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tecnonick
15-11-2009, 20:18
Ciao a tutti, vorrei fare una domanda: ipotizzando che ho un tubo lungo 1 metro al cui interno c'è elio alla pressione di 10-5 torr e due elettrodi in berillio alle esteremità, se fornisco un impulso da 1MV della durata di 2 microsecondi è possibile che il berillio emetta neutroni? se si, in quell'arco di tempo(2uS) quanti ne potrebbe emette?

uforobot
16-11-2009, 09:34
Alla scuola media mi avevano insegnato che
spazio = velocità * tempo

per esempio: un'automobile che corre alla velocità di 100 km/h, dopo 3 ore dovrebbe percorrere 300 km di spazio.

Poi andai alla scuola superiore di elettronica e li mi avevano specificato che quella equazione era valida se la velocità dell'automobile era costante nel tempo, non valida se l'automobile sta accelerando.

Per il moto accelerato vale la seguente equazione già ampiamente dimostrata sperimentalmente secoli fa.

spazio = (1/2) * accelerazione * tempo<SUP>2</SUP>

definisco quanto appena scritto sopra come "la prima equazione".

sapendo anche quest'altra seconda equazione...

velocità = accelerazione * tempo

inversamente

accelerazione = velocità / tempo

la matematica moderna permette di sostituire la variabile "accelerazione" (che è contenuta nella prima equazione), con "velocità / tempo".

ne risulta che io posso scrivere...
spazio = (1/2) * velocità * tempo

da notare la differenza con il moto a velocità constante che è...
spazio = velocità * tempo

la differenza tra moto costante e accelerato, è soltanto quel mezzo (1/2).
dunque ripeto ...
spazio = (1/2) * velocità * tempo

distanza è la distanza tra gli elettrodi
distanza = (1/2) * velocità * tempo

sappiamo che il tempo è 2 microsecondi ma provvisoriamente non sappiamo la velocità.

La velocità dipende dalla massa dell'automobile (pardon della particella di elio) e la sua velocità.

energia = 1/2 * massa * velocità<SUP>2</SUP>

premesso che l'equazione sopra indicata non tiene conto degli effetti relativistici, cioè a velocità superiori ad 1/10 della velocità della luce, l'equazione è sbagliata.
Tuttavia trascurando provvisoriamente la fisica relativistica (che è la vera fisica) possiamo scrivere...

1/2 * massa * velocità<SUP>2 = </SUP>energia
massa * velocità<SUP>2 = </SUP>2 * energia
velocità<SUP>2 = </SUP>(2 * energia) / massa
velocità<SUP> = </SUP>RadiceQuadrata((2 * energia) / massa)

Però provvisoriamente non sappiamo il valore dell'energia.

Energia = voltaggio * carica_elettrica

La carica elettrica del nucleo dell'elio è il doppio della carica elettrica del protone o elettrone.

Carica_elettrica_protone = 1,6*10-<SUP>19</SUP> coulomb
Carica_elettrica_nucleo-elio = 2*1,6*10-<SUP>19</SUP> coulomb
Carica_elettrica_nucleo-elio = 3,2*10-<SUP>19</SUP> coulomb

adesso finalmente possiamo calcolare l'energia di un singolo nucleo di elio...

Energia = tensione_elettrica * carica_elettrica
Energia = 1*10<SUP>+6</SUP> * 3,2*10-<SUP>19</SUP>
Energia = 3,2*10-<SUP>13</SUP> joule

Però non conviene esprimere l'energia di un singolo nucleo di elio in joule perchè i numero sono troppo bassi.
Conviene convertire i joule in elettronvolt, la conversione si esegue moltiplicando il numero dei joule con la costante 1,6*10-<SUP>19 </SUP>che guarda caso corrisponde numericamente alla carica elettrica elementare dell'elettrone o protone.

e allora l'energia si può calcolare facendo.

Energia(in elettronvolt) = tensione_elettrica * Z
dove Z è il numero atomico dell'elio

Energia(in elettronvolt) = 1*10<SUP>+6</SUP> * 2
Energia(Mev) = 2 Mev.

quindi 3,2*10-<SUP>13</SUP> joule corrispondono a 2 Mev

Applicando una variazione di tensione di 1 megavolt ad un nucleo di elio, questo nucleo acquista l'energia 2 Mev oppure 3,2*10-<SUP>13</SUP> joule che è la stessa indentica cosa.

Ma ancora non abbiamo calcolato la distanza tra gli elettrodi.

Riprendendo il discorso di prima....
velocità<SUP> = </SUP>RadiceQuadrata((2 * energia) / massa)
velocità<SUP> = </SUP>RadiceQuadrata((2 * 3,2*10-<SUP>13</SUP>) / 6,64*10-<SUP>27</SUP>)
velocità<SUP> = </SUP>RadiceQuadrata((2 * 3,2*10-<SUP>13</SUP>) / 6,64*10-<SUP>27</SUP>)
velocità= 9817613 metri/sec

9 milioni di m/s confrontati con 300 milioni m/s della velocità della luce, il rapporto è 0,03
Con un rapporto cosi basso è permesso trascurare la vera fisica (quella relativistica) e considerare invece la fisica semplificata cioè la fisica classica.
Volendo si potrebbe anche applicare le equazioni della fisica relativistica ma il risultato è praticamente lo stesso perchè siamo molto al di sotto della velocità della luce.
Inutile complicarsi la vita per niente facendo una marea di calcoli con la fisica relativistica per poi arrivare allo stesso risultato.

distanza = (1/2) * velocità * tempo

tempo = 2 microsecondi

distanza = 1/2 * 9817613 * 2 * 10-<SUP>6</SUP>
distanza = 9,817613
distanza = 9 metri

Per pretendere 0,9 metri occorre che il tempo sia 10 volte inferiore, cioè 0,2 microsecondi.

Comunque 2 Mev sono appena appena bastevoli per superare la forza coulombiana dei 2 nuclei (elio-berillio)
infatti applicando la seguente equazione....

Barriera di Coulomb - Wikipedia (http://it.wikipedia.org/wiki/Barriera_coulombiana)

si scopre che servono almeno 1,96 Mev e 2 Mev è un valore maggiore.
-------------------------------
Pensando alla cella di Iorio e Cirillo, la vedo molto molto molto molto molto dura (improbabile), fare reazioni nucleare con poche centinaia di volt e il vuoto (ma che vuoto? c'è l'acqua).:)

GabriChan
16-11-2009, 10:08
Ciao tecnonic forse questo ti può interessare...
http://pcbat1.mi.infn.it/~battist/infn-med/Target-BNCT.pdf (http://pcbat1.mi.infn.it/%7Ebattist/infn-med/Target-BNCT.pdf)

http://it.wikipedia.org/wiki/Berillio

Be su wiki si legge ammesso che sia corretto che emette neutroni se bombardato da particelle alfa... e emette 2 neutroni se colpito da 1 ed è un materiale altamente cancarogeno quindi la massima attenzione ad usarlo.

Ciao Ufo è un piacere rileggerti... penso che tu abbia ragione nel plasma elettrolitico non si generano neutroni, se si generano è altrove e con altri meccanismi: cavitazione, piezzonucleare, ecc...
Ciao

tecnonick
16-11-2009, 18:08
Ciao ragazzi, grazie per le vostre risposte, io e ufo ci stiamo dilettando nella costruzione di questo accelleratore, che sarà di tipo elettrostatico, un semplice esperimento per provare la trasmutazione dei metalli nei loro isotopi, non sono molto ferrato nei particolari calcoli matemetici, ma ho un idea abbastanza chiara di ciò che avviene quando un neutrone collide su un nucleo di un materiale. L'accelleratore elettrostatico è la cosa più semplice per fare queste sperimentazioni, semplice per la sua relativa economia e semplicità di realizzo, infatti si tratta di dover indirizzare un fascio di protoni sul bersaglio, collimandoli eventualmente con campi elettromagnetici che genereremo utilizzando delle bobine esterne al tubo. Perchè ho fatto quella domanda: premesso che ho una pompa in grado di portare il livello di vuoto all 10-5 tor, questo sarà il valore di pressione sul quale lavorerò, quindi a quella pressione mi trovo una certa quantità di molecole nel vuoto, he se accellerate necessiteranno di una certa corrente e un certo spazio per poter accellerare a velocità sufficiente per penetrare in un nucleo, qundi cosa devo sapere per costruire questo accelleratore: a questa pressione, e con una certa differenza di potenziale(ipotizziamo appunto i 2MV), quanta strada deve percorrere il protone per raggiungere la velocità necessaria alla penetrazione nel nucleo del berillio? perchè l'impulso è di circa 2uS? perchè per realizzare la tensione necessaria di 2MV utilizzo un generatore di marx, il quale mi può dare un impulso di tensione proporzionale al numero di condensatori che utilizzerò e alla tensione di ingresso, questo impulso è la scarica di tutti i condensatori in serie, che se anche di piccola capacità possono offrire in questi 2uS una corrente e tensione elevatissima, ora se questi 2uS sono sufficienti a far prendere velocità al fascio di protoni siamo aposto. Però a quella pressione ci saranno un tot di particelle, alcune delle quali saranno vicine al catodo, altre all'anodo, quindi quelle che prenderanno più velocità saranno quelle che dall'anodo mi vanno verso il catodo, ora questa scia di particelle di quanta corrente necessita per essere accellerata? conoscendo questo dato posso determinare la capacità dei condensatori da utilizzare, premesso che non mi interessa se con i neutroni prodotti dal berillio trasmuto 1 grammo di altro mettallo in un suo isotomo magari in 10 ore o in 100 ore, voglio solo vedere che dopo un determinato tempo, quindi dopo un certo numero di scariche, il materiale colpito dai neutroni dimostra una certa radioattività. E' un esperimento bellissimo, anche se charamente non sarà cosi facile da mettere in pratica.

Riguardo il pdf che mi ha postato gabri, vorrei dirti che l'ho già letto in passato, li parla di 5MV e 30mA, ma è una potenza continua, non impulsiva, cosa che noi con i nostri 3kw del contatore ci sogniamo, però noi abbiamo la possibilità di fornire in 2uS una corrente di qualche centinaia di chiloampere e una tensione anche superiore a 2Mv, però preferirei evitare di scostarmi oltre, perchè la pericolosità di un generatore simile è veramente alta, quindi in definitiva noi possiamo si offrire quei 150 chilowatt, ma sono per impulsi di 1-2uS(in base alla capacità dei condensatori), impulsi che non potranno essere ad alta frequenza, perchè comunque se in 2uS offro 150kw, questi 150kw vanno divisi per il tempo e cosi trovo che con 3kw del mio contatore non potrò superare una certa frequenza.

uforobot
16-11-2009, 19:47
è possibile verificare l'esattezza dei miei calcoli usando questo software

http://www.gencodex.com/lineare.zip


http://img263.imageshack.us/img263/1285/1mev.png

Infatti è possibile ipotizzare che un in tizio voglia progettare un acceleratore lineare SEMPLICISSIMO avente solo 2 elettrodi.

La frequenza 0,25 Mhz è proveniente dai 2 microsecondi proposti da Tecnonick

Infatti...
tempo = 1/(2*frequeza)
inversamente
frequenza = 1/(2*tempo)

il tempo è moltiplicato per 2 perchè si deve considerare una sola semionda.

frequenza = 1/(2*2*10<SUP>-6</SUP>)
frequenza = 1/(4*10<SUP>-6</SUP>)
frequenza = 250 khz
frequenza = 0,250 Mhz

Quel 0,4 deriva dal fatto che il programma calcola che come minimo l'energia di collisione deve essere 1,96 Mev ma applicando 1 Megavolt come proposto da Tecnonick, l'energia applicata è 2 Mev

0,4 = 2-1,96

energia= tensione*Z = 2 Mev = 1000000*2

ed i risultati coincidono perfettamente, 9 metri come io avevo calcolato senza guardare il programma.

in questo caso il valore 10 non ha significato perchè non ci sono tubi distanziati fra di loro, ma soltanto 2 elettrodi.

tecnonick
16-11-2009, 19:58
no gaeta, non mi hai capito, allora: un generatore di marx non può offrire una frequenza di 250kHZ con impulsi di scarica di una certa corrente a noi necessaria, il generatore deve avere il tempo necessario per caricare tutti i condensatori in serie presumendo di avere a disposizione una potenza continua di massimo 3000 watt, se per ogni impulso della durata di 2uS offro una potenza anche di 100 kilowatt capisci che il mio contatore dovrebbe essere in grado di offrire una potenza continua di 50 kilowatt, siccome noi ne abbiamo 3, questo impulso di 2uS non viene dato ogni 2uS, ma sarà dato ogni qualvolta il banco di condensatori sarà completamente caricato utilizzando una potenza continua di 3 chilowatt, ora sapendo quanto tempo impiego a caricare tutti i condensatori posso sapere quanti impulsi ON(di 2uS) darò in un determinato tempo, fate voi i conti perchè esco pazzo io.

Morale della favola: offro un impulso di 2MeV che dura mettiamo 2uS, ma questo impulso lo do per esempio ogni 5 minuti, ora questo impulso è sempre in grado di farmi collidere i protoni ad una certa velocità, ma essendo dato ogni 5 minuti è chiaro che per ottenere la trasmutazione del metallo bombardato da quei neutroni emessi per ogn impulso mi servirà del tempo, quanto tempo? ipotizzate voi di voler fare la trasmutazione di un metallo a tal punto da rendere la sua radioattività appena misurabile da una qualsiasi contatore geiger

<B>ACCENDI IL TELEFONO!</B>

tecnonick
18-11-2009, 19:20
Allora, facendo 2 conti, ipotizzando un condensatore da 1pF carico alla tensione di 1MV, sarebbe in grado di erogare un corrente di 1mA alla tensione di 1MV per 10uS per poi iniziare a scaricarsi, ipotizzando un carico di 1kW dato per esempio da una resistenza di 1 miliardo di ohm(impedenza che quindi dovrebbe avere l'accelleratore per non far decadere la tensione, 1MV / 1000Mohm = 1kW), ora volendo utilizzare 1,6kW del nostro contatore enel per caricare quell'ipotetico condensatore(che in realtà non è uno solo ma saranno 100 caricati a 10kV e messi in serie dagli spark-gap del generatore di marx appena giunti a 10kV) e considerando che per generare i 10kV di carica dei condensatori utilizzerei un trasformatore elevatore in grado di offrire una corrente massima continua di 160mA (1,6kW), potrei caricare questo condensatore in un tempo di circa 2uS, il che mi permetterebbe di ottenere impulsi appunto ogni 2uS, perchè il tempo di carica sommato al tempo di scarica totale (dovrebbe essere di circa 2uS) mi da un duty del 50%, quindi otterrei impulsi da 1kW con tensione di 1MV e corrente di 1mA alla frequenza di 250kHz, quindi se non erro con un consumo medio orario di circa 1000 watt(ipotizzando una resa del generatore di marx intorno al 50%). Detto questo, un condensatore da 600pF in grado di reggere 10kV lo si fa semplicemente utilizzando una basetta ramata per circuiti a doppia faccia su supporto in vetronite delle spessore di 1,6mm immersa in olio minerale(olio per evitare scariche ai lati della basetta), questa basetta ha esattamente 600pF di capacità, essendo 100 in serie la capacità totale è di 6pF, ora ipotizzando le varie perdite faccio finta di scendere a 1pF, perciò, se l'accelleratore non supera l'assorbimento di 1kW ipotizzando di alimentarlo a 1MV il sistema deve funzionare.

