ساخت راکتور همجوشی در خانه در ۴ هفته: استفاده از ترانسفورماتور نئون برای تولید پلاسما
در حالی که جهان به‌سرعت در حال توسعه راکتورهای همجوشی است، یک دانشجو به‌نظر می‌رسد به این مسابقه پیوسته است تا تقاضا برای انرژی پاک و نامحدود را برآورده کند. دانشجوی دانشگاه واترلو، هدائفه نازدوردین، تنها در چند هفته در اتاق خوابش یک راکتور همجوشی ساخته است.
هدائفه نازدوردین از یک ترانسفورماتور نئون ۱۲ کیلوولت استفاده کرده که به‌طور موفق پلاسما تولید کرده است. برای برقراری یک سیستم خلا و اندازه‌گیری، این دانشجوی ریاضی تصمیم گرفت از ترانسدیوسر MKS-901p استفاده کند که ترکیبی از تکنولوژی‌های اندازه‌گیری فشار مطلق و تفاضلی را ارائه می‌دهد تا عملکرد و قابلیت بالاتری داشته باشد.
خلا برخورد با ذرات پس‌زمینه را کاهش می‌دهد و به یون‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی کافی برای همجوشی پیدا کنند.
بدون هیچ تجربه سخت‌افزاری، این دانشجوی ریاضی تنها چهار هفته برای تکمیل این پروژه زمان صرف کرد. هفته اول به طراحی و تأمین قطعات از McMaster-Carr اختصاص یافت.
توسعه محفظه اصلی
فرایند ساخت راکتور از هفته بعدی با ورود قطعات آغاز شد. ابتدا، این دانشجو شروع به توسعه محفظه اصلی کرد و سپس یک رکتفایر نیمه-پل را مونتاژ کرد.
سپس کل سیستم را در اتاق خوابش نصب کرد و شروع به بررسی راه‌های اتصال ترانسفورماتور نئون کرد.
نازدوردین مالک مولتی‌متر نبود، بنابراین از یک آردوینو برای بررسی اتصالات مدار استفاده کرد. سپس سیستم خلا و اندازه‌گیری را با استفاده از یک ترانسدیوسر MKS-901p نصب کرد.
«من تمام دیتاشیت‌های خود را به کلود دادم و این بسیار کمک کرد،» گفت نازدوردین.
تجربه نازدوردین در هفته چهارم به پلاسما رسید
بعد از حل چندین نشت خلا در طول یک هفته، او به فشاری معادل 25 میکرون دست یافت. «این قطعاً مزاحم‌ترین بخش این پروژه بود،» افزود نازدوردین.
برای ساخت این فیوزور از ابتدا، این دانشجو از کمک دستیار هوشمند Claude 3.5 Sonnet استفاده کرد که راهنمایی‌های جامعی در طول آزمایش ارائه داد. این دانشجوی کارشناسی در هفته چهارم موفق به تولید پلاسما شد.
با این حال، این آزمایش موفق به دستیابی به همجوشی نشد، اما کار او نشان داد که مدل‌های یادگیری ماشینی می‌توانند راهگشای تحقیقات علمی مدرن باشند.
نازدوردین از اولیویا لی الهام گرفت
نازدوردین در واقع از اولیویا لی الهام گرفت، که در آپارتمان خود در نیویورک یک راکتور همجوشی الکترواستاتیک ساخته است.
در آزمایش او، لی برای تولید گاز دوتریوم از آب سنگین استفاده کرد، زیرا D2O به‌طور قابل توجهی ارزان‌تر بود. او از غشاهای تبادل پروتونی که از یک پروژه قبلی شامل پیل‌های سوخت میکروبی باقی مانده بود، استفاده کرد تا آب سنگین را به گاز دوتریوم الکترولیز کند.
این روش هم مقرون‌به‌صرفه بود و هم به او اجازه می‌داد تا از موادی که با آنها آشنا بود، استفاده کند.
او پروژه هدائفه را تحسین کرد. «خیلی‌ها که با آنها صحبت کردم برای ساخت راکتور همجوشی هیجان‌زده بودند. هودزه تنها کسی بود که واقعاً اجرا کرد! من در حال نوشتن مقاله‌ای هستم تا به هر کسی که می‌خواهد فیوزور خود را در خانه بسازد کمک کند،» لی در X نوشت.
یک دستگاه همجوشی از میدان الکترواستاتیک برای تسریع یون‌ها، مانند دوتریوم، به سمت یک نقطه مرکزی که در آن برخورد و همجوشی صورت می‌گیرد، استفاده می‌کند. این مجموعه نیاز به خلا بالا برای کمینه کردن برخورد با ذرات پس‌زمینه، ولتاژ بالا برای ایجاد میدان الکترواستاتیک که یون‌ها را تسریع می‌کند و استفاده از گاز دوتریوم به عنوان سوخت همجوشی دارد.
