logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Generator neutronów/akcelerator cząstek w warunkach domowych - możliwe?

glebkorafal 19 Lip 2024 02:57 1494 25
REKLAMA
  • #1 21159965
    glebkorafal
    Poziom 3  
    Posty: 214
    Ocena: 4
    Jak w najprostszy sposób zbudować w warunkach domowych prosty, ale w miarę wydajny generator/działko neutronowe? Czy np. taki mały cyklotron (podobny do tych pierwszych modeli z lat 20stych XX wieku) jest trudny do zbudowania w warunkach domowych? Ewentualnie jakiś inny, prosty przyspieszacz cząstek? Mam źrodlo wysokiego napięcia do 100kv, poluję na pompę próżniową. Nie dysponuję niestety źródłem cząstek alfa w postaci polonu czy innych izotopów promieniotwórczych (a wiem że tak to zbudować najłatwiej) toteż niestety konieczne będą rozwiązania, w których nie są takowe niezbędnie wymagane. Widziałem gdzieś niedawno opis działania generatora opartego o latwo dostępne deuter i tryt. Niestety nie było tam żadnej instrukcji montażu, żadnego schematu układu itp, jedynie omówiony schemat ideowy. I tak też nie bardzo wiem jednak jak powinien wyglądać np. filament w takim wypadku (deuter ma być ogrzewany prądem, następnie po oderwaniu się elektronów i rozpędzony polem elektrycznym zderzać się z trytem, wybijając neutrony. A jak wiadomo jeden i drugi są gazem. A to tylko niektóre niuanse do rozwiązania...). Ewentualnie, orientuje się ktoś gdzie można coś takiego kupić, albo posiada takie coś na zbyciu? Wiem, że takie rzeczy istnieją, ale coś nie mogę znaleźć nigdzie ofert sprzedaży. Może być nawet i używka. Widziałem też gotowe, nieduże urządzenia, a nawet coś o nazwie NEUTRYSTOR, o rozmiarach tranzystora, ale gdzie to kupić nie mam pojęcia, będę wdzięczny za wskazówki.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Dodam, że mam czujnik dymu z krążkiem z ameryku będącego emiterem alfa, ale to mikroskopijna ilość tego pierwiastka, nie wiem czy się nada do czegokolwiek.
  • REKLAMA
  • #2 21159969
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • REKLAMA
  • #3 21159977
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Posty: 21895
    Pomógł: 2033
    Ocena: 5165
    BBElektrotechnik napisał:
    Za to wysokie napięcie rzędu 100 kV oraz lampa próżniowa będzie wytwarzać promieniowanie gamma. I tego nie polecam jakkolwiek testować - jedna z najbardziej niebezpiecznych rzeczy, z jaką możesz mieć do czynienia w życiu, a jak będziesz miał pecha, to i jedna z ostatnich. Do tego takie coś jest proste do wykonania, w pewnych warunkach może powstawać wbrew naszej woli, a czasem i bez naszej wiedzy, dlatego zabawy z wysokim napięciem (rzędu 100 kV) i lampami elektronowymi to nigdy nie jest dobry pomysł.

    Już to napisałem wcześniej Autorowi, niemal słowo w słowo, że zaczyna się niebezpieczna zabawa. Niestety bez odzewu.
  • #4 21159978
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #5 21160016
    glebkorafal
    Poziom 3  
    Posty: 214
    Ocena: 4
    Dlatego bez odpalonego dozymetru nawet do tego nie podchodzę, a też eksperymenty (pomiary) trwają możliwie krótko (do czasu zliczenia dawki - jest to maks. minuta lub 2) Największa wartość promieniowania, jaką udało mi się wygenerować, to było około 2500 uSv/h, pochłonięta całkowita to 100 uSv. Odpowiednik zabiegu tomografii, z punktu widzenia medycznego taka dawka nie zwiększa ryzyka nowotworu. Większej energii ta lampa zwyczajnie nie przyjmuje, powstają łuki, wyładowania koronowe, większość prądu wybiera drogę powietrzną. Grube, ołowiane osłony i pojemniki oczywiście w planach przed jakimikolwiek dalszymi próbami.

