Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

Temas generales de física. Obtención de vacío, operación, medición, materiales y accesorios. Producción y medición de radiación y partículas
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Sergi
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#191 Mensaje por Sergi »

gracias :wink:

Hola a tod@s....

Montado el espectrometro de masas, y después de dos días de ajustes conseguí hacerlo funcionar. La verdad es que he vuelto a pasar por todo el proceso de ajuste de la geometría del imán y las tensiones de polarización del ionizador. Proceso que ja viví hace casi dos años, y que he ido recordando conforme me enfrentaba a los mismos problemas. Y el caso es que si no confluyen varios ajustes a la vez, no hay señal en el sensor y no sabes por donde andas.

En el ionizador son criticas la tensión de polarización de los electrodos de enfoque del haz, la tensión de extractor y la tensión de polarización de la cámara de ionización. Si las cuatro tensiones no están en el punto justo no hay señal en el sensor o hay muy poca. Además es critica la tensión de polarización del electromultiplicador. Entre 1000 y 4000v. por encima o por debajo no hay señal o muy poca.

Pero sobre todo es critica la posición del electroimán para que el haz entre perfectamente perpendicular al electromultiplicador y pueda pasar por el conjunto de los tres orificios de colimación que hay en el filtro previo.

En fin...

Pude sacar unas gráficas y algunas conclusiones...

En primer lugar recordamos una gráfica que obtuve cuando concluí los trabajos con el espectrómetro de masas.

Imagen

Ahora una gráfica con el estado actual del aparato.
Imagen

Los niveles máximos son diferentes, por la diferencia de ajuste, pero la relación porcentual es muy similar. Se aprecia una perdida de enfoque en la situación actual. Creo que es debido al mejor enfrentamiento de las rejillas de colimación lo que ha aumentado la sección eficaz del agujero de entrada del haz al E.M.. Aumenta la sensibilidad pero disminuye la discriminación entre picos.
Se puede ver en la parte central de la gráfica los cuatro picos más grandes correspondientes al N, O, OH yH2O. En la gráfica anterior se distinguían con claridad y ahora quedan poco separados, sobre todo los tres últimos. A la derecha los dos picos principales de N2 y O2. A la izquierda los dos de H y H2. Por contra ,solucionando un error que cometí, he podido aumentar un poco la capacidad del aparato y ahora llega casi a las 50 u.m.a.
Se puede apreciar los picos correspondientes al Argón y al CO2 que antes no aparecían. Esta gráfica esta tomada una hora después de poner todo el sistema en marcha.

Ahora una gráfica tomada dos horas más tarde, después de introducir hidrógeno proveniente del hidrolizador....

Imagen

Esta todo ligeramente desplazado a la izquierda pero se entiende.
Se ve una claro aumento del hidrógeno molecular proveniente de la hidrólisis y una disminución del agua proveniente del gaseado del circuito de vacío (agua y su troceado... H y OH )
En cambio se ve una persistencia del nitrógeno y el oxigeno molecular. Es como si el gas inyectado aun no fuese hidrógeno puro o como si el aparato tuviese fugas importantes. Tengo que hacer más pruebas para averiguar la razón.

En todo caso se puede ver que más de la mitad de las especies que forman el gas residual (suponiendo que inyectamos deuterio en vez de hidrógeno) no son útiles en la reacción de fusión. Y sin embargo consumirían una gran energía como parte del plasma ionizado dentro del fusor. Este es un aspecto que no había tenido en cuenta. El gas dentro del fusor no será deuterio puro.

Seguimos....

Saludos
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petruxx
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#192 Mensaje por petruxx »

Si no hay fugas importantes (entrada mas bien), una forma de solucionar el problema consiste en llenar los recipientes a vaciar con el gas residual que se quiere que contenga el vacio. Mas o menos:

"Se llena el recipiente a vaciar con hidrogeno (deuterio) a la presion atmosferica y solo entonces se inicia el proceso de vaciado"

Una idea bastante tonta, dicho sea de paso.
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Sergi
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#193 Mensaje por Sergi »

hola Petruxx...

He estado reflexionando un poco sobre el tema. Llenar el recipiente de hidrógeno a presión atmosférica supondría un problema de producción de gas. Una celda electrolítica mucho más grande y potente que la actual. y un problema de seguridad importante. :?
Tenemos que sumar ademas el gaseado de las paredes del recipiente que reaparecerá cuando hagamos un vacío importante. Esto volvería a contaminar la mezcla de gases.

Creo que la mejor opción llevar a vacío de difusora todo el circuito de vacío durante por lo menos una hora. Esto minimizará el gaseado residual. Después introducir unos centímetros cúbicos de H2, y volver a vaciar el recipiente hasta la presión de trabajo del fusor. A partir de aquí dejar que el sistema automático mantenga la presión establecida mediante un pequeño caudal de succión a la difusora, y el aporte controlado de H2.