Ora: a che livello di vuoto deve essere l'accelleratore per non superare l'assorbimento di 1mA se alimentato a 1mV ? vero che mi rispondete? :D

dimenticavo, ci toccherà farlo lungo 9 metri.... perchè basta 1MV e quindi risparmiamo soldi in basette...... e chiaramente ho anche a disposizione i 9 metri, al limite faremo un paio di metri in meno e un paio di chilovolt in più.

mmm, però ho detto una stupidata, perchè il condensatore impiega parecchio tempo a scaricarsi completamente se la corrente assorbita è di solo 1mA, intorno ai 5mS, per tanto la frequenza degli impulsi non potrà essere superiore a 100Hz, che non è male, diciamo che la zona utile di scarica è quella dei 2uS, dove la tensione si mantiene a 1MV e la corrente a 1mA.

Ora riassumendo:

ho un fascio di nuclei di elio proiettati contro il target di berillio ogni 5mS, la quantità di questi nuclei dipende dalla pressione esistente nell'accelleratore che a sua volta è vincolata dal milliampere che posso offrire, quanti nuclei faccio collidere sul bersaglio? quante collisioni che fanno centro potre avere? quindi, quanti neutroni generati ogni 5mS? ipotizziamo di avere un target del diametro di 10mm e di collimare il fascio in un paio di millimetri....

m, mi sa che a conti fatti è più conveniente realizzare un generatore van de graaff, infatti vista l'esigua capacità che deve avere il condensatore in via teorica non ci sarebbe bisogno di tutte quelle basette resistenze isolamenti vari etc, chiaro anche il van ha le sue dispersioni, che chiaramente vedremo di limitare con le idonee protezioni e tipologie di costruzione.

GabriChan
18-11-2009, 22:05
Ciao Tecnonik in teoria la fusione fredda non è poi cosi complicata, visto che usa la struttura cristallina della materia per abbassare la bariera coulombiana e quindi ottenere della fusione anche a temperatura ambiente.
Non ti conviene cercare di ragionare in questo senso quindi abbassare i livelli di tensione?
Ionizzando dell'idrogeno e farlo assorbire a della grafite, ad esempio e poi una volta che è carico dargli la botta in alta tensione (hai presente quelle palle con dentro i fulmini che trovi a pochi € nei supermeratini cinesi). Io avevo fatto delle prove e praticamente esplodeva, anche se era immerso in acqua, li si sarebbe interessante cercare dei neutroni.
Ha una domanda ammesso di riuscirre a produrre neutroni come pensi di fare per rilevarli?

Ciao
Sinceramente non so rispondere alla tua domanda.. ;)

tecnonick
19-11-2009, 07:18
Ciao Gabri, bè io ragionando per logica direi che abbassando la tensione devo alzare la corrente, infatti perchè le correnti negli accelleratori sono relativamente basse? perchè all'interno dell'accelleratore ci sono pochi nuclei di gas da accellerare, però è anche vero che questi nuclei per riuscire a superare la barriera, ovvero a non essere respinti dal nucleo di berillio, devono avere una certa energia acquisita in un certo tempo per ottenere una velocità sufficiente a penetrare all'interno del nucleo del berillio. Ora nelle fusione fredda classica velocità non ce n'è, ed essendo a pressione ambiente puoi immaginare che nell'acqua ci sono un sacco di nuclei di idrogeno, e quindi ecco perchè si tenta di lavorare favorendo la corrente alla tensione, il tungsteno si arroventa inquanto tutti quei nuclei di idrogeno gli sbattono conto, anche se a velocità bassa sono tanti, e non escludo che utilizzando del berillio al posto del tungsteno possa accadere qualcosa(fusione ?), però non è facile da gestire, perchè alle alte temperature il metallo cola... per rilevare i neutroni: visto che un neutrone veloce ha poca probabilità di interagire con la materia, bisogna rallentarlo facendolo collidere su piccole molecole di idrogeno, quindi utilizzando un materiale ricco di idrogeno tipo acqua o paraffina accadrebbe che il neutrone impattando con la materia andrebbe a generare oscillazioni nelle molecole emettendo quindi radiazioni di frequenza minore, percepibili dai contatori geiger. Nei moderni accelleratori non si usa alta tensione semplicemente perchè le particelle che vuoi far collidere vengono accellerate più volte nello stesso spazio, utilizzando sistemi che permettono di far percorrere alle particelle determinate traettorie per milioni e milioni di volte, tanto quanto basta per far acquisire loro una certa energia(quindi una certa velocità), vedi per esempio il ciclotron....

Noi avendo a disposizione solo per esempio questi 9 metri, dobbiamo fare il modo che la particella parta dal punto A e arrivi al punto B(berillio) ad una velocità tale da riuscire a penetrare nel nucleo del berillio senza essere ostacolata dalla repulsione del nucleo stesso, essendo dello stesso segno(nucleo positivo contro nucleo positivo). Sicuramente la coppia ELIO-BERILLIO, per varie ragioni, è quella che permette un buon compromesso tra probabilità e facilità di reazione. Avevo pensato di ridurre la tensione aumentando la corrente e quindi la quantità di particelle che collidono, ma non credo si ottengano risultati, se non quelli di far diventare incandescente il bersaglio, che essendo ad un alto livello di vuoto si vaporizzerebbe creando solo un effetto sputering per via del bombardamento dei nuclei di elio, e perchè no un evaporazione del metallo stesso.

"""" Rimasto solo a fare le misure, con gli amici Enrico Persico e Bruno Rossi che osservano, Fermi ha un'intuizione più o meno inconscia: sostituisce un cuneo di piombo, da inserire tra la sorgente di neutroni e il bersaglio, con un pezzo di paraffina (una sostanza ricca di Idrogeno e molto usata in laboratorio). L'effetto è strabiliante: i contatori Geiger impazziscono, l'induzione di radioattività è enormemente più efficace """"

GabriChan
19-11-2009, 10:16
Ciao tecnonik un appunto il tungsteno nelle celle al plasma si fonde per elettroerosione in fatti in quegli istanti hai un circuito chiuso, quasi in cortocircuito. In quell'istante assorbe un sacco di corrente e gli archi elettrici fondono e il punto di contatto che è piccolissimo ma che alla lunga fa fondere tutto il katodo...

Scusa ma credo di non aver capito cosa vuoi fare....
Per accellerare una particella (idrogeno) la devi ionizzare e quindi farla passare per una d.d.p di 13.5 ev, quindi si polarizza e poi usando un magnete o una d.d.p accellerarla fino a 2Mev e poi farla scontrare con il beriglio.
Ora per accellerare in modo che lo scontro superi i 2 Mev vuoi mettere un tuboa a vuoto lungo 9mt ? e una ddp di quanto?
Per me devi ragionare come se fosse un tubo catodico del monitor, però in vece di sparare elettroni spari delle alfa.
Quindi un un tubo a vuoto di vetro... immetti un po di hidrogeno, su 2 placche generi la ddp necessaria per ionizzarlo e con un elettromagnete a impulsi gli dai l'energia necessaria per sparala via con la quantità di moto necessaria per superare la coulumb del beriglio... è ovviamente una mia ipotesi. Poi calcolare di quanto deve essere il magnete e a che distanza mettere il beriglio quello sinceramente non te lo so dire.
Ciao

tecnonick
19-11-2009, 12:31
Ciao Gabri, allora, il campo magnetico a noi non serve per accellerare o curvare le traiettorie, non dobbiamo costruire un ciclotrone, l'unica cosa che ci potrebbe tornare utile da un campo magnetico è la concentrazione del fascio di NUCLEI DI ELIO in un punto preciso del target, lasciamo perdere l'idrogeno che necessita di procedimenti diversi per dare un risultato. Quello che vorrei fare è un accelleratore elettrostatico, quindi le particelle di elio, quando si trovano nel campo elettrico si ionizzano, i protoni vanno da una parte e gli elettroni dall'altra, i protoni sono quelli che dovranno andare a collidere sul berillio, quindi il berillio sarà polarizzato negativamente, questo accelleratore inizialmente sarà un tubo di vetro lungo 9 metri, ma presumo che scenderemo a 4-5 metri aumentando la tensione, infatti 9 metri sono un pò fastidiosi da gestire. I 2 megavolt sono quelli che imprimono la spinta ai protoni dell'elio, che essendo attratti dal catodo iniziano a correre verso di esso aumentando la loro velocità nella lunghezza del tubo, i calcoli di UFO sono giusti, in 5 metri alla tensione di 2 megavolt e con un impulso di 2uS abbiamo tutta l'energia necessaria per far collidere alcuni nuclei di elio sul berillio e ottenere una certa probabilità di collisione per generare neutroni. Il problema è capire quanta CORRENTE ho bisogno, perchè la corrente (riferita alla tensione di 2 megavolt) dipende da quante particelle ho all'interno del tubo, tanto per capirci, se per ipotesi avessi una pressione ambiente, sarebbe necessaria una corrente altissima per riuscire a spostare tutti i nuclei di elio verso il catodo, mentre se all'interno del tubo ho per ipotesi 3 nuclei mi servirà una corrente minima. Perciò, partendo dal presupposto che posso ottenere una pressione di 10 alla -5 torr, sapendo quante molecole di elio ci stanno li dentro, posso sapere quanta corrente mi serve per accellerarle. Se la pressione fosse troppo alta, e non avrei dimensionato il generatore di alta tensione in modo da offrire una certa corrente, accadrebbe inevitabilmente che la tensione decadrebbe subito appena si verifica assorbimento di corrente da parte dell'accelleratore. Però questi calcoli non sono proprio alla mia portata, quindi se nessuno ci chiarisce un pò le idee ci toccherà andar per tentativi, quindi partendo con il fatidico milliampere alla pressione di 10-5 torr e vedere che accade, magari alla fine 1mA è anche troppo vista la pressione cosi bassa(grazie a un pò di fortuna sono riuscito a reperire a pochi soldi una pompa a diffusione con la quale in abbinamento ad una rotativa posso ottenere questa pressione).

uforobot
19-11-2009, 13:37
Non è importante quanto dura l'impulso che quello potrebbe anche durare mezz'ora che va bene.
E' importante sapere quanto tempo impiega la tensione a salire da zero volt a 1 Mv, questo tempo si chiama fronte di salita che non è il tempo della durata dell'impulso.

Il tempo è zero se il generatore di segnali è a vuoto ma poi collegando un carico succede che il quadrato non è più perfetto perchè diventa un trapezio.

definisco Ti il tempo dell'impulso

e definisco TFS il del fronte di salita.

non è possibile che TFS sia MAGGIORE di Ti

Quindi non ha importanza se i condensatori ci mettono mezz'ora a scaricarsi, l'importante è il fronte di salita.

http://img687.imageshack.us/img687/6052/spinterometro.png

tecnonick
19-11-2009, 15:04
La scarica avviene tramite la chiusura degli spark-gap multipli nel caso del generatore di marx, quindi il fronte di salita è pressochè istantaneo visto che i condensatori sono tutti carichi ancor prima che si chiudono gli spark, mentre nel caso si utilizza un van de graaff la scarica potrebbe avvenire mediante la chiusura dello sparck che si crea tra terminale dell'accelleratore e generatore, ora se il generatore fosse in grado di darmi una corrente superiore a 1mA, lo spark in teoria non serve, si lascia sempre collegato l'accelleratore al polo positivo del generatore, e l'assorbimento sarebbe quindi continuo e non impulsivo, ma dubito che l'assorbimento a quella tensione sia cosi basso. Finchè nessuno non ci da qualche delucidazione in più siamo nel dubbio.....

tecnonick
19-11-2009, 20:47
c'è un piccolo problemino...

per realizzare un generatore van de graaf in grado di fornire una tensione di 1 megavolt serve una sfera di almeno 1 metro di diametro, nonchè l'altezza di tutto il generatore deve essere di almeno 4 metri, con una cinghia di ben mezzo metro di larghezza che scorre ad una velocità di 4-5 metri al secondo! mannaggia, le cose si complicano, non rispettando certi parametri c'è troppa dispersione di corrente per effetto corona, e quindi non si riesce a salire di tensione! mi sa che forse sarebbe più semplice utilizzare una trentina di generatori da 40-50kV messi in serie, per esempio sfruttando i trasformatori di alta tensione dei tv.

GabriChan
19-11-2009, 21:24
Ciao tecnonik per me ti stai complicando un po troppo le cose... ma sopprattuto non ho capito cosa vuoi provare con questo esperimento?

tecnonick
19-11-2009, 21:40
Ciao, se leggi dall'inizio ho scritto cosa voglio provare: rendere radioattivo un metallo sfruttando i neutroni generati dall'accelleratore.

Non è che mi sto complicando le cose, con la disponibilità che abbiamo non ci sono molte strade da prendere, se hai un idea migliore di come realizzare un "semplice" accelleratore di particelle buttala giù!

GabriChan
20-11-2009, 22:48
Ciao hai visto una cosa del genere?

Compact accelerator neutron generators - The Industrial Physicist (http://www.aip.org/tip/INPHFA/vol-9/iss-6/p22.html)

e di altri generatori portatili se cerchi ne trovi tanti altri... Ciao

tecnonick
21-11-2009, 01:49
Vedi, questi accelleratori usano il deuterio e trizio, il trizio già di suo è radioattivo, tanto per capirci se al posto di utlizzare un accelleratore userei un fusor caricato con deuterio e trizio molto probabilmente avrei ottenuto una fonte di neutroni notevole con più semplicità, però quello che vorrei fare è ottenere neutroni con l'utilizzo di materie facilmente reperibili e poco costose, per esempio il berillio so già dove acquistarlo e ad un prezzo decisamente ragionevole, l'elio lo trovi ovunque e te lo tirano dietro, avendo a disposizione questi due elementi, se realizzi un accelleratore come si deve ottieni di sicuro certi risultati, e quindi il trizio e il deuterio forse saremo noi a produrlo. Invece partendo con la realizzazione di un fusor le cose si complicano, perchè ogni piccolo errore ti costa una caterba di soldi, hai idea di cosa costa il deuterio? e il trizio? hai idea della difficoltà che c'è nel reperirli? e immagina quanto ti verrebbe a costare una sperimentazione con un flusso continuo di questi gas...... fuori portata...