    Obawiam się, że prędzej zabiją mnie 2 paczki fajek wypalane codziennie... 🫤

    Dodano po 11 [minuty]:

    Jeszcze co do zasilacza, to nie ma on mocy 1 kW. Wynosi ona wg producenta 600 W, amperomierz na autotransformatorze przy łuku/zwarciu i 230 V pokazywał maks. 0,8 A, czyli de facto natężenie mocno spada przy tak wysokim napięciu, moc wynosi wtedy ok. 200 W.
  • #6 21160610
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22727
    Pomógł: 4197
    Ocena: 6123
    Cyklotronu nie masz czym zasilić; tu są przykłady: https://cds.cern.ch/record/1005053/files/p231.pdf
    Potrzebne jest wysokie napięcie wielkiej częstotliwości. Posiadane zasilacze wysokiego napięcia nie przydadzą się do wytworzenia takiego napięcia, wiedzy też nie masz, raczej trzeba wyjść od konstrukcji wzmacniaczy w.cz. i układów dopasowujących.

    W polu elektrycznym da się przyśpieszać to, co ma ładunek elektryczny. Zjonizować dowolny gaz to chyba umiesz. ;) https://accelconf.web.cern.ch/c81/papers/di-01.pdf

    W sieci można przeczytać, że często spotykanym sposobem na uzyskanie neutronów z użyciem akceleratora jest bombardowanie berylu wiązką protonów. https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2023/10/epjconf_nd2023_06010.pdf
  • #7 21160755
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 49124
    Pomógł: 3212
    Ocena: 4255
    Ostrze podłączone do 100 kV będzie jonizować gaz i przyśpieszać atomy do energii bliskiej 100 keV. Może atmosfera wodoru i beryl na ściankach - i będą wytwarzane neutrony. Jakkolwiek niewiele. Wymyślono coś takiego z wykorzystaniem materiału piroelektrycznego: podgrzewasz taki materiał płomieniem, powstaje wysokie napięcie... Do pokazu w szkole w sam raz, a promieniowania jest niewiele, więc praktycznie nieszkodliwe.

    Neutrony powstają też ze spontanicznych rozpadów niektórych atomów - pewnie byle kawałek granitu zawiera odpowiednie.

    Natomiast możliwości cyklotronu zależą np. od jego rozmiarów - mały niewiele może, bo trochę rozpędzisz cząstkę i już ucieka - a rdzenia ważącego dziesiątki ton mieć nie możesz, on np. wymaga solidnych fundamentów. No i jest potrzebne napięcie przemienne o odpowiedniej częstotliwości - dla protonów w polu 1 T to będzie kilkanaście MHz. (UW ma cyklotron U-200 z elektromagnesem ważącym 240 ton, zasilany częstotliwością od 12 do 20 MHz, z dwóch generatorów o mocy 120 kW każdy). (A pierwszy cyklotron, jaki zbudowano, miał średnicę 4 cali i nadawał protonom energię 80 keV).
  • REKLAMA
  • #8 21160768
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #10 21160968
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #11 21161106
    kjoxa
    Poziom 23  
    Posty: 605
    Pomógł: 46
    Ocena: 239
    Ja to bym się bał być sąsiadem autora.
    Ej, czekaj… nie mieszkasz w pomorskim, prawda? :)
  • #12 21161162
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 49124
    Pomógł: 3212
    Ocena: 4255
    :arrow: >>21160968 - Ale elektron najwyżej wytworzy promieniowanie rentgenowskie/gamma, nie spowoduje reakcji jądrowej (chyba żeby miał energię, jaką daje się uzyskać tylko w dużych akceleratorach). Przy zmniejszaniu ciśnienia rośnie średnia droga swobodna cząsteczek gazu - jak już jest większa od rozmiarów układu, to większość atomów przechodzi bez zderzeń.
  • #13 21161174
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #14 21162162
    glebkorafal
    Poziom 3  
    Posty: 214
    Ocena: 4
    Źródło beta będzie, gdy będzie generator neutronów.