El problema de este método es que es necesario un par de horas de preparación del gas del fusor antes de poder hacer mediciones fiables sobre su funcionamiento.
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petruxx
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#194 Mensaje por petruxx »

Si, es lo razonable.
De todas maneras si tienes entrada de gases desde el exterior importantes nunca vas a poder tener esa limpieza de deuterio que intentas. Lo mejor en ese sentido es no llegar a un alto grado de vacio. Es mejor trabajar con la presion mas alta posible.
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Sergi
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#195 Mensaje por Sergi »

Hola a tod@s...

Algunos avances...

Modifiqué de nuevo el cañón de iones para aumentar la presión en la cámara de ionización. Ahora la tórica y la pieza que monta en la punta del cañón de iones, deja como única salida la rendija por donde sale el haz de iones. Aumenta la presión dentro del ionizador y mejora la producción de iones.

Imagen

Imagen

Mejoré la producción de hidrógeno del deuterador.
Hice una nueva prueba de introducción de hidrógeno en la cámara de reacción.

Una gráfica al poco de poner en marcha el aparato.
Imagen

....Espectro típico de aire residual y vapor de agua.

Después de un tiempo introduje hidrógeno....
Imagen

.... aumenta el pico de H2 pero aun hay más del 70% de gaseado, aire y vapor de agua.

Bajamos a vacío de difusora todo el circuito durante una hora y volvemos a introducir 3cm³ de H2. Después esperamos a que se recupere de nuevo el nivel de vacío de trabajo del espectrómetro de masas y tomamos esta gráfica....
Imagen

Ahora el H2 supone más del 60% del gas residual. La téncica es buena, pero implica casi dos horas de preparación del aparato antes de poder estar en condiciones de tomar medidas.

En la última gráfica aparece un pequeño pico a la derecha del H2. :shock:
¿que explicación le dais?
El deuterio se encuentra en el agua normal en una proporción no mayor de 150ppm. Veo muy difícil que el espectrometro llegue a este nivel de sensibilidad.
¿alguien tiene experiencia en espectrometria de masas?

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petruxx
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#196 Mensaje por petruxx »

No tiene porque ser deuterio.

Tienes , tambien tienes ... y puestos a tener tambien puedes tener que no cae en el mismo sitio que el deuterio pero que si que cae donde esta la rayita.

(Como en tus graficas no aparece la relacion carga/masa siempre es arriesgado hacer hipotesis)
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Sergi
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#197 Mensaje por Sergi »

Yo diría que tienes razón :)

wikipedia---""El ion H3+ fue descubierto por J.J. Thomson en 1911 al estudiar las especies químicas contenidas en el gas sometido a descarga eléctrica en los tubos de rayos catódicos.3 Usando una forma primitiva de espectrometría de masas, descubrió un gran número de iones moleculares con una relación masa-carga igual a 3. Estableció dos posibles hipótesis que corresponderían a los iones C4+ o bien H3+. Puesto que C4+ sería muy improbable y la cantidad obtenida crecía si el gas del tubo era hidrógeno puro, dedujo correctamente que se trataba de H3+""
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petruxx
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#198 Mensaje por petruxx »

...Bajamos a vacío de difusora todo el circuito durante una hora y volvemos a introducir 3cm³ de H2. Después esperamos a que se recupere de nuevo el nivel de vacío de trabajo del espectrómetro de masas y tomamos esta gráfica....
....

Ahora el H2 supone más del 60% del gas residual. La téncica es buena, pero implica casi dos horas de preparación del aparato antes de poder estar en condiciones de tomar medidas.
Esto no creo que puedas evitarlo.

Hay un detalle que quiero comentar. La bomba de vacío crea una diferencia de presión entre su entrada y su salida. Si la composición de los gases en ambos extremos es diferente es de esperar que haya un difusión de gases entre las dos partes que tienda a igualar esta composición. Desconozco lo rápida que pueda ser esa difusión, pero si es rápida, impedirá que puedas mantener la pureza del deuterio si los gases en los dos extremos no son ambos deuterio.
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Amalitus I
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#199 Mensaje por Amalitus I »

Buenas,
Si la difusion que comenta Petruxx es tan rápida como para fastidiar la atmosfera de deuterio del fusor, se podría utilizar la parte del puerto de gas de lastre de la bomba rotativa si dispone de el la bomba rotativa.
Inyectando deuterio en este punto se frenaría considerablemente tal difusion. El unico problema es la cantidad de gas que se tendría que inyectar.

Saludos
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Zitran
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Re: Prometeo 1.0 (Fusor de farnsworth)

#200 Mensaje por Zitran »

Tengo ganas de que conectes ya el trafo, si vas a probarlo haciendo algun arco electrico, fotos porfavor :oops:

Si quieres algo mas de tension, metele un poco mas de voltaje de entrada si es posible.

¿lo llenaste ya de aceite no? donde conseguiste todo el aceite? Es que yo he estado buscando para mi trafo que es parecido de tamaño y no encuentro nada decente...

Saludos

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