Fusor

Fusor是一種實驗裝置，它以電場來加熱離子，直到產生適合核融合的情況。這是一種慣性靜電約束裝置，主體內部呈真空狀態，當中有兩個帶著電極的金屬籠子，產生電壓。帶著正電的離子進入這個裝置，會被電場牽引而加速、發熱，並集中在中心位置。當達到適合的溫度，離子在裝置中心的濃度也增加，若發生相互碰撞，且燃料適當（氘）即會發生核融合。

一個在家自行製作的Fusor^[1]

工作情況

這種實驗裝置，最常見的類型，是Farnsworth–Hirsch fusor。^[2]這個裝置由美國發明家費羅·法恩斯沃斯(1964年)和羅泊特·赫舍（英語：Robert L. Hirsch）在1967年發明。^[3][4]洛斯阿拉莫斯國家實驗室的William Elmore，James L. Tuck與Ken Watson，曾經提出另一個構想，^[5]但是沒有實際作出來。

目前這種裝置的輸出功率遠小於輸入功率，還不能作為能源，但是可以用作實際的中子源。

機制

Fusor這個裝置包含兩個用金屬線作成的籠子，外層的金屬籠子為陽極，而內層的籠子為陰極，這兩個籠子被包覆起來，裝置內形成真空。當帶著正電的離子進入裝置，會被內層外層電極形成的電場牽引，向內部加速。隨著離子的速度增加，溫度也會隨之增加。電場牽引著離子，使它的速度上升，溫度也上升，一直加熱到可能發生核融合的狀態。在裝置中心位置，離子濃度會增高，若發生碰撞，可能有幾個離子發生核融合。

每增加1伏特的電壓，可以使離子溫度增加11,604克耳文。典型的磁局限融合裝置產生的電漿，約為15 keV或是170 megakelvin。只要有15,000伏特的電壓，就可以使帶著正電的離子加熱到這個程度。但因為這個裝置的電阻會使能量產生很高的耗損，因此類似的裝置，輸入功率都會大於輸出功率，通常無法實際產出能量。

歷史

這種核融合裝置的設計概念，最早由費羅·法恩斯沃斯提出，使用慣性靜電約束（IEC）的原理。費羅·法恩斯沃斯在自己的實驗室中進行設計，並取得專利。慣性靜電約束這個名稱也是由他選定。

1949年，ITT公司併購了法恩斯沃斯實驗室，核融合計畫被認為無利可圖，因此遭到擱置。

1962年，費羅·法恩斯沃斯提出一項專利，以線柵間的電壓差，來牽引離子，使離子加速到發生核融合。

1964年至1967年間，羅泊特·赫舍（英語：Robert L. Hirsch）提出一個修改過後的設計，並開始實際建造。

實作

專業

• 東京工業大學^[6]
• 威斯康星大學麥迪遜分校^[7]
• 土耳其原子能管理局（英語：Turkish Atomic Energy Authority）^[8]

業餘

• 泰勒·威爾遜，在14歲時製造出Fusor，誘發核融合反應，製造出可被偵測到的中子流。在2008年至2014年間，號稱全世界最年輕製造出核融合的人。^[9]
• Jackson Oswalt，據福克斯新聞報道，他於12歲時成功製造出一台可工作的Fusor裝置，結果得到開源Fusor研究聯盟（Fusor.net論壇）的認可。^[10]
• 蕭大為，台灣新北市理化補教老師，美國紐澤西Ratgers大學化工碩士，在2009年，以9天時間，製造出一台Fusor^[11]

相關條目

• 核技術主題

• 庫侖障壁
• 慣性靜電約束