GabriChan
21-11-2009, 10:52
Ciao tecnonik hai perfettamente ragione sul costo di certi materiali in fatti anche io sono per il basso costo.... comunque guarda questo...
YouTube - Farnsworth Fusor (http://www.youtube.com/watch?v=7iSDnANGAFs&feature=related)
all'inizio vengono date le caratteristiche assorbe un 900W, e usa il neon come gas, be sarebbe interessante provare con l'elio... hai le due gabbie a 15kv e in mezzo viene confinato il plasma che ha polarià negative, pensa ora di metere il tuo targhet anchesso nel mezzo con polarità negativa, e quando il plasma è bello carico inverti la polarità del targhet e lo fai diventare positiva in modo che tutto il plasma si scarichi contemporaneamente sul targhet....
qualcosa di interessante per me salta fuori... ciao
ieri sono andato alla conferenza "eppur si fonde" a milano... e ho avuto l'occasione di conosciere un po di gente del forum... tutte persone molto in gamba... e ascoltando le varie esposizioni mi sono convinto di una cosa... che in realtà sono gli elettroni a generare le trasmutazioni nucleari.... quando la densità di questi supera una certa soglia le bariere coulombiane si abbassano e si hanno fenomeni di fusione e fissione. Personalmente credo sia quella la direzione.

uforobot
21-11-2009, 10:55
Avevo già detto in passato, (più di una volta), che i generatori di neutroni che utilizzano come materiali di partenza, deuterio e trizio, sono una presa per i fondelli.


Sono una presa per i fondelli perchè per avere quei gas mi devo rivolgere al direttore della centrale nucleare e pragarlo in ginocchio sei mi dà quei materiali.
Nonostante che lo prego in ginocchio, quei gas non me li darebbe perchè DICE che prima necessita il consenso scritto del Presidente della Repubblica il quale dovrebbe firmare una dichiarazione scritta.
Ma la dichiarazione non la firma senza prima avere consultato il ministro degli interni, ma il ministro degli interni non firma l'autorizzazione senza prima avere consultato il capo di stato maggiore dell'esercito, ma il capo di Stato Maggiore non firma senza prima avere un parere scritto del comitato per la sicurezza ambientale il quale deve sentire il parere dell'ispettorato del lavoro che a sua volta chiede parere ad un notaio che si rivolge ad un avvocato, prefetto di Roma e del sindaco della città dove questi gas servirebbero.

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Caso mai deve essere il generatore di neutroni quello che deve produrre deuterio e trizio, partendo da materiali facilmente reperibili, e non viceversa

tecnonick
21-11-2009, 11:26
Grabri, il fusor serve per fare fusione nucleare mediante la concentrazione del plasma in quel punto luminoso che vedi, è li che avvengono le reazioni, di fusor ne hanno fatti una caterba, sono in vendita e perfettamente funzionanti, ma serve trizio e deuterio o solo deuterio(in base alle energie che vuoi ottenere). Con altri gas non può funzionare perchè non è in grado di sviluppare l'energia necessaria per far fondere i loro nuclei. Ad ogni modo non è un impresa impossibile realizzare un accelleratore di particelle, è fattibile, ma è chiaro che non è semplice. Adesso stiamo vedendo di capire come realizzare un generatore di alta tensione ad alta frequenza, in modo da poter accellerare le particelle poco alla volta in uno spazio più stretto e con meno tensione, tramite i vari elettrodi, prendiamo il ciclotron, come funziona? le particelle compiono una traettoria circolare essendo prima accellerate da un punto all'altro nello spazio tra i due elettrodi semisferici cavi e poi curvate dal campo magnetico in cui si trovano, in base alla tensione che applichi e alla forza del campo magnetico le particelle faranno più o meno giri fino a prendere la velocità necessaria a urtare contro il target e fare la reazione. Realizzare un ciclotrone è un impresa non da poco, perchè oltre al fatto che serve un elettromegnete da una tonnellata, serve essere ingegneri, perchè ci sono da fare una caterba di calcoli.... idem per il lineare che vuole fare ufo, ma in questo caso è un pò più semplice.

Nabla
22-11-2009, 02:50
Sicuramente la coppia ELIO-BERILLIO, per varie ragioni, è quella che permette un buon compromesso tra probabilità e facilità di reazione.
Quali ragioni? Non sono riuscito a trovare un grafico con la sezione d'urto He4-Be... Voi l'avete? Se sì, allora confrontàtelo con questo allegato. Dal grafico si vede che se si ha a disposizione poca energia, allora conviene fare una Li7+p. Se si dispone di molta energia, allora sarebbe il caso di considerare una Pb208+p o Bi209+p. Le sezioni d'urto relative al Be però coinvolgono un p incidente, anziché He4. Non ho trovato quelle con He4 incidente.
Ad ogni modo, state attenti! Già i neutroni sono pericolosissimi per la salute, inoltre nulla vieta che la reazione scelta mostri anche sezioni d'urto notevoli per altre reazioni nucleari (ad es. produzione di gamma). Ciò andrebbe verificato!
Ora, in base ai neutroni che vi servono, potete già cominciare a fare un po' di conti per dimensionare il bersaglio e l'acceleratore.

uforobot
22-11-2009, 10:08
Il protone è meno energetico del nucleo di elio, questo perchè il protone possiede una carica elettrica che è la metà di quella del nucleo di elio, inoltre la massa del protone è circa (dico circa) 4 volte inferiore rispetto al nucleo di elio.

Energia = V*Z

dove V è la tensione e Z il numero protonico.

e allora a parità di tensione, l'elio è più energetico

infatti
(protone) ---> 1 Mev = 1 Mv * Z
(elio) ---> 2 Mev = 1 Mv * Z

e allora con lo stesso Megavolt ottengo 2 Mev con l'elio e 1 Mev con il litio.

Vero anche che per superare la barriera coulombiana del (protone-litio) mi basta soltanto 1 Mev mentre invece con (elio-berillio) ne servono almeno 2 di Mev.

e qualcuno potrebbe pensare che è da fessi tentare (elio-berillio) perchè i Mev richiesti sono 2 anzichè 1, ma si tratta di una illusione ottica perchè la tensione minima necessaria è sempre 1 Megavolt in ambedue i casi.
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Per rispondere alla domanda del messaggio numero 1....
Va chiarito per bene se la tensione è continua o alternata sinusoidale.
se si tratta di tensione continua, allora l'inpulso non esiste e la distanza tra gli elettrodi la facciamo come ci pare e piace.

Se invece si tratta di tensione alternata sinusoidale, allora sono guai grossi perchè nella forma d'onda c'è un fronte di salita e questo fronte di salita mi obbliga a fare i megahertz inrealizzabili, la pena di non volere fare i Mhertz è quella di fare un acceleratore lungo centinaia di metri (sempre inrealizzabile).

Con questo discorso dei "grossi guai" non voglio alludere al fatto che i costruttori del famoso acceleratore del Cern di Ginevra sono un massa di deficienti ignoranti in cerca di guai.
Quelle persone sono persone intelligentissime e degne del massimo rispetto, ma si deve essere consapevoli che il loro scopo è lo studio della materia e non è quello di fare un generatore di neutroni punto e basta.

Per studiare la materia è giusto fare uso dei Teraelettronvolt e per realizzare questi Teraev servono necessariamente i grossi guai della tensione alternata sinusoidale, e poi per loro i guai non esistono perchè hanno a disposizione finanziamenti praticamente illimitati.
Senza la tensione alternata sinusoidale non è possibile studiare la materia come si dovrebbe.


(Ritornando a noi...)
A noi non ci interessa lo studio della materia (magari avessimo i miliardi di euro per poterlo fare).
A noi interessa semplicemente un emettitore artificiale di neutroni e quindi non dobbiamo commettere la stupidaggine di usare la tensione alternata sinusoidale.
La tensione continua va benissimo perchè posssiamo sciegliere la distanza tra gli elettrodi che ci pare e piace.
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tecnonick
22-11-2009, 10:16
Ciao nabla, ti ha risposto ufo.... io non sono molto ferrato sui calcoli in fisica nucleare, mi limito alle conoscenze che ho acquisito nel tempo grazie a quei pochi studi che ho fatto, da cui tra l'altro è anche passato molto tempo. Per me possiamo utilizzare tutte le coppie che volete, però si deve trattare di materiali facilmente reperibili, come adesempio litio-idrogeno-elio-berillio.

Da parte mia metto tutta la buona volontà a costruire l'accelleratore con il suo alimentatore, mettendo quindi a disposizione la tensione e la corrente che serve ,so i danni che possono fare i neutroni e le radiazioni, e chiaramente prima di accendere l'accelleratore avremo schermato a dovere lo stesso, perchè non intendo prendermene neanche per 1 picosecondo.

Però per dimensionare l'alimentatore ho bisogno di sapere oltre che la tensione, anche la corrente di lavoro, perchè li poi è necessario anche tarare il regolatore di flusso del gas in base alla portata della pompa e alla pressione che devo creare, quindi nabla non è che puoi fare 2 calcoli? io ho una pompa a diffusione che può raggiungere il vuoto di 10-5 torr.

GabriChan
22-11-2009, 11:15
Ciao Tecnonik questo file è interessante...
http://www.fieldp.com/freeware/cpa_humphries.pdf
lo trovi su questo sito che mi sembra abbastanza ben fatto.
Field Precision LLC: download Principles of Charged Particle Acceleration (http://www.fieldp.com/cpa.html)
Ciao

Nabla
22-11-2009, 12:31
Vero anche che per superare la barriera coulombiana del (protone-litio) mi basta soltanto 1 Mev mentre invece con (elio-berillio) ne servono almeno 2 di Mev.

Uforobot,
ti ripeto che ragionare secondo la fisica classica quando il fenomeno che accade è tipicamente quantistico non è proficuo.
A tal proposito, devo tra l'altro correggermi. Infatti ho finalmente trovato i grafici con le sezioni d'urto per la reazione alpha+Be9. La reazione alpha+Be9, che rende poi 1 n, è già conveniente a 1,5 MeV (pari a 5,2 bn), anziché 2 MeV; mentre è eccezionale se si potessero dare 7,7-7,9 MeV. Lì la sezione d'urto sarebbe circa 690 bn!!
Quindi si deduce che il valore della barriera coulombiana classica non è poi così informativo. Se da un lato ci dà una blanda idea dell'energia necessaria per una reazione nucleare, dall'altra non ci dà alcuna informazione sulla probabilità che si avveri quella particolare reazione. Nel caso alpha+Be9 la probabilità massima (ovvero la sezione d'urto massima) infatti è, come detto prima, sui 7,7 MeV. Nulla vieta di usare proiettili meno energetici: la reazione semplicemente renderà meno neutroni.
Consultando poi altre tabelle, mi sono accorto di un'altra possibilità interessante, seppur meno fattibile. È possibile produrre neutroni anche bombardando con elettroni il Nb93. La sezione d'urto è 1 bn quando l'energia degli e- incidenti è 100 MeV; decisamente alta! Tra l'altro, penso che si dovrà anche calcolare quanto sarà intensa l'emissione di raggi X a queste energie.
Ci sono anche tabelle riassuntive di studi sulla fissione di Th, U e Pu indotta da elettroni. Peccato che le sezioni d'urto siano piccole, tutte < o = 0,01 bn per energie degli e- incidenti > o = 100 MeV.

Voi dite che potete usare H, He, Li, Be... Ma avete provato a guardare le sezioni d'urto di tutte le possibili combinazioni proiettile-bersaglio degli elementi scritti prima, per vedere qual è la più conveniente? Dove per "più conveniente" s'intende quella che offre la maggior sezione d'urto alla minor energia del proiettile incidente.

tecnonick
22-11-2009, 14:58
il morale della favola è questo: volendo spendere il meno possibile, bisogna stare sull'accelleratore elettrostatico elementare, quindi 2 elettrodi e alta tensione. Allo stesso tempo necessitano 2 elementi che permettano di avere un minimo di risultati con la minor energia possibile, quindi la minor tensione possibile. Perchè comunque, non è proprio semplice gestire 1 megavolt. Non potendo aver modo di reperire il deuterio e trizio non restano molte strade, si tratta quindi di dimensionare questo tubo accelleratore in modo da poter lavorare con quello che possiamo reperire. Per aumentare l'energia, ufo cosa voleva fare: l'accelleratore eletttrostatico a più stadi, ma secondo i suoi calcoli, ad esempio necessiterebbe di una tensione di 50kv alla frequenza di 30mhz, volendo provare questa strada, avete qualche idea su come procedere? Sapevo che il klistron, oltre che nella versione di generatore di frequenza fisso, è anche in versione amplificatore, ovvero applico una differenza di potenziale fissa che modulo con un segnale di ampiezza inferiore in ingresso. Però non ho trovato nessun documento a riguardo, quindi non idea di come si potrebbe procedere utilizzando quella valvola. Avevo pensato che volendo si potrebbe realizzare un tetrodo dimensionato per i 50kV, con il quale sarebbe forse possibile ottenere questo segnale.

tecnonick
22-11-2009, 17:22
Mi sto leggendo un pò di documenti che spiegano in italiano chiaro come è fatto un accelleratore lineare che sfrutta le microonde, da quel che ho capito, tutti i conti di ufo in parte non servono a niente, perchè in poche parole l'accellerazione degli elettroni o ioni avviene non grazie alla differenza di potenziale tra gli elettrodi, ma grazie alle onde ELETTROMEGNETICHE, che nel caso dei LINAC (accelleratori lineari a corrente alternata) sono microonde di diversa frequenza e intensità in base all'energia che si vuole ottenere.

Se non ho capito male accade questo: abbiamo un catodo e un anodo posti ad una certa differenza di potenziale, per esempio a 20kV, appena inietto delle particelle di elio, gli elettroni si dirigono verso l'anodo inquanto è positivo, mentre i protoni del suo nucleo se ne vanno conto il catodo che è negativo, se nel catodo faccio un foro, alcuni protoni escono da questo foro e vanno a finire in un tubo accelleratore dove ci sono le onde elettromagnetiche, alcuni di questi questi protoni si trovano nel punto giusto del tubo per essere accellerati da queste onde, altri invece sono frenati e altri ancora sono fermi, vedendo com'è fatto questo tubo, noto che ci sono vari punti a forma di conca e altri diritti, ipotizzo che l'accellerazione avvenga in queste conche. Ora, da quel che ho capito, l'impulso dei 20kV per sparare il protone nella zona a microonde è in fase con quello che viene dato al magnetron o klystron per generare la microonda, immagino che se cosi non fosse, il protone quando è uscito dal foro del catodo tenderebbe a tornane indietro, perchè il catodo è negativo e lo attrae sempre, ma forse se questo protone appena uscito dal foro del catodo trova le microonde che se lo acchiappano, e non torna indietro ma continua a cavalcarle fino a giungere contro il target, ditemi se ci ho capito qulcosa o sto sparando una valanga di str....te

Nabla
22-11-2009, 17:52
Ho potuto controllare alcuni grafici che riguardavano le seguenti reazioni, con produzione di almeno un neutrone:
He4 + He4, Li6 + Li6, Li7 + He4, Li7 + p, Be9 + He4, Be9 + p.
Effettivamente, la più conveniente (cioè quella che offre la maggior sezione d'urto alla minor energia) è proprio la He4 + Be9.

Ovviamente voi state certamente progettando tutte le schermature contro i neutroni opportune, vero? E andrete a fare i vostri esperimenti in un luogo idoneo?

