP:贵州
885548

这样同样可以产生较大真空腔 p-b7fc776c.jpg


引用
评论
1
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
RodTech
4年3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”。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
凌凌柒
4年3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^_^

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
GiroPetrenko
4年3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。。。。。

引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

氦3
机友
文章
4
回复
14
学术分
0
2020/05/06注册,3年10个月前活动
暂无简介
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:未同步
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}