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
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~~空空如也
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。。。

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