    Potem pozostaje już tylko dobrze zabezpieczyć... i odczekać :) :

    232Th(n,γ)233Th(β−,22 min)→233Pa(β−, 27 dni) →233U

    Dodano po 13 [minuty]:

    Zdaje sobie sprawę, że aby zrobić coś konkretnego trzeba by sporo kasy i wiedzy, a pomijając duże ilości i ceny potrzebnych składników (tor 232 w odpowiednio dużych ilościach, grafit, bor/kobalt, cyrkon, plus osprzęt do chłodzenia, wymienniki ciepła, prądnice, ołów by to osłonić), to jeszcze obróbka tych elementów, przechowywanie, trudność z dostępem, a także ryzyko że PAA może zrobić ktoregoś dnia wjazd na posesję jest kwestią dość problematyczną😆 dlatego chcę jak na razie ograniczyć się do zdobywania wiedzy, zwyczajnie jestem ciekaw jak przebiegają w praktyce takie reakcje bombardowania pierwiastków neutronami.

    Dodano po 59 [minuty]:

    Własnie czytałem, że Chicago Pile-1 to było coś ok 50 t. samego uranu, pewnie z 5x tyle grafitu i niecałe pół wata mocy.
  • #15 21164048
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 49124
    Pomógł: 3212
    Ocena: 4255
    Neutrony można wytwarzać strzelając deuterem w deuter, ale potrzeba sporej energii (D+D -> 3He+n; równolegle mamy reakcję D+D -> T+p) - to dobre, jak się ma akcelerator. Albo strzelając cząstkami alfa (np. z rozpadu alfa) w beryl.
  • #17 21165254
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    Posty: 21895
    Pomógł: 2033
    Ocena: 5165
    _jta_ napisał:
    Albo strzelając cząstkami alfa (np. z rozpadu alfa) w beryl.
    No właśnie płytka z polonu i płytka z berylu. Zapalniczka do bomby jądrowej gotowa.
  • #18 21274964
    glebkorafal
    Poziom 3  
    Posty: 214
    Ocena: 4
    Odświeżam. Pomyślałem ostatnio o czymś takim jak fuzor wypełniony deuterem jako moim źródle neutronów. Jeśli zasiliłbym to napięciem rzędu 150 kV, do okienka reaktora zbliżę moją próbkę, a za nią ustawię półkulisty grafitowy ekran, to jest szansa spowolnić odbite neutrony na tyle, by po tygodniu pracy takiego urządzenia otrzymać jakieś izotopy o długim czasie rozpadu? 😉

    Dodano po 1 [minuty]:

    Oczywiście pytanie jest czysto teoretyczne.
  • #20 21276261
    CYRUS2
    Poziom 43  
    Posty: 18015
    Pomógł: 1242
    Ocena: 3530
    glebkorafal napisał:
    Odświeżam. Pomyślałem ostatnio o czymś takim jak fuzor wypełniony deuterem jako moim źródle neutronów. Jeśli zasiliłbym to napięciem rzędu 150 kV, do okienka reaktora zbliżę moją próbkę, a za nią ustawię półkulisty grafitowy ekran, to jest szansa spowolnić odbite neutrony na tyle, by po tygodniu pracy takiego urządzenia otrzymać jakieś izotopy o długim czasie rozpadu?
    Chcesz koniecznie zachorować na nowotwór?
    kjoxa napisał:
    Ja to bym się bał być sąsiadem autora.
  • REKLAMA
  • #21 21276827
    glebkorafal
    Poziom 3  
    Posty: 214
    Ocena: 4
    Napisałem, że to pytanie teoretyczne. Nikt nie mówi, że będę teraz próbował. Może kiedyś, jak będę miał ku temu warunki (czyt. piwnica z betonowymi ścianami pokrytymi warstwą ołowiu). Tym bardziej że neutrony trudno wyekranować. Dużo osób buduje te fuzory w warunkach amatorskich, ale tam mowa o napięciach rzędu 20-30 kV, nie 150 kV, i się niestety trochę boję.