Un'osservazione. Alla frequenza di 30 MHz corrisponde una lunghezza d'onda nel vuoto di 10 m. Ora, da quel che ho capito, il vostro tubo, alimentato a RF, sarà lungo 9 m. Quindi è come se voi steste realizzando un'antenna a quasi una lunghezza d'onda. Il risultato sarà che voi perderete un sacco di energia per irraggiamento dal vostro acceleratore perché, anziché essere un acceleratore, si comporterà da ottima antenna trasmittente.

tecnonick
22-11-2009, 17:56
No nabla, i 30mHz non sono riferiti all'accelleratore elettrostatico, ma al linac che nulla ha a che vedere con l'elettrostatico, nell'elettrostatico si pensava semplicemente di fornite 1 megavolt di alimentazione ad un tubo di 9 metri, corrente continua, non radiofrequenza. Mentre stavo appunto leggendo alcuni documenti sugli accelleratori a radiofrequenza, e volevo capire qualcosa di più su come funzionano, perchè li non c'è alta tensione se non quella iniziale per dare la spinta preliminare al protone che poi arriverà nel tubo dove c'è la radiofrequenza.

Nabla
22-11-2009, 18:02
Con 1 MV forse la sezione d'urto è troppo piccola... Dovete guardare i grafici e dipende dai vostri scopi. Io non ho ancora capito quanti neutroni/s vi serve generare. Non ho neanche capito se, dopo che avrete prodotto questi neutroni, ci sia la necessità di rallentarli...

tecnonick
22-11-2009, 18:08
l'idea è quella di generare una quantità sufficiente di neutroni per rendere radioattivo un certo materiale nel più breve tempo possibile, avendo a disposizione quelle poche risorse che abbiamo. Non mi interessa se il tempo sarà un ora o 50 ore, quel che conta è poter dire "ci siamo riusciti", niente più... è un esperienza non da poco.

Nabla
22-11-2009, 18:24
Dunque,
1) scegliete quale materiale volete rendere radioattivo.
2) Stabilite più o meno quanti nuclei volete trasmutare.
3) Consultate i grafici con le sezioni d'urto neutroniche questa volta per determinare quale energia devono avere i neutroni (molto probabilmente andranno termalizzati) al fine di ottenere un'alta sezione d'urto.
4) A questo punto potete calcolare quant'è l'intensità neutroni/s che necessitate.
5) Fate un dimensionamento di massima del moderatore di neutroni da frapporre tra il bersaglio dell'acceleratore e il materiale da attivare.
6) Ora c'è da dimensionare il bersaglio di Be9 affinché, tenuto conto delle perdite, produca l'opportuno flusso neutronico.
7) Poi c'è da dimensionare tutto il resto: l'acceleratore, lo ionizzatore, l'alimentatore... Ma occorre anche dimensionare la schermatura che "avvolgerà" tutto l'apparato per impedire che i neutroni rallentati possano attivare altri materiali, umani compresi.

tecnonick
22-11-2009, 18:38
ok nabla, perfetto, però vorrei prima capire bene come funziona l'accelleratore a microonde, perchè da quello che sto intuendo riguardo le energie in gioco, di un accelleratore elettrostatico alla nostra portata magari ci possiamo fare una bella macchina a raggi x, ma niente di più, con 1 megavolt sono già al limite dello spazio pratico nel quale lavorare, però a questa tensione servono i 9 metri che non abbiamo a disposizione (ieri abbiamo visto che lo spazio nel quale collocare l'accelleratore non supera i 6 metri), e quindi bisognerebbe arrivare a 2 megavolt, questa tensione equivale a scariche in aria di 2 metri, isolare l'effetto corona e le scariche diventa un pò complicato con questa tensione. Con le microonde il problema non c'è, quindi se avete info, disegni, schemi su questa tipologia di accelleratore postateli.

tecnonick
22-11-2009, 20:38
Qui ci sono un paio di link interessanti, nel primo c'è un breve descrizione delle varie tipologie di acceleratori, nel secondo c'è la descrizione precisa di un semplice acceleratore in stile uforobot, lungo poco più di un metro e decisamente fattibile, ovviamente non produce l'energia di 2MeV, però potrebbe essere una base di partenza su cui iniziare a fare qualche esperimento:

http://web.unipmn.it/~ramello/acceleratori.ppt

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/p65/PDF/PAC1965_0652.pdf


questo potrebbe essere uno schema da considerare per alimentatore:

http://www.barc.ernet.in/publications/nl/2003/200310-22.pdf

Nabla
23-11-2009, 23:17
rendere radioattivo un certo materiale nel più breve tempo possibile
Quale materiale avete scelto?



Non m'interessa se il tempo sarà un'ora o 50 ore, quel che conta è poter dire "ci siamo riusciti", niente più...

Ma allora è nel più breve tempo possibile o è anche dopo 50 ore? Quale delle due?

ElettroRik
24-11-2009, 10:26
ok nabla, perfetto, però vorrei prima capire bene come funziona l'accelleratore a microonde..... quindi se avete info, disegni, schemi su questa tipologia di accelleratore postateli.

http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/slac-pub-8026.pdf

Basic Linac Microwave, Part I (http://www.aps.anl.gov/Accelerator_Systems_Division/Radio_Frequency/Presentations_and_Lectures/Basic_Linac_Microwave/Part_I/)

tecnonick
24-11-2009, 17:59
Ciao Elettro! quanto tempo.... come va? qui sempre a fare esperimenti siamo! allora, oggi ho messo a punto un alimentatore da un centinaio di watt in grado di offrire una sinusoide quasi perfetta alla tensione di 1kV e 14mHz di frequenza, utilizzando un prasformatore elevatore avvolto in aria, con 2 spire sul primario e 4 sul secondario, entro a 300 volt e esco a 800 volt, ci ho acceso una lampadina da 220 volt semplicemente avvicinando l'avvolgimento a 4 spire a quello a 2 spire(devo dire che ha anche un ottmo rendimento). Quindi il primo passo l'ho fatto, adesso devo elevare la tensione aumentando le spire, e poi una volta raggiunti 50kV inizierò ad aumentare la potenza in watt, questo è lo schema che ho utilizzato, chiaramente è una semplice prova, e si può migliorare, tuttavia già cosi com'è offre un alta stabilità in frequenza e in tensione e pare essere immune ai disturbi, si tratta di un oscillatore colpitts con un pò di "elaborazioni":

http://ucwerg.blu.livefilestore.com/y1pLaG6oOXTuxBENolODc2SjIJFCJa_7Z4i-o4tslx6Q4yQmhAjyWACKNawYCcDjZ0qh0_5Nzuh2Vwo8iy4bui tp_UXLcyzLdRo/prova1_alimentatore14mHz.JPG

I condensatori C2 e C3 devono essere da 5-600 volt.

Nel momento in cui avviciniamo un avvolgimento del diametro di 10cm alla bobina L1, questo si comporta esattamente come il secondario di un trasformatore, centrandolo bene la trasmissione di energia è molto efficiente, tanto da riuscire ad accendere una lampadina da 220 volt 60 watt a piena potenza, semplicemente collegata ai due capi della seconda bobina(in questo caso è bene che questa bobina abbia lo stesso numero di spire della prima, quindi 2 spire), un effetto molto bello, energia senza fili:D variando la tensione di alimentazione varia la potenza erogata, infatti per accendere a piena potenza la lampadina bisogna scostarsi sui 250 volt in ingresso, questo circuito lo piloto con un variac.

L'alimentatore dovrà essere variabile in frequenza e tensione, quindi poco alla volta, tempo permettendo, lo strutturerò in modo adeguato.

Riguardo i materiali da trasmutare ci pensiamo dopo, iniziamo a fare un acceleratore in grado di erogare una certa potenza, e alimentandolo come dice ufo, quindi 50kV 30mHz, dopodichè ci limiteremo a fare delle prove per vedere se emette neutroni(quindi elio+berillio), a quel punto, se tutto ok, vedremo cosa ci possiamo combinare.

AlessioF76
24-11-2009, 20:46
l'argomento è molto interessante, mi mancano le conoscente scientifiche per contribuire attivamente ma di generatori EHT un po' me ne intendo... (un mio generatore da 50KV viene discusso in tesi domani mattina)
quando lo realizzerai mettici un bel diodo zener 12-15V da 2W tra gate e source e ovviamente correggi il valore di C1 di conseguenza (sempre meglio verificare all'oscilloscopio) ti salverà diversi mosfet
Se non lo cosnosci già ti consiglieri l'oscillatore rojer ZVS (poca spesa tanta resa) almeno se ti serve tensione alternata, la frequenza comunque varia col carico (come del resto nel tuo circuito) su youtube troverai molti video se ti interessa vedere cosa riesce a fare, di solito si applica ai flybak ma nulla vieta di utilizzare un trasformatore in aria, allego un pdf che spiega come dimensionarlo
spero possa essere utile
7938
Ciao
Alessio

tecnonick
24-11-2009, 20:52
ciao Alessio, grazie per il tuo contributo, però avevo pensato di evitare quel tipo di oscillatore proprio perchè la frequenza varia al variare del carico, e nel nostro caso bisogna invece studiare un oscillatore che sia estremamente stabile, il colpitts lo è, però chiaramente in questa configurazione lavora proprio in estremi, quindi bisogna dimensionarlo un pò meglio, e sono già al lavoro per testare la configurazione migliore. Certamente dovremo "zenerare" il gate, ma questo nel momento in cui applicherò il secondari alta tensione.... per ora sono sotto con simulazioni circuitali, vediamo un pò come andrà....

Nabla
24-11-2009, 21:24
Quanto sarà lungo l'acceleratore da 30 MHz?

tecnonick
24-11-2009, 21:50
Ipotizzando 50kV a 30mHz la lunghezza dovrebbe essere 166cm, e composto da 20 tubi. Però presumo che mi manterrò sui 20mHz in quanto al momento sembra il miglior compromesso per realizzare l'alimentatore, a livello di rendimento, quindi la lunghezza sarà sui 250cm.

tecnonick
25-11-2009, 23:41
Qualcuno conosce la sigla di un mosfet che possa lavorare almeno a 30-40mhz con tensione 5-600v e corrente di almeno 2-3A ?

uforobot
26-11-2009, 16:38
Però mi ero dimenticato di dire che le particelle, quando sono dentro i tubi, non accelerano perchè dentro il tubo il campo elettrico è nullo.

Di conseguenza è sconveniente fare tubi larghi,... ma nello stesso tempo è impossibile avere un anello spesso zero millimetri, questo significa che c'è un piccolo calo della tensione efficace.

La riduzione del valore efficace dipende dallo spessore dell'enello se lo spessore fosse zero millimetri, la riduzione sarebbe zero.

Ho dovuto rivedere i conteggi e aggiornare il software che come sempre sta qui.
http://www.gencodex.com/lineare.zip

si tratta di aggiungere 3 anelli in più rispetto a prima.

in totale 23 anelli (anzichè 20)
Però nessuno mi aveva detto che dentro un tubo il campo elettrico è nullo e quindi non c'è accelerazione in quel tratto, e allora cosa serve io metto online le cose ?
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tecnonick
26-11-2009, 19:48
non è un problema quello ufo, allora ho messo a punto una bozza di alimentatore rf da 40mHz circa con una potenza di picco sulla parte più alta della semionda di circa 1,2kW, ora però avrei bisogno che qualcuno mi dia dei consigli su come proteggermi da questa radiofrequenza, perchè questa bozza di aliementatore mi accende una lampadina da 300 watt alogena senza fili...... appena l'ho finito pubblico lo shema, al momento ho ancora qualche taratura da fare, e sopratutto devo limitarlo un attimo per poter fare le prove di conversione di tensione.

AlessioF76
26-11-2009, 20:16
Come mosfet questa bestiola forse potrebbe fare el tuo caso http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/10038.pdf
non ho idea di quanto costi ... comunque nel catalogo ST ne trovi per tutti i gusti

40MHz non sono poi tanti i trasmettitori delle radio e radio e delle TV vanno a un centinaio di KW a frequenze superiori non credo che tu possa subire danni ma non sono un medico. Per scaramanzia mi metterei un bel paio di mutande schermanti sempre che non vadano in risonanza e si surriscaldino :cry:

Complimenti a Uforobot per il "programmino"
Ciao
Alessio

tecnonick
26-11-2009, 20:38
Ciao Alessio, ho letto che le frequenze comprese tra 1 e 10gHz sono le più pericolose, inquanto scaldano, e possono fare danni anche alla vista! certo, un chilowatt non è paragonabile ai trasmettitori radio e tv, anche se in quelle cabine comunque non si può stare per più di 10 minuti mi pare. Ad ogni modo ogni consiglio da parte vostra è ben accetto.

Ottimo quel mosfet, vediamo se riesco a reperirlo!

PS.
servirebbe un mosfet che abbia una tensione di gate-source di 60-70 volt.

Nabla
26-11-2009, 21:23
L'assorbimento massimo di energia elettromagnetica da parte di un uomo avviene quando il campo elettrico incidente è parallelo all'asse del corpo a frequenze tali che:
1) se in piedi su un piano di massa: h=0,2*lambda;
2) se isolato da terra: h=0,4*lambda;
dove h è l'altezza del soggetto e lambda è la lunghezza d'onda.
Quindi, per un soggetto alto 175 cm a contatto con la terra si ha risonanza quando la radiazione elettromagnetica ha frequenza pari a circa 34 MHz; a 68 MHz se isolato da terra.
Se non ricordo male, a 30 MHz, i limiti ANSI prevedono una densità di potenza max pari a 1 mW/cm^2.
Prima di progettare una schermatura, se non avete le attrezzature per effettuare le misure di campo elettromagnetico, provate a modellare l'apparato come un'antenna semplice, tipo dipolo. Poi valutàtene il modulo del vettore di Poynting alla distanza che v'interessa e controllate che non superi i limiti. Se li supera, allora schermate.

Comunque, tutti i limiti dettagliati (quindi anche quelli rispetto al SAR e ai campi disaccoppiati elettrico e magnetico) li trovate sulla CEI 111-1.

tecnonick
29-11-2009, 16:01
Grazie Nabla, grazie dei link, credo di essere al sicuro.... però quando accendo l'alimentatore la gente non sente più la radio alla distanza di 10 metri, in effetti il segnale erogato è molto forte, vedrò di risolvere il problema con delle schermature, farò un contenitore dedicato dove allogiare l'alimentatore.

Però c'è un altro problema, è vero che utilizzando 2 spire sul primario e 4 spire sul secondario riesco ad accendere l'alogena ed ho un segnale visto all'oscilloscopio che è a dir poco una sinusoide perfetta da circa 40mHz, ma utilizzando più spire non riesco a estrarre corrente e mi si bruciano i mosfet, un pò come nei finali rf che se non usi l'antenna li bruci. In pratica ho avvolto 100 spire di filo su un tubo da 110mm, e dopo le due spire del primario, un pò come una bobina di tesla, in questo modo pensavo di ottenere tensione elevata, invece il secondario non estrae niente! Perchè? forse vanno accordate le due bobine? Purtroppo non me ne intendo molto di circuiti radio, sapete darmi qualche dritta?

AlessioF76
29-11-2009, 16:31
Il circuito è quello dello schema sopra? hai verificato che nel punto "A" la tensione non sia troppo alta? aumentando le spire aumenti anche l'induttanza, i picchi di tensione alla apertura del mosfet e se l'induttanza è troppo alta la corrente ovviamente diminuisce salvo accordare il tutto. per il trasformatore in aria : forse l'accoppiamento tra i due avvolgimenti "non è il massimo" e su cento spire le capacità parassite a 40MHz forse non sono più trascurabili e ti creano un circuidto LC che impedisce di accordare correttamente gli avvolgimenti.

