ファーンズワースフューザーとは何ですか？

Farnsworth-Hirschフューザーは、核融合反応を生成するためのデバイスです。 Farnsworth-Hirschフューザーは、磁場を使用する一般的なトカマク設計とは異なり、強力な電場を使用して核融合プラズマを封じ込めます。 ファーンズワースのフューザーは一般に構築するのが非常に簡単で、多くのアマチュアは、多くの場合スペアパーツから独自のものを構築しています。 ファーンズワースのフューザーは核融合から正味のエネルギーを生成することはできませんが、いくつかの関連する設計は潜在性を示しており、それらのいずれかがエネルギー源として実行可能かどうかを判断するための研究が現在進行中です。

ファーンズワースフューザーの背後にある基本原理である慣性静電閉じ込め（IEC）は、テレビの真空管で最初に注目されました。 プラズマに電場をかけると、プラズマ内の正に帯電したイオンが電場に引き寄せられ、イオンはすべて最低電位の領域の周りに集まります。 ワイヤーを「グリッド」形状に配置してから電圧を印加することにより、ファーンズワースフューザーはイオンを中心のくぼみに引き付けます。 電圧が十分に高い場合、電気的引力により、イオンは高速で中央の空洞をズームします。 その後、イオンは他のイオンとも衝突し、中空内を移動して核融合を引き起こします。

閉じ込めメカニズムは非常に単純であり、ワイヤと高電圧電源のみを必要とするため、ファーンズワースのフューザーはかなり簡単に構築できます。 フューザーを構築するための設計図と指示はインターネットで入手できます。多くの場合、使用される技術の基本的な知識と数千ドル相当のスペアパーツを必要とするだけです。 これらの自家製のフューザーは、核融合反応の数が少ないため、中性子源としては使用できますが、電源としては使用できません。

フューザーによって生成される電力は、イオンの密度によって制限されます。 より多くのイオンがフューザーに注入されると、イオンは互いに反発し始め、衝突回数の上限が設定されます。 また、イオンはグリッドと衝突し、エネルギーを消費して不要な熱を発生させます。 これらの問題を解決するために多くの回避策が提案されており、実行可能な核融合電源を開発するためのいくつかの積極的な研究努力があります。 提案されている代替設計には、磁気コイルのネットワークと電場を使用するPolywellシステム、および定電場と磁場を使用して荷電粒子を閉じ込める修正Penningトラップが含まれます。 まだ使用可能な電力を生産しているものはありませんが、研究者は実行可能なデバイスを構築できることを期待しています。