    A znacie jakieś fajne dozymetry z funkcją określania poziomów poszczególnych cząstek i ich energii? Najlepiej w formie wizualnej. Takie coś jak spektrometr.
  • #22 21276907
    CYRUS2
    Poziom 43  
    Posty: 18015
    Pomógł: 1242
    Ocena: 3530
    glebkorafal napisał:
    Napisałem, że to pytanie teoretyczne.
    Nieprawda!
    glebkorafal napisał:
    Może kiedyś, jak będę miał ku temu warunki (czyt. piwnica z betonowymi ścianami pokrytymi warstwą ołowiu).
    Dlatego nie jest to pytane teoretyczne.
  • #23 21277084
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 49124
    Pomógł: 3212
    Ocena: 4255
    Neutrony, zwłaszcza szybkie, z łatwością przenikają przez gruby ołów. Termiczne silnie pochłaniają gadolin, kadm i bor (na atom w tej kolejności, ale na wagę bor wyprzedza kadm, bo ma dużo mniejszą masę atomową; gadolin i na wagę pochłania parę razy silniej od boru); jeszcze silniej pochłania je np. Ksenon 135Xe, ale on jest nietrwały.

    Jeśli trzeba pochłonąć szybkie neutrony, to najpierw je się spowalnia - do tego chyba najlepsza jest parafina, odrobinę gorsza woda (istotna jest gęstość atomów wodoru). Układ generujący neutrony w ilości pozwalającej na produkcję izotopów promieniotwórczych jest otaczany półmetrową warstwą parafiny, i to jest od zewnątrz pokryte może milimetrową blachą kadmową (ale uwaga, kadm jest rakotwórczy). A do odbijania neutronów nadaje się grafit.

    Energia powstająca przy reakcji D+D->3He+n, to parę MeV - neutron unosi 2,45 MeV, 3He 820 keV (link).
  • #24 21277227
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22727
    Pomógł: 4197
    Ocena: 6123
    Żeby się bawić w reakcje jądrowe, wypadałoby też zbudować detektory tego, co powstaje. Bez tego to jak robić elektronikę bez woltomierza.
  • #26 21277311
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22727
    Pomógł: 4197
    Ocena: 6123
    Miałem okazję robić coś do spektrometru gamma, budowa w zakresie możliwości amatora, a można się interesujących rzeczy dowiedzieć o otaczających nas pierwiastkach promieniotwórczych.

    Czasami ktoś sprzedaje scyntylatory i fotopowielacze z demontażu.

Podsumowanie tematu

LABEL_AI_GENERATED
W dyskusji poruszono temat budowy domowego generatora neutronów lub akceleratora cząstek. Użytkownicy ostrzegają przed niebezpieczeństwami związanymi z wysokim napięciem (100 kV) oraz promieniowaniem, które mogą być generowane przez takie urządzenia. Zwracają uwagę, że budowa cyklotronu w warunkach domowych jest skomplikowana i wymaga zaawansowanej wiedzy oraz odpowiednich zasobów. Proponowane są alternatywy, takie jak wykorzystanie deuteru i trytu w fuzorze, jednak również te metody wiążą się z ryzykiem. Uczestnicy dyskusji podkreślają znaczenie zabezpieczeń oraz pomiarów promieniowania, sugerując użycie dozymetrów i detektorów. Wskazano również na możliwość uzyskania neutronów poprzez bombardowanie berylu protonami. Wiele odpowiedzi koncentruje się na zagrożeniach zdrowotnych związanych z promieniowaniem oraz na konieczności posiadania odpowiednich warunków do przeprowadzania takich eksperymentów.
Podsumowanie AI na podstawie dyskusji. Może zawierać błędy.
REKLAMA