Poi 100 spire su un supporto da 110mm corrispondono a 34,54m lunghezza d'onda dei 28,9MHz potrebbe" dare fastidio" avere un avvolgimento così lungo....

Ciao
Alessio

Nabla
29-11-2009, 17:05
Tecnonick,
per progettare un amplificatore a 40 MHz con tensioni così elevate, io avrei proceduto usando i parametri s o i parametri y (tipicamente usati quando si progettano amplificatori a radiofrequenza), perché ho il presentimento che il circuito possa mostrare problemi di stabilità.
Ad ogni modo, se tu carichi l'amplificatore con un trasformatore (o comunque con un circuito risonante) di fatto è come se tu stessi realizzando un amplificatore selettivo.
Tanto gli amplificatori a radiofrequenza quanto gli amplificatori selettivi possono avere notevoli problemi di stabilità. Di ciò me ne convinco ulteriormente alla luce del fatto che ti si bruciano i MOSFET quando aumenti l'induttanza di carico.
Ti consiglierei allora di usare un simulatore per accordare il circuito affinché risulti incondizionatamente stabile a partire dalla più bassa frequenza possibile alla quale il modello del transistore è valido fino alla frequenza di guadagno unitario. Ovviamente, oltre alla stabilità, bisogna cercare di ottenere anche la potenza in uscita desiderata! :rolleyes: Qui sta il compromesso.

tecnonick
29-11-2009, 18:15
Cioa Alessio, il circuito su cui sto lavorando è simille a quello sopra ma migliorato e adeguato per erogare un pò più potenza, appena ho un attimo lo posto, però il circuito funziona bene, infatti ho controllato gli assorbimenti, ho tarato tutti i componenti, e se uso l'avvolgimento a 4 spire è perfetto. Ora, siccome abbiamo bisogno sti benedetti 50kV a 30-40mHz, avevo pensato di ottenerli utilizzanto appunto un trasformate avvolto in aria, il primario viene fatto oscillare dal circuito, le oscillazioni sono con una tensione da 50 a 250 volt circa(posso regolare la tensione come preferisco), e quindi presumevo che facendo un secondario con più spire ottenevo più tensione, e infatti se uso 4 spire accendo una lampadna da 220V quando sul primario c'è un oscillazione da 50 a 150V, se aumento la tensione la lampadina si brucia, perciò l'elevazione c'è, e la resa pure(non so in che percentuale ma è evidente), però c'è proprio quel problema di quando aumenti le spire, li non va, ma proprio non tira furi niente! Ora, lasciano perdere il circuito, consideriamo di dover costruire un trasfrmatore avvolt in aria, avendo quindi a disposizione questi valori:

induttanza primario: 1uH - numero spire 2 diametro 110mm
tensione sul primario: sinusoidale 50-250V (200v)
tensione richiesta al secondario: 50kV
frequenza di lavoro: da 30mHz a 40mHz

come fare questo trasformatore?

AlessioF76
29-11-2009, 20:17
Questo dovrebbe fare al tuo caso : Indicazioni di calcolo per trasformatori avvolti in aria (http://xoomer.virgilio.it/efhco/trascalcolo.htm)
la pagina tratta di trasformatori in aria per audiofrequenza ma la teoria è la stessa salvo gli elementi parassiti

Tieni conto anche dei problemi di isolamento del secondario e delle capacità parassite

tecnonick
30-11-2009, 18:28
Ciao, allora questo è l'ultimo schema sul qualestolavorando(avrò provato almeno 30 configurazioni differenti....), il trasformatore che vedete ovviamente è solo indicativo perchè è con nucleo, un terminale del secondario è collegato al positivo per far funzionare il programma simulatore, ma nella realtà non lo è, questo schema funziona bene, perchè effettivamente su quel trasformatore circola un bel pò di corrente, in questa simulazione se piazzate un antenna sul collettore del mosfet avete una portante da circa 100 watt, modificando i valori delle 3 resistenze si può arrivare fino a 6-700 watt, per andare oltre bisogna incrementare il numero dei mosfet. Il problema che ho non è tanto nel circuito oscillatore(che in varie prove si è dimostrato veramente stabile e potente), ma quanto nell'accopiare il primario e secondario avvolti in aria, e preciserei anche che questo oscillatore va a 33mHz circa, se calibro per esempio sui 10mHz riesco a sfruttare moltissima corrente anche sul secondario, pare che più si scende di frequenza e meglio va:

http://ucwerg.blu.livefilestore.com/y1pPyw7R86ewA8Z3TeFARb6mIZsHixMG6jb16Y7B7ysCIPNuNv 7ENFdJesehUFltEfJ7KjW8UuDBQtV7hprnbRbskSvpOq91QHO/prova2_alimentatore33mHz.JPG

anche se però ho qualche dubbio sull'utilizzo dei mosfet, perchè in questa circostanza oltre al fatto che sul gate siamo vincolati dalla tensione massima di 30 volt, i mosfet lavorano bene in regime on/off, in questo caso invece lavorano in regime resistivo, infatti la tensione di pilotaggio del gate è data inizialmente dalle due resistenze poste a massa e positivo, ma poi è l'induttanza che si occupa di pilotarlo, e questa mi da una sinusoide, non un onda quadra, quindi forse sarebbe meglio utilizzare dei bjt? o magari igbt?

AlessioF76
30-11-2009, 22:39
complimenti per la ricerca:beer:
io non mi preoccuperei tanto della tensione di gate salvo non superare quella limite e neanche della perfetta sinusoide, anche il circuito se creasse un onda quadra, a queste frequenze non è poi così difficile sopprimere le armoniche con filtri e "trappole" varie.
Probabilmente hai problemi di adattamento di impedenza tra i mosfet e il trasformatore e poi bisognerebbe verificare che col carico l'adattamento sia accettabile
Ti suggerirei di trovare una rete di adattamento "adatta"
Il tipo di circuito che stai realizzando è fondamentalmente un trasmettitore RF
Se lo trovi in rete ti consiglierei un libro che conservo dalle superiori "comunicazioni elettroniche corso di telecomunicazioni" di paul h.yung edizioni jackson (il mio è del 92)ù
la sezione circuiti dei trasmettitori è spiegata in modo semplice ma non troppo approfondito se vuoi approfondire trovi nel' hoepli "manuale di elettronica e telecomunicazioni" una bibbia sintetica per gli addetti ai lavori

se non li trovi in rete e ti interessa mandami un messaggio privato

Non so che programma usi per le simulazioni, con Microcap riesci a fare di tutto, se trovi la versione 4 scarica con le librerie poi installa la versione 7 e importa le librerie e troverai una valanga di componenti. se scarichi l'attuale versione 9, salvo caricarti gli spice non trovi componenti utili alle tue simulazioni

PS: per piacere megahertz si scrive MHz, mHz è milliHertz

Buone ricerche Ciao
Alessio

tecnonick
01-12-2009, 20:42
Ciao, ho capito dove sta il problema, lo schema che utilizzo non va bene, perchè la potenza di uscita è vincolata dal calo di tensione che si verifica quando applico un carico, infatti la potenza di uscita dipende dalla tensione ai capi del mosfet, questa tensione sinusoidale va nell'induttanza, passa da condensatore invertita di fase e mi alimenta il mosfet, se il carico è troppo elevato la tensione cala e inevitabilmente il mosfet non lavora più, viceversa se il carico è troppo basso e alzo la tensione per avere più potenza brucio il mosfet perchè sul gate mi arrivano impulsi superiori alla sua portata(nel caso dell'irf840 è 30 volt, me ne arrivavano da oltre 40....). Quindi questo schema potrebbe essere utilizzato soltanto nel caso si conosce a priori qual'è il carico utilizzato, a quel punto si impostano tutti i valori dei vari componenti e il circuito è molto efficiente. Mentre nel mio caso non so quanto assorbirà il carico, per tanto devo tornare al primo schema di oscillatore che avevo fatto, oggi ho fatto alcune simulazioni e direi che questa volta è davvero perfetto, stabile e molto più potente e versatile del precedente, infatti posso applicare diversi carichi, e regolarmi la potnza di uscita semplicemente variando il valore di una resistenza posta tra gate e positivo, adesso faccio tutti i miei test e se è ok posto lo schema.

Questo oscillatore non è influenzato dal carico, nel senso che la frequenza è stabile, e la potenza erogata dipende solo dall'impedenza del carico, perciò comunque anche in questo caso, se il carico non assorbe potenza questa se la mangiano i mosfet, però chiaramente, avendo la possibilità di regolare la potenza in uscita, ed avendo preventivamente calcolato quanti mosfet servono per sopportare ad esempio 1000 watt senza bruciarsi, il problema è risolto, al limite si butterà via un pò di corrente in calore, ma quello è il meno dei mali....

AlessioF76
01-12-2009, 21:24
Hai capito bene :clapping:
l'adattamento di impedenza sere proprio a dare il carico giusto ai mosfet, ne troppo alto ne troppo basso
potresti fare un oscillatorino al quarzo in prima armonica che pilota poi il finale di potenza così sei sicuro della stabilità in frequenza...
mettici gli zener sul gate ! mal che ti vada ti taglia la sinusoide ma non ti buca i mosfet finali, utilizzando un carico accordato potresti usare i finali in classe C risparmiano potenza e con un NOTEVOLE aumento di efficienza ..

Ciao
Alessio

tecnonick
01-12-2009, 21:45
Bene dai, male che va se non dovesse funzionale l'acceleratore ho capito come costruire un baracchino da 10 chilowatt :D , domani appena ho un pò di tempo inizio a fare un pò di prove, vediamo come si comporta con gli irf840, poi dopodomani mi arriva un bel mosfet da 600V 35A, e li NON devo ciularlo perchè costa un botto...... concodo sugli zener, ma è troppo bello sentire quello "stack" di quando si brucia il mosfet:D tu pensa che comunque li ho messi, e da 5 watt, quando mi si bruciava il mosfet è perchè mi si erano bruciati pure i due zener! capisci che picchi di tensione gli arrivavano sul gate.....

tecnonick
02-12-2009, 23:19
Ho provato micro-cap, direi che è ottimo rispetto a circuit maker, e sopratutto combacia almeno al 80% con le prove nella realtà, però aimè mi ha fatto notare una realtà che preferivo non fosse ho accertato con la strumentazione, fare questo alimentatore è molto più complicato di quel che prevedevo :(

AlessioF76
03-12-2009, 19:31
una simulazione al 100% è utile quanto una cartina 1:1 ci sono troppe variabili da inserire :)

Che problematiche ti pone l'alimentatore?

Picchi di corrente ripetitivi e non ripetitivi troppo alti per i diodi? fenomeni di risonanza? lo volevi stabilizzare? ho un po di esperienza con alimentatori fino a 500-600V da qualche centinaio di Watt esistono soluzioni circuitali semplici ed efficaci per aggirare tali problematiche...

Fammi sapere che una soluzione si trova
Ciao
Alessio

tecnonick
03-12-2009, 19:43
Ciao alessio, grazie per il tuo appoggio, tornando all'inizio, per alimentare l'acceleratore ci serve una tensione alternata con picchi di 50kV alla frequenza minima di 30MHz, normalmente da quel che ho visto in giro, per realizzare questa alimentazione usano direttamente una tensione continua a 50kV che viene fatta oscillare mediante l'utilizzo di tubi a vuoto klistron, io volevo evitare questa soluzione utilizzando un circuito oscillatore accoppiato ad un trasformatore avvolto in aria, perchè in aria possiamo lavorare a 30Mhz, cosa che con i nuclei in ferrite non credo sia possibile. Quindi cosa avevo pensato di fare: un oscillatore che utilizza un avvolgimento sia come induttanza per il proprio funzionamento e come primario del trasformatore elevatore, quindi le oscillazioni presenti sul primario me le devo trovare sul secondario, ma di tensione elevata e chiaramente corrente bassa. Il fatto è che finchè lavoro sotto i 10Mhz si riesce a capirci qualcosa, mentre appena supero questa frequenza la potenza di uscita cala drasticamente, il mosfet non riesce più a dare per esempio 0-100 volt sul primario ma me ne da 90-100, scaldando come un forno. Allora siccome sto usando gli irf della serie a partire da 520 fino a 840, non vorrei che questi non riescano a commutare una certa potenza ad una certa frequenza, se riesci a darmi una mano è ben accetta!

GabriChan
03-12-2009, 20:35
Ciao cerco di dare il mio umile consiglio credo che il problema sia la Rds(on) di 0,48Hom che sembrano pochi ma consideraato le tensioni in gioco le correnti salgono e quindi serve qualcosa con una Rds più piccola almeno di un fattore quindi in torno all 0,02.. o giu di li... anche se non so consigliarti il modello...

AlessioF76
03-12-2009, 21:39
Potrebbe essere un problema della capacità del gate, è come un condensatore, se sali di frequenza non basta pilotarlo con sola tensione, serve corrente e se la resistenza di pilotaggio del gate è troppo alta la tensione non sale ne scende abbastanza velocemente per pilotare correttamente il mosfet, dovresti provare a bufferizzare il pilota con un push-pull così puoi anche metterci una protezione per le extratensioni.

Ho costruito per altri scopi generatori di impulsi da 34-40KV (circa 35KHz) in teoria il flyback era da 60W ma in regime impulsivo l'ho "tirato" fino ad arroventare il ferro su cui si scaricava ma dopo 6 minuti di uso continuato si è fuso il secondario e il diodo EHT...
Prova con microcap!

Ciao
Alessio

tecnonick
03-12-2009, 22:26
Concordo sul gate, serve parecchia corrente per pilotarlo a quella frequenza, e qundi mi sa che serve fare un oscillatore, preamplificatore, e amplificatore finale, in pratica un radiotrasmettitore che al posto di essere modulato da un microfono è modulato dall'oscillatore.

