¿Cómo se produce el plasma en un fusor?

Answer 1

Mi respuesta supone que “fusor” significa el colisionador esférico diseñado por Philo Farnsworth (o una de sus variantes posteriores), destinado a producir reacciones de fusión por confinamiento electrostático inercial.

Se pueden producir iones en esta familia de dispositivos mediante el paso de una descarga eléctrica autosostenida a través del gas de fondo dentro del dispositivo (este gas se mantiene a una presión tal que se producirá una ruptura en la geometría, por ejemplo, 10 militorr); o alternativamente, se pueden proporcionar fuentes de iones convencionales alrededor del perímetro del fusor. En una fuente de iones típica, se establece una configuración de campos eléctricos y magnéticos que actúan para atrapar electrones y causar una ionización densa de gas en ellos, y luego los iones se extraen del plasma con un campo eléctrico adecuado. Las trampas de arrastre, los magnetrones de CC y la resonancia de ciclotrón de electrones se encuentran entre los fenómenos de captura que con frecuencia se aprovechan en el diseño de fuentes de iones. En los fusores, la ventaja de las fuentes de iones es que la presión del gas en la geometría del colisionador se puede controlar de forma independiente (o este volumen se puede mantener a alto vacío). El propio Farnsworth creía que esto permitiría una operación más eficiente.

En cualquier caso, el “plasma” se produce en última instancia por la ruptura eléctrica autosuficiente de un gas, ya sea dentro de la trampa esférica IEC del fusor o dentro de las fuentes de iones periféricos.

Answer 2

Primero necesito una forma de ionizar el hidrógeno (deuterio). Lleno una cámara con gas hidrógeno y coloco un filamento calentado a un lado de la cámara. Luego ejecuto este filamento a un voltaje negativo con respecto a una placa positiva en la cámara. Los electrones se emiten desde el filamento calentado a través de la emisión termoiónica, se aceleran desde el filamento hasta la placa cargada positivamente. En el camino, colisionarán con algunos de los átomos de hidrógeno, ionizándolos. Si hago un agujero en la cámara, algunos de los iones se irán. Como un plasma es un gas ionizado, allí tengo mi plasma.

Para terminar el fusor, toda esta cámara tiene un alto voltaje positivo y empuja los iones a altas velocidades. Lo suficientemente alto como para que los átomos de deuterio en el gas de hidrógeno ocasionalmente se golpeen entre sí y causen reacciones de fusión.

Wiki da una mejor idea de la geometría: Fusor

Answer 3

Varios rayos láser se concentran en un pequeño volumen que excita el hidrógeno y el deuterio y a una alta energía cinética, el rechazo electrostático está limitado por fuertes campos magnéticos que mantienen el giro de los núcleos dentro de ese pequeño volumen permitiendo que la presión aumente y las relaciones nucleares.