AlessioF76
03-12-2009, 22:45
Vedo che sei nottambulo anche tu!
in pratica un trasmettore CW o oscillatore di potenza, se ne trovano tanti in rete ma nessuno da 1KW o da 50Kv! continua così e scrivi vedrai che anche qualche rivista chiederà anche a te degli articoli su cose strane :spettacolo:
magari riuscirai anche a pagarti le spese per gli esperimenti (io ci sono quasi)
Se hai idee o sviluppi fai presto, lunedì divento papà per la seconda volta :wub2:
e per un po' penso non avrò molto tempo per portare avanti i miei interessi, il tuo progetto mi sembra molto interessante (mi piacciono le sfide) ma non so quanto potro' seguirlo
Ciao notte
Alessio

tecnonick
03-12-2009, 23:21
:) auguri per il nuovo bebè! vedrai che ce la faremo, ho appena finito la simulazione con micro-cap, realizzato oscillatore, push-pull e finale con irf840 a 30MHz, funziona! ho applicato un carico fittizio all'uscita del finale e non cala di tensione, VG di 0-30 volt(massimo permesso dal irf840) bisognerà fare altre prove, poi passo alla realizzazione pratica.... notte!

tecnonick
06-12-2009, 19:46
Ho fatto alcune prove, il generatore funziona, riesco a trasferire in modo efficiente un segnale a 30-40Mhz dal primario al secondario, purchè questi abbiano la stessa induttanza, ma quindi il problema è più grande di quel che poteva essere prima, infatti dovendo necessariamente usare la stessa induttanza è probabile quindi che i due avvolgimenti sono "accordati" per lavorare alla stessa freqeuenza, infatti mettiamo che ho il primario di 2 spire di diametro 100mm, e il secondario di 4 spire di diametro 100mm non funziona niente, perchè la prima bobina risuona ad una certa frequenza, l'altra non ha la stessa frequenza della prima, quindi non essendo in accordo non c'è trasferimento di energia dal primario al secondario. Adesso facendo due calcoli, per avere il minor numero di spire possibile e la maggior frequenza di lavoro possibile, ho optato per esempio per una spira di diametro 100mm, questa spira ha un induttanza di circa 0,3uH, ora ipotizzando che su questa spira applico una tensione alternata di 1000 volt e voglio che il secondario mi tira fuori 50000 volt avrei bisogno un rapporto 1 a 50, però per avere un secondario da 0.3uH e allo stesso tempo le 50 spire per moltiplicare la tensione è impossibile, infatti avvolgendo queste 50 spire su un nucleo ad aria, anche stando stretti stretti supero il valore di 0.3uH. Questo non accadrebbe se al posto di lavorare a 30MHz lavorerei per esempio tra 1 e 4MHz, essendo le induttanze molto più elevate risulterebbe più facile ottenere molte spire, ed ecco il principio di accordo delle bobine di tesla, che difficilmente superano i 10MHz come frequenza di risonanza.

Detto questo capisco anche perchè negli acceleratori commerciali non si fa uso di trasformatori ad aria, ma direttamente si parte da una tensione alta che viene switchata alla frequenza che ci interessa, ed ecco anche perchè è necessario utilizzare valvole come i klistron, che in questo caso fungerebbe come una sorta di mosfet oscillando e generando quindi la tensione elevata alla frequenza desiderata con pochissimi componenti.

Quindi ora non rimangono molte strade, infatti scendendo di frequenza siamo vincolati ad aumentare la lunghezza delll'accelleratore, che nel caso della frequenza sui 10Mhz sarebbe già di 10 metri, quindi bisogna recuperare un bel valvolone e farlo oscillare a 30-40MHz con tensione a 50kV.

AlessioF76
06-12-2009, 22:20
Intanto oscilla a 30 MHz!:beer:

non ti resta che studiarti la bobina di Tesla per salire in tensione:
In un trasformatore convenzionale, le spire sono molto vicine tra loro, e il guadagno di tensione è limitato al rapporto dei numeri di giri delle spire. Comunque, il guadagno di tensione di un trasformatore risonante come una bobina di Tesla può essere significativamente più grande, poiché è proporzionale alla radice quadrata del rapporto delle induttanze secondarie e primarie. La bobina trasferisce energia da un circuito risonante che oscilla (il primario) all'altro (il secondario) su un numero dei cicli di RF. Appena il primario trasferisce energia al secondario, la tensione di produzione secondaria aumenta finché tutta l'energia primaria disponibile è stata trasferita al secondario (con buona efficienza). Anche con perdite di scariche elettriche significative una bobina di Tesla ben progettata può trasferire oltre l'85% dell'energia immagazzinata inizialmente nel condensatore primario al circuito secondario.

in bocca al lupo che ci sei quasi
Alessio

tecnonick
06-12-2009, 22:37
ciao Alessio, non riesco a comprendere il guadagno in tensione da come lo descrivi tu, cioè, io sono rimasto al principio del rapporto delle spire, mentre qui la cosa cambia da quel che dici, mi sapresti dare qualche link dove poter capire questo concetto? perchè ho fatto molte ricerche, ma non so come sia possibile elevare la tensione pur avendo induttanze di valore differente e mantenendo la stessa frequenza del primario sul secondario.

tecnonick
06-12-2009, 22:45
Aposto, ho visto come si comportano le induttanze in questo caso, nulla hanno a che vedere con un trasformatore, anche con numero di spire inferiore si ottiene tensione superiore, basta regolare la capacità del condensatore in modo da ottenre una reattanza superiore al secondario, in effetti oggi avevo fatto alcune prove e notavo che con 2 spire al primario e tensione 40 volt, con una sola spira sul secondario riuscivo ad accendere 20 led verdi da 3,6 volt.

Mi metto sotto con le ricerche..... se avete link, formule etc sono ben accetti!

AlessioF76
07-12-2009, 05:50
chiedi all'utente teslacoil, in rete ci sono anche programmi di dimensionamento con la frequenza di lavoro ma non ho i link sottomano. ciao
Alessio

uforobot
07-12-2009, 10:26
Se non erro, l'induttanza di un avolgimento può essere contrastata mettendo un condensatore in parallelo, però si dovrebbe calcolare la capacità del condensatore.

Sarebbe il circuito classico LC, ma ho dimenticato come si facevano i calcoli.

Quei tipi di calcoli li facevo 30 anni fa, quando andavo alla scuola di periti elettronici.

tecnonick
07-12-2009, 19:19
m.... le cose sono un pò complicate per me che poco ricordo e poco ho studiato la sezione a radiofrequenza, anche perchè poi tra l'altro mi trovo per esempio pareri discordanti tra i due espertoni di questa materia, ovvero il buon teslacoil che non risponde mai ai messaggi e il buon lawrence, qui si vede una loro discussione dove lawrence afferma che quel che conta è il rapporto di spire mantenendo un accoppiamento il più efficiente possibile, mentre poi si ha il tesla che afferma il contrario, per poi finire in un silenzio che ti fa solo restare in dubbio, ecco il loro dibattito:

Tesla coil a valvole. - Teslamaniacs (http://thegeniusworkshop.forumcommunity.net/?t=3345973)

dal canto mio, quel che ho potuto verificare nella PRATICA è che la teoria più precisa è quella di teslacoil, infatti utilizzando un rapporto 2 a 1 ottengo una tensione più elevata rispetto al rapporto 2 a 2, ho anche provato a mettere in parallelo al secondario dei condensatori variabili, notano effettivamente una LIEVE variazione di tensione, ma che comunque risulta sempre maggiore nel caso dell'accoppiamento 2 a 1.

Elektron
07-12-2009, 20:36
Ciao alessio, grazie per il tuo appoggio, tornando all'inizio, per alimentare l'acceleratore ci serve una tensione alternata con picchi di 50kV alla frequenza minima di 30MHz, normalmente da quel che ho visto in giro, per realizzare questa alimentazione usano direttamente una tensione continua a 50kV che viene fatta oscillare mediante l'utilizzo di tubi a vuoto klistron, io volevo evitare questa soluzione utilizzando un circuito oscillatore accoppiato ad un trasformatore avvolto in aria, perchè in aria possiamo lavorare a 30Mhz, cosa che con i nuclei in ferrite non credo sia possibile. Quindi cosa avevo pensato di fare: un oscillatore che utilizza un avvolgimento sia come induttanza per il proprio funzionamento e come primario del trasformatore elevatore, quindi le oscillazioni presenti sul primario me le devo trovare sul secondario, ma di tensione elevata e chiaramente corrente bassa. Il fatto è che finchè lavoro sotto i 10Mhz si riesce a capirci qualcosa, mentre appena supero questa frequenza la potenza di uscita cala drasticamente, il mosfet non riesce più a dare per esempio 0-100 volt sul primario ma me ne da 90-100, scaldando come un forno. Allora siccome sto usando gli irf della serie a partire da 520 fino a 840, non vorrei che questi non riescano a commutare una certa potenza ad una certa frequenza, se riesci a darmi una mano è ben accetta!

Ti confermo, carissimo tecnonick, che con i MOS che citi non puoi arrivare a quella frequenza. A piena potenza direi al massimo 1 MHz, nota che Ton + Toff
per un IRF520 è di circa 100 ns (10Mhz). Quindi a 10 MHz il MOS dissipa tutto su se stesso a causa dei tempi necessari alla sua stessa commutazione.
Riguardo al raggiungimento di una tensione così elevata ... non è difficile ... basta adottare più salti di impedenza. Un circuito molto popolare fra gli audiofili autocostruttori era quello di un tweeter a plasma con l'oscillatore transistorizzato (non ricordo la marca forse Altec Lansing). Lo stadio di adattamento di impedenza fra il finale RF era costituito da un pi-greco a tre stadi per trasformare i circa 10 Ohm di uscita del transistor nei kiloOhm necessari per avere una altissima tensione adatta quindi ad innescare il plasma. La regola è sempre AltaTensione=AltaImpedenza. Come raggiungere l'impedenza di carico alta o altissima ... si può fare in vari modi, come la bobina di Tesla per rapporto spire o con reti di adattamento opportune come nel tweeter a plasma.
In generale l'autocostruzione a transistor o FET è molto più delicata che con i tubi. Il minimo errore porta quasi sempre alla distruzione del finale di potenza, i tubi non hanno di questi problemi (ne hanno però altri come le alte tensioni necessarie ai vari elettrodi). Detto questo ti posso guidare alla costruzione mettendo bene in chiaro che essa richiede notevole esperienza nel campo RF e non solo ... :bye1:

tecnonick
07-12-2009, 20:57
Ciao Elektron! grazie per il tuo contributo! sono tutto orecchie!

come dici tu avevo molti dubbi sull'utiliuzzo di questi mosfet, proprio per via del loro tempo di commutazione, però siccome in realtà gli impulsi che giungono sul gate non sono "impulsi" ma è una sinusoide di 0-30 volt circa, generata da un oscillatore a sua volta applicato ad un preamplificatore, allora ho pensato che forse un tentativo si poteva fare, ma in effeti l'energia che mi trasferisce il mosfet sulla spira rispetto a quella che si mangia è davvero poca. Adesso vorrei iniziare a capire come elevare la tensione sul secondario, perchè dalle tante letture che ho fatto non l'ho ancora capito, non riesco a trovare un documento che lo spiega in modo preciso, purtroppo non ho esperienza su radiofrequenza perchè non l'ho mai ritenuta un campo di mio interesse, ma oggi mi pento di questo, perchè adesso che lo sto masticando capisco quanto sia importante conoscerne le basi, basi che mi risultano molto difficili da assimilare senza avere un buon professore che spiega nei minimi dettagli. Però adesso devo tralasciare un attimo questi studi perchè devo realizzare questo generatore da 50kV a 30Mhz e il tempo che ho a disposizione non è molto, se mi dedicherei allo studio mi sa che non mi basterebbe un anno per finirlo. Quindi ti sarei molto grato se mi daresti qualche dritta, vorrei capire bene il concetto dell'elevazione di tensione non in rapporto alle spire ma in rapporto alle impedenze, l'accoppiamento tra primario e secondario, e sopratutto il rendimento di questa trasformazione, perchè in uscita abbiamo bisogno una certa potenza, che a 50kV dovrebbe essere per iniziare di almeno 4-500 watt.

Elektron
08-12-2009, 11:27
Ciao Elektron! grazie per il tuo contributo! sono tutto orecchie!

come dici tu avevo molti dubbi sull'utiliuzzo di questi mosfet, proprio per via del loro tempo di commutazione, però siccome in realtà gli impulsi che giungono sul gate non sono "impulsi" ma è una sinusoide di 0-30 volt circa, generata da un oscillatore a sua volta applicato ad un preamplificatore, allora ho pensato che forse un tentativo si poteva fare, ma in effeti l'energia che mi trasferisce il mosfet sulla spira rispetto a quella che si mangia è davvero poca. Adesso vorrei iniziare a capire come elevare la tensione sul secondario, perchè dalle tante letture che ho fatto non l'ho ancora capito, non riesco a trovare un documento che lo spiega in modo preciso, purtroppo non ho esperienza su radiofrequenza perchè non l'ho mai ritenuta un campo di mio interesse, ma oggi mi pento di questo, perchè adesso che lo sto masticando capisco quanto sia importante conoscerne le basi, basi che mi risultano molto difficili da assimilare senza avere un buon professore che spiega nei minimi dettagli. Però adesso devo tralasciare un attimo questi studi perchè devo realizzare questo generatore da 50kV a 30Mhz e il tempo che ho a disposizione non è molto, se mi dedicherei allo studio mi sa che non mi basterebbe un anno per finirlo. Quindi ti sarei molto grato se mi daresti qualche dritta, vorrei capire bene il concetto dell'elevazione di tensione non in rapporto alle spire ma in rapporto alle impedenze, l'accoppiamento tra primario e secondario, e sopratutto il rendimento di questa trasformazione, perchè in uscita abbiamo bisogno una certa potenza, che a 50kV dovrebbe essere per iniziare di almeno 4-500 watt.
Quoto per cambio pagina.

Ecco, caro tecnonick, una realizzazione a 30 MHz con potenza di 100W che utilizza un componente stato solido l' RD100HFF1 Mitsubishi.
Nel pdf linkato vi è un esempio circuitale verso la fine. I numeri a scala che si vedono sotto lo schema indicano la distanza in millimetri alla quale vanno collegati i componenti. Come vedi si tratta di una costruzione di notevole impegno e che richiede tutta la strumentazione del caso.
http://www.mitsubishichips.com/China/common/cfm/ePartProfile.cfm?FILENAME=rd100hhf1.pdf

Riporto in uno screenshot il circuito:

http://www.energeticambiente.it/attachment.php?attachmentid=8175&d=1260267744

Questo per 100W, per averne 500 occorre accoppiare a due a due gli amplificatori fino al raggiungimento della potenza utile. Non è possibile "parallelare" direttamente i FET a causa delle impedenze d'ingresso e d'uscita risultanti, o meglio, è possibile per due FET ma quasi impossibile per 5 o 6.
Condensatori e bobine devono essere per RF e lo stampato in teflon con striplines argentate. Così funziona, fatto in modo diverso .... mah?

Una volta che si abbiano a disposizione i 100 o 500W si tratta di modificare il passa basso (volgarmente pigreco) di adattamento d'uscita, modificando le strip dal drain del MOS fino al connettore d'uscita e relativi condensatori verso massa. In questa applicazione adattiamo i pochi Ohm del FET ai 50 Ohm dell'antenna con solo due salti d'impedenza. Nell'applicazione che ti prefiggi ne servono 3 o 4 (ricordo che lo schema del tweeter a plasma ne adottava forse 3). Sembra fattibile ... sembra .... il vero problema è che qualsiasi errore porta alla distruzione istantanea del MOS (si vede un lampo blu attraverso la ceramica e .... addio) inoltre servono: analizzatore di spettro, analizzatore di reti, carico ad alta impedenza, eccitatore (ci vogliono 12 watt in per averne 100 out) ecc..

Impossibile no, ma mi chiedo se a questo punto non convenga passare ai tubi.

Un solo tubo, magari con anodo esterno tipo le 4CX250 radioamatoriali, fornirebbe in classe C circa 700W senza presentare i problemi connessi ai componenti stato solido. Nel caso del tubo, l'adattamento di impedenza si realizza per rapporto spire. Se l'anodo è alimentato a 2KV, il rapporto spire sarebbe di 1 a 25 (semplificando), quindi diciamo due spire sul volano anodico e una 50ina sul secondario accoppiato, insomma si ricade nel caso "bobina di Tesla". 50 spire risuonano a 30MHz senza troppi accorgimenti, ed è fondamentale per avere la massima tensione sul secondario. Anche il primario deve essere accordato, ma in questo caso è facile portarlo alla risonanza aggiungendo o togliendo condensatori in parallelo alla bobina volano anodico.
Il tubo regge qualsiasi tortura, compreso il disaccordo del volano la mancanza di carico, sovraeccitazione ecc... e alla fine ho anche l'impressione che il tutto costi meno, soprattutto se hai ha disposizione un vecchio forno a microonde dal quale recuperare il trafo per l'anodica a 2KV ... :spettacolo:

Tutto cambia se abbassiamo la frequenza, diventano disponibili altri semiconduttori ed altre tecniche circuitali molto più semplici ed affidabili. Pensiamo ai fornelli ad induzione casalinghi, costo basso facile reperibilità (?) e la possibilità di "comprarlo già fatto" se non se ne esce ...

tecnonick
08-12-2009, 12:15
Ciao, proprio un bel macello realizzare questo alimentatore, si avvicina il Natale, non è che qualcuno ci regala 50kV switchati a 30MHz ?????

Scherzi aparte, vedo pure io una semplicità maggiore utilizzando i tubi, ma li però non ho proprio un minimo di esperienza, mai utilizzati in viata mia!

Ieri ho contattato una ditta che realizza trasformatori in ferrite, mi hanno detto che non è un problema fare un trasformatore su nucleo in ferrite in grado di erogare al secondario 10kV alla frequenza di 30MHz facendo oscillare il primario a 30MHz, sarà vero? se cosi fosse avremmo risolto molti problemi, perchè da quanto mi ha detto in questo caso il rapporto di trasformazione dipende dal rapporto delle spire, e basta che gli dico con che tensione entro e che tipo di segnale farò sul primario, loro fanno gli avvolgimenti in base alla tensione che mi serve in uscita.

Tra l'altro questa cosa mi sembra anche plausibile, infatti esistono alimentatori per rf sputering che erogano fino a 6kV alla frequenza intorno ai 13MHz, e hanno dimensioni molto contenute senza avvolgimenti in aria o altre particolarità.

Se effettivamente un nucleo in ferrite mi lavora a 30MHz credo che i problemi siano risolti, in teoria dovrebbe diventare come un classico trasformatore, anche se però mi resta il dubbio....

Tu cosa dici, sarà realmente possibile realizzare un trasformatore su ferrite che lavora in base al rapporto spire considerando una frequenza al primario di 30MHz con onda sinusoidale?

Elektron
08-12-2009, 12:59
Certamente sì, occorre una ferrite in grado di lavorare con perdite contenute a quella frequenza e occorre un layout degli avvolgimenti tale da evitare scariche ma è certamente possibile. Resta il problema di come eccitare il primario di tale trasformatore, la potenza che ti prefiggi di ottenere è raggiungibile con la tipologia di costruzione che ti ho esposto nel post precedente, anche esistono amplificatori per impieghi radioamatoriali a prezzi contenuti e di potenza paragonabile a quella che ti serve. In ogni caso un eventuale amplificatore, realizzato da te o acquistato fra quelli in commercio, richiede che il carico visto sia costante (di solito 52 Ohm tipici delle antenne di trasmissione) pena la distruzione dei finali di potenza. Un oscillatore finale a tubi non avrebbe questo problema o lo avrebbe in misura ben ridotta.

tecnonick
08-12-2009, 15:38
Bene, allora proviamo a procedere in questo senso, prima di dare l'ok alla ditta faccio delle prove, devo trovare delle ferriti per alta frequenza, sai dove le posso reperire? l'ideale sarebbe il nucleo a doppia E in modo da far su un piccolo trasformatore, inizierò a fare alcuine prove con i mosfet, metterò un carico variabile sul secondario e vediamo quanto riesco a ottenere, dopodichè se tutto funziona prendiamo un bel valvolone e facciamo oscillare il primario, una volta ottenuti i risultati faccio fare il trasformatore.

AlessioF76
08-12-2009, 20:40
Questi lin k potresti trovarli utili per le ferriti

Bobine toroidali - Sito di Biagio Barberino (http://www.biagiobarberino.it/toroidi.htm)
http://www.aritorino.it/Articoli/IK1HSS/caron_xf.pdf

Ciao Alessio

tecnonick
08-12-2009, 23:46
Grazie Alessio, ottimo link, c'è anche il programma per calcolare le spere, interessante anche l'altro link, appena prendo le ferriti farò alcuine prove e vedremo cosa salta fuori.

tecnonick
09-12-2009, 00:37
Comunque ho dei dubbi, perchè ragionando un attimo, un trasformatore ha comunque 2 avvolgimenti, mettiamo che il primo sia di 1uH, e il secondo elevatore sia di 500uH, se per pilotare il primo devo arrivare alla sua frequenza di risonanza, come farà il secondo a combaciare con il primo se ha una frequenza di risonanza nettamente superiore? dalle prove con il simulatore infatti si nota questo particolare, se il secondario non è in fase con il primario non si ottiene nulla di buono, perchè mettiamo che il secondario vada in risonanza a 1Mhz, ed il primario a 10MHz, ottengo che nel secondario mi si forma una sinusoide di 1MHz ma seghettata a 10Mhz ! in pratica come fosse una portante a 1MHz modulata a 10MHz!

AlessioF76
09-12-2009, 10:43
quello che ti ritrovi esattamente succede se il secondario è accordato su una armonica o sottoarmonica del primario, comunque la condizione di accordo va a braccetto con l'adattamento delle impedenze, i nuclei in ferrite poi creano un accoppiamento capacitivo tra nucleo e avvolgimenti oltre che il programma non calcola (a meno di non inserire le capacità parrassite) e tra spira e spira.
Nei forum dei radioamatori troverai molti consigli utili. controlla anche i parametri di analisi di microcap (che tipo di analisi utilizzi?) che posso darti qualche dritta, il programma fa veramente di tutto ma ci vuiole un po' di pratica per non prendere cantonate, potrebbero essere dei parametri di analisi non appropriati a darti risultati falsati.
forse te l'ho già detto ma il progetto che stai sviluppando mi interessa molto, al meno dal punto di vista elettronico :beer:
tieni conto che ieril'altro è nata la mia seconda figlia sono in ferie per qualche giorno, e ho da gestire la prima figlia di quai 4 anni, mia moglie e la seconda figlia, i lavori di casa, le telefonate dal lavoro, un articolo in stesura e uno in sviluppo (li faccio per arrotondare ma non voglio "perdere il treno" coi tempi che corrono e 2 bambine da crescere) ti stò scrivendo "dal bagno" nell'unico tempo a mia disposizione.
Questo per dirti di tener duro che alla lunga anche la ricerca paga (poco ma di questi tempi va bene lo stesso)

Tieni duro e porta avanti il progetto!
se bastavano 200W a qualche KHz a 50KV di generatori te ne avrei spediti già 2.

Non prendere paura delle valvole sono MOOOLTO più tolleranti dei componenti a stato solido e sono MOOLTO più simili a dispositivi "ideali" ne ho una buona esperienza diretta anche di quelle (non in RF). quando e se dovrai farti un alimentatore da 2000V dimmelo non è cosi' semplice come sembra soprattutto ti servirà una impedenza di uscita dell'alimentatore bassa a 30MHZ...

Ciao
Tieni duro
Alessio

Ps: se pubbichi il tutto a meno puoi rivendicarne la proprietà intellettuale, brevettare costa e non ti tene al sicuro, se diventerai famoso ricordati di un "povero" padre di famiglia che ti ha dato qualche "dritta" non avendo il tempo di far di più:cry:

tecnonick
09-12-2009, 18:36
Ciao Alessio! sono molto soddisfatto dell'aiuto che ottengo su questo forum, è un posto pieno di gente molto colta e cordiale, e naturalmente tu fai parte di questi, come per Elektron, Nablka etc... Percarità, non ho mai pensato a quel che potrebbe nascere a livello commerciale, anche perchè sinceramente non credo che sia di cosi grande utilità un alimentatore simile, se non appunto per fare prove su acceleratori di particelle, e poi bisogna ricordare che già esistono anche se non molto simili a quel che vorrei fare(magari simili no ma forse migliori), l'idea nasce semplicemente perchè mi piacerebbe riuscire a fare qualche trasmutazione nucleare senza necessità di dover spendere decine di migliaia di euro (vedi i costi di quegli alimentatori, per non parlare dei tubi accelleranti). Poi percarità, se un progetto simile si dovesse rivelare utile ben venga, avremo valorizzato tutti sti sforzi e tutto l'aiuto e consigli che mi state dando, e quindi saranno ricompensati.

A me veramente spiace di non aver studiato il settore della radiofrequenza, e credimi, faccio una fatica boia ad imprimermi formule e concetti, ma sicuramente grazie al vostro valido aiuto qualcosa di buono lo tireremo fuori, e a quel punto ci ritroveremo tutti e vedremo insieme cosa è nato!


Tornando a noi, anche microcap non è che sia cosi semplice da utilizzare, ha una caterba di istruzioni e funzioni, le analisi le faccio utilizzando la funzione transient, regolando i timing in base alla frequanza del dispositivo sotto prova, e devo dire che c'è un abisso rispetto al vcchio circuit maker, fino ad oggi ogni prova che ho fatto con microcap quando l'ho messa in pratica rispecchia quasi al 100% la realtà, ottimo direi.

Però a prescindere dal problema di simulazione, quell'effetto l'ho riscontrato anche nella realtà, ma chiaramente con nuclei ad aria, il nucleo solido che ho al momento non va bene, è un toroide blu, che secondo il programma del sito che li vende tira massimo i 5MHz, infatti facendo delle prove non c'è verso di far su neanche un oscillatore che dia un minimo di vita con questo(sempre parlando di 30MHz però...) Adesso vedo di recuperare un nucleo che lavora ai 30 e poi farò alcune prove, sarebbe veramente bello vedere che su un nucleo di questo tipo è sufficiente il rapporto delle spire, perchè far oscillare il primario è il meno dei mali, infatti ad oggi sono riuscito a far oscillare un primario avvoto in aria con tensione da 0 a 400 volt utilizzando 2 irf840 in parallelo, e senza manco tanto calore emesso dagli stessi, gli irf840 hanno un time-on di 11-12ns, quindi a 30MHz siamo belli comodi, e si possono fare molte sperimentazioni. Però questo è solo un "oscillatore", quindi se sfrutto quell'induttanza come primario non va bene, perchè nel momento in cui assorbo corrente cambiano tutti i parametri dell'oscillatore e quindi si spegne o varia di ampiezza etc... si trattava solo di una prova per ottenere una tensione a partire da 0 volt fino alla più alta possibile nel range di tolleranza dei mosfet, e fin qui tutto ok, tutto ok anche quando sul drain del mosfet applico un condensatore da 100nf con una resistenza in serie da 50 ohm a massa, ai capi di questa resistenza ho un ottimo segnale di ampiezza elevata che è in grado di pilotare il gate di altri mosfet che si occuperanno quindi di pilotare a loro volta il primario del trasformatore, ma a grande sorpresa vedo che questo primario (se avvolto in aria) per mandarlo in risonanza deve avere un induttanza di 0,1uH !!!!! una misera spiretta da 1cm di diametro! anche perchè io ho il chiodo fisso dei 30MHz ma poi in realtà sto lavorando sui 36-38, e a questa frequanza sono qulla misera induttanza posso utilizzare, infatti se l'aumento si nota chiaramente che quando il mosfet "apre" parte il picco di sovratensione che viene smorzato molto prima del dovuto dal successivo impulso del mosfet, mannaggia, un induttanza cosi piccola manco la puoi avvolgere sul nucleo di un trasformatore, è per quello che mi vengono vari dubbi, tutti nati dalla teoria che sto mettendo in pratica.

AlessioF76
09-12-2009, 21:08
se non ce la fai con i nuclei, in questi link (ma ne troverai altri)
sono spiegati i tweeter a ioni, con trasformatori in aria tipo tesla coil
esclusi quelli che usano flyback gli altri lavorano a qualche decina di MHz perchè a queste frequenze non viene prodotto il sibilo del plasma

Diego Barone - Home Page - Plasma Tweeter, Tracciacurve, HiFi a valvole ... (http://www.diegobarone.it)
Plasma Tweeter (http://digilander.libero.it/speciallab/speciallab/tweeter.html)
Ulrich Haumann's DIY PLASMA TWEETER (http://www.plasmatweeter.de/eng_plasma.htm)

Elektron
09-12-2009, 23:03
Comunque ho dei dubbi, perchè ragionando un attimo, un trasformatore ha comunque 2 avvolgimenti, mettiamo che il primo sia di 1uH, e il secondo elevatore sia di 500uH, se per pilotare il primo devo arrivare alla sua frequenza di risonanza, come farà il secondo a combaciare con il primo se ha una frequenza di risonanza nettamente superiore? dalle prove con il simulatore infatti si nota questo particolare, se il secondario non è in fase con il primario non si ottiene nulla di buono, perchè mettiamo che il secondario vada in risonanza a 1Mhz, ed il primario a 10MHz, ottengo che nel secondario mi si forma una sinusoide di 1MHz ma seghettata a 10Mhz ! in pratica come fosse una portante a 1MHz modulata a 10MHz!
Ciao a tutti
quello che 'dovrebbe succedere' nel tuo caso è che il primario risuona, a diciamo 10 MHz, e che anche il secondario deve risuonare sempre a 10 MHz!
Il primario andrà accordato usando dei condensatori di valore opportuno, il secondario va fatto risuonare solo con la sua capacità parassita (o con un valore di capacità il più piccolo possibile per ottenere l'accordo). Nella condizione descritta la tensione al secondario sarà massima e il trasferimento di energia anche.
-- E' possibile accordare il secondario ad una determinata armonica del segnale sul primario ... ad esempio nei moltiplicatori di frequenza ... quello che si ottiene al secondario è: sempre una sinusoide se il secondario stesso risuona, se non risuona ci sarà una forma d'onda simile al primario ma con contenuto armonico differente da quello primario.
La forma d'onda sarà quindi una sinusoide a 10 MHz seghettata ad 1MHz !
Ogni dieci periodi (a 10 MHz) si osserva quindi una piccola componente ad un MHz sovrapposta. :bored:
--
Personalmente, ritengo che il valvolone sia la soluzione perfetta non quanto per il costo o semplicità ecc ... ma per la notevole tolleranza alle 'torture' che immagino intendi infliggere. Una scarica (ad esempio nell' acqua resa conduttiva) non lascerebbe scampo ai finali a transistor di un ampli da 500W. (Ma neanche da 100W). BJT o FET o IGBT sono un pochino troppo 'delicati' per questi usi. :oops:

Riguardo ai nuclei, se la frequenza massima dichiarata è es. 10 MHz si possono far andare anche a 30, MA accettando una perdita maggiore e adottando una magnetizzazione minore. Quindi meno potenza, per un dato volume di ferrite, al crescere della frequenza. Le perdite vanno di pari passo alla frequenza in ogni caso.

Nabla
10-12-2009, 02:11
Tecnonick,
ma quant'è la potenza del segnale in ingresso?
Vuoi fare tutto con uno stadio solo? Forse non è meglio mettere qualche stadio in cascata?
C'è un bel riepilogo con tutte le specifiche di questo amplificatore RF (me lo sono perso tra la discussione o proprio manca)?

uforobot
10-12-2009, 12:39
Usare! oppure non usare una valvola Klystron ?

Se uso la valvola Kystron, l'oscillazione viene generata a valle e quindi a monte c'è l'alta tensione continua.
Se non uso la valvola Klystron, l'oscillazione viene generata a monte e allora servono dei trasformatori senza nucleo ferroso o ferrite.

Il calcolo del condensatore si fa cosi.
http://img341.imageshack.us/img341/5674/gen1.png


Se invece si preferisce usare la valvola klystron, allora il calcolo della capacità non interessa, perchè l'oscillazione viene generata a valle e non ci sono trasformazioni da fare.

Klystron o non klystron sono 2 mondi diversi: nel caso che si vuole usare il klistron penso che lo schema dovrebbe essere cosi.
http://img341.imageshack.us/img341/351/gen2.png


Secondo me è sbagliato massacrarsi di lavoro per fare l'oscillatore tascabile dal momento che li vendono già fatti.
Il problema caso mai sarà che serve un amplificatore di potenza perchè la corrente che esce da un oscillatore è troppo bassa.
Già nel trasformatore elevatore la corrente viene ridotta parecchio, se poi nel primario entra poca corrente, nel secondario esce praticamente niente.

tecnonick
10-12-2009, 19:10
Tecnonick,
ma quant'è la potenza del segnale in ingresso?
Vuoi fare tutto con uno stadio solo? Forse non è meglio mettere qualche stadio in cascata?
C'è un bel riepilogo con tutte le specifiche di questo amplificatore RF (me lo sono perso tra la discussione o proprio manca)?


Ciao Nabla, riepilogando:

serve un genratore di segnale in grado di offrire una tensionbe di 50kV alla frequenza di almeno 30MHz, io pensavo di farlo utilizzando un oscillatore di potenza che pilota direttamente il primario di un trasformatore avvolto in aria, al secondario si devono ottenere i 50kV con una potenza compresa tra 100 e 500 watt.

Si, un solo stadio, con pochi componenti e la possibilità di applicare un carico al secondario di potenza variabile(non sappiamo quanto assorbirà l'acceleratore).


PER UFO:

Il primo schema che hai fatto è possibile realizarlo, infatti mettendo in serie più oscillatori i problemi calano parecchio, se riesco a utilizare i nuclei in ferrite è quello lo schema da usare, infatti se avvolgo in aria devo necessariamente tarare il tutto per un carico fisso, cosa che non si può fare. Se il nucleo in polvere di ferro riesce a lavorare bene a 30MHz e se realmente que che conta con il nucleo in ferro è solo il rapporto delle spire il gioco è fatto.


PS.

Devo fare una prova con i nuclei che lavorano oltre i 30MHz, dove li trovo? manco RS li ha...... ho pensato di prenderli direttamente alla AMIDON, li vendono on-line, però ora che mi arrivano........

Elektron
10-12-2009, 23:16
Ciao a tutti.
Penso che i nuclei in ferrocarbonile siano l'unica possibilita' per potenze così elevate, a frequenze così alte.
Certo RS non li ha, proverei a sentire un produttore Italiano, come la AROS nuclei, ecco il link al sito Aros Nuclei (http://www.arosnuclei.it/doc.htm)

Direi che per il tuo utilizzo va bene il nucleo ad U in H10 (AN 356), ha prestazioni eccellenti a 30 MHz.
Link al catalogo http://www.arosnuclei.it/Ferrocarbonile.pdf.
Magari ti sanno indicare un distributore comodo. Dì che hai bisogno di un campione gratuito o anche a pagamento, eh eh ... gh gh

PS: Non ho afferrato "infatti se avvolgo in aria devo necessariamente tarare il tutto per un carico fisso" ???
Casomai il contrario, se avvolgi a trasformatore NON puoi variare il carico, se avvolgi in aria è facilissimo variare il carico. Basta variare il mutuo accoppiamento fra primario e secondario, cosa evidentemente impossibile o quasi per un trasformatore in ferrite.
Ma forse ho frainteso ...

tecnonick
11-12-2009, 00:15
Ciao Elektron, contatto subito quella ditta e me lo faccio spedire.

Riguardo il carico avevo ragionato in questo modo: se il trasformatore con nucleo ferroso mi permette di sfruttare la trasformazione in base al numero di spire, la corrente di cui potrò usufruire sul secondario varia in base a quanta ne metto a disposizione sul primario e al rapporto delle spire, per cui se vario il carico male che va ho una caduta di tensione, mentre se uso il trasformatore avvolto in aria che deve necessariamente essere accordato con condensatori, quando vario il carico(che ne caso dell'acceleratore dovrebbe essere resistivo) vario anche l'accoppiamento, perchè il circuito secondario è RLC, mi sbaglio? se utilizzando un nucleo ferroso il risultato che ottengo è simile a quello di un trasformatore classico, il problema non dovrebbe esserci, è chiaro che se però per far funzionare quello con nucleo ferroso devo comunque accordare il secondario al primario siamo punto a capo e tantovale usare quello avvolto in aria...

Elektron
11-12-2009, 16:59
Dunque .... la risposta alla tua obiezione potrebbe essere si e no.
Il trasformatore fatto in ferrite avrebbe una banda passante più larga e se l'oscillatore è ben accoppiato ad esso il risultato finale è che disporresti di un trasformatore "classico" ma a 30 MHz. I balun in ferrite funzionano su una gamma di frequenze molto ampia ... tanto per fare un esempio ...
Se vari il carico hai di sicuro una caduta di tensione, come in ogni trasformatore del resto. Se lo fai avvolto in aria a causa del flusso disperso devi farlo risuonare se vuoi ottenere un trasferimento con rendimento accettabile. La ferrite serve proprio a "confinare" in essa la maggior parte del campo e quindi dell'energia associata a tale campo. Sì, alla fine direi che riuscendo a farlo fatto bene il trasformatore in ferrite ha dei vantaggi rispetto alle bobine in aria. Si può accoppiare tranquillamente anche un oscillatore di potenza a valvole a quello in ferrite. Le obiezioni che ho sollevato erano maggiormente rivolte all'uso di componenti allo stato solido a causa della delicatezza per la particolare applicazione. Ho citato la scarica nell'acqua ma la stessa cosa mi sà che vale per l'aria. Nell'eventualità di una scarica l'impedenza vista al secondario va a valori molto bassi, di conseguenza anche l'impedenza vista al primario va molto bassa. E' in quel momento ti fotti l'ampli a transistor ... detta volgarmente "gli metti l'uscita in corto" e puoi facilmente immaginare che la cosa non piace a nessun amplificatore transistorizzato.

tecnonick
11-12-2009, 18:30
Bè già è qualcosa di buono che mi confermi le mie teorie, tratte dalla sola logica e da quel poco di esprienza che ho nel campo radio. So che non è un impresa facile, e vedrai che alla fine mi orienterò sui tubi, perchè in effetti con i mosfet non è cosa semplice lavorare a quelle frequenze, e dando un occhiata ai circuiti di potenza a tubi è proprio un decimo di complicatezza rispetto allo stato solido. Adesso vediamo cosa tiro fuori con la ferrite, farò delle prove giusto per vedere il rapporto di trasformazione e la resa del circuito, poi se effettivamente ho dei buoni risultati provo a fare questo elevatore, in caso contrario passiamo sicuramente ai tubi.

GabriChan
11-12-2009, 19:29
Ciao Tecnonik dai un occhiata a questo link
Design of switch power supplies (http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html)
forse c'è qualcosa che può esserti utile, io ho provato a fare delle simulazioni e qualcosa escie....
Ciao

tecnonick
11-12-2009, 20:08
Ciao Gabri, di switching a bassa frequenza ne ho realizzati molti, con rendimento fino al 90% e poco più, ma quando la frequenza passa ai Mhz le cose cambiano, per esempio qu vedi vedi i calcoli che vanno fatti per un semplice ampli da soli 10 watt:

Amplificatore FM per banda 2 metri in classe C (http://www.cirocarbone.it/MyJobs/lineare.htm)

GabriChan
12-12-2009, 09:58
Ciao in effetti è molto complicato, il problema non è arrivare all'alta tensione il problema è modularla, per questo ricordo un brevetto di tesla dove generava una alta tensione poi faceva scoccare una scintilla tra due elettrodi e la frequenza era regolata da un flusso di aria pompata che passava attraverso.
Non so a che frequenza si riesca ad arrivare ma mi sembrava molto alta, la famosa elettricità fredda, ma questo è tutto un altro discorso. Quello che ti volevo segnalare col link di ieri è che se quardi il trasformatore ti da il modello della ferrite per lo scopo... Ciao.

Elektron
12-12-2009, 16:57
Bè già è qualcosa di buono che mi confermi le mie teorie, tratte dalla sola logica e da quel poco di esprienza che ho nel campo radio. So che non è un impresa facile, e vedrai che alla fine mi orienterò sui tubi, perchè in effetti con i mosfet non è cosa semplice lavorare a quelle frequenze, e dando un occhiata ai circuiti di potenza a tubi è proprio un decimo di complicatezza rispetto allo stato solido. Adesso vediamo cosa tiro fuori con la ferrite, farò delle prove giusto per vedere il rapporto di trasformazione e la resa del circuito, poi se effettivamente ho dei buoni risultati provo a fare questo elevatore, in caso contrario passiamo sicuramente ai tubi.

E sì, vediamo uno schema già adatto al caso tuo. Dal Sam's repair FAQ:

http://www.repairfaq.org/sam/rfosc1.gif

Lo schema usa una 6146, valvola di media-piccola potenza, ma ammettiamo di usare una 4cx600 (600 W di dissipazione di placca) non cambierebbe nulla o quasi (guardando bene vedo che non cambia proprio niente, infili una valvola più grossa, adatti la tensione di placca e fine!).
Nota come lo schema sia già adatto ad un trasformatore, l'uscitaè aperiodica e usa il condensatore variabile C2 per adattare il carico visto dalla valvola. La valvola costa sui 120 euro, e fornirebbe un 1200 W alla massima tensione di placca (sui 2200 V). 120 euro è il costo di un transistor da 200 W e dei componenti ad esso necessari! :spettacolo: :rolleyes:

AlessioF76
12-12-2009, 19:36
Non ho tempo per scrivere ma vi leggo!
Bel circuito, converrebbe collegare il punto "Y" o anche il piedino 2 o 7 a massa per evitare fenomeni strani e sempre pronti a comparire. Per l'alimentazione a 2000V come detto da elektron conviene sacrificare un microonde da 50 euro, riciclare l'alimentatore è più affidabile e sicuramente più economico che non costruirselo
Ciao
Alessio

tecnonick
13-12-2009, 16:17
Vedi Elektron, quello schema è molto sime all'oscillatore a mosfet su cui sto lavorando, ma il punto è questo: adesso ho un orimario che mi oscilla a 30MHz con tensione da 0 a 100 volt, onda perfettamente sinusuidale, ma come al solito o metto una spira sul secondario, o ne metto 10 la tensione sempre quella resta, ho provato anche a mettere dei condensatori variabili per tentare di accordare, ma niente, la lampadina con 1 o con 10 spire si accende sempre alla stessa potenza, con la differenza che devo avvicinarmi più o meno secondo le spire che metto. Ho provato anche senza carico con solo l'oscilloscopio, anche qui se aumento le spire e regolo la capacità non cambia niente, l'oscilloscopio vede sul secondario la stessa tensione che c'è sul primario, che aumenta o diminuisce in base a quanto avvicino il secondario al primario, ma mai supera quella che c'è sul primario, perchè?

E' come se il secondario fosse un'antenna che capta la tensione sul primario a prescindere dalle spire con cui è realizzato, come fosse un pezzo di filo e nient'altro.

Elektron
13-12-2009, 17:32
Ciao a tutti,
è difficile dire cosa possa essere ... magari indicando i valori del circuito tipo spire bobina e capacità variabili usate potrei essere più preciso. Ad occhio e croce non sei in risonanza ...

uforobot
13-12-2009, 18:31
Forse potrebbe essere che il secondario è disturbato dal generatore di segnali o altri strumenti elettronici che ci sono nelle vicinanze; se ipotesi fosse cosi, si dovrebbe mettere un pezzo di lamiera per schermare il disturbo.

Potrebbe anche essere che il numero delle spire del primario è troppo basso; vero che il rapporto tra le spire del secondario è primario deve essere alto, però il primario un pò di spire deve avere altrimenti il trasformatore è poco efficiente.

Per aumentare l'efficienza del traformatore si potrebbe fare un primario composto da un numero di bobine maggiore di 1.

Come nel disegno che segue...
http://img267.imageshack.us/img267/5907/disturbo.png

Però siamo nelle ipotesi, non vedendo come è relamente il circuito non sono certo di niente.

tecnonick
13-12-2009, 18:39
E' immagino di non essere in risonanza, ecco lo schema che sto utilizzando con i relativi valori:

http://ucwerg.blu.livefilestore.com/y1pVBfYZNo2pZYSXA8zPkM33uqAW5z2Fp2qfBKuJv2Jhy7QtfF 94wyWdSbOIKamBD1rlRBsOTg_y4bDIU6ExsNB5Vq3nVNUkxLm/prova_alimentatore.JPG

la frequenza si aggira sui 35MHz, bisogna variare il valore del trimmer in base alla tensione che si utilizza, dopodichè l'oscillazione si innesca e il trimmer va regolato fino ad avere una buona potenza sulla bobina L3, che funge da primario, questa volta grazie al condensatore C1 la bobina non crea problemi quando si assorbe corrente con il secondario, la frequenza rimane stabile, l'ampiezza della sinusoide varia un pò quando si assorbe dal secondario. L'ampiezza dipende anche dalla tensione di alimentazione, che posso variare con un variac e annesso circuito di livellamento, la bobina L1 è quella che non mi fa passare la radiofrequenza nell'alimentatore(V1), la tensione che ho utilizzato è stata al massimo 150 volt.

La bobina L3 è composta di 3 spire del diametro di 110mm, con filo da 1mm, il trimmer è da 100K.

Questo circuito nella realtà funziona, col simulatore no.

Elektron
15-12-2009, 08:08
Una cosa, quotami al messaggio ... viste le interferenze ...

E' disadattata l'uscita, sei in risonanza per forza visto il particolare schema.
Ti linko sotto una soluzione (provata funzionante) "da radioamatori" per usare al meglio l'IRF 840:

http://www.naturemagics.com/radio-ham/rf-power-amplifier.gif

Postponi al tuo oscillatore lo schema e vedrai che qualcosa cambia di sicuro. Una tabella delle potenze (stessa fonte):

<table width="400" align="center" border="1" cellpadding="3" cellspacing="2"> <tbody><tr> <td width="25%">FET</td> <td width="25%">POWER</td> <td width="25%">VOLT</td> <td width="25%">CURRENT</td> </tr> <tr> <td>IRF 530</td> <td>75 W</td> <td>100 V</td> <td>14 Amps</td> </tr> <tr> <td>IRF 540</td> <td>125 W</td> <td>100 V</td> <td>27 Amps</td> </tr> <tr> <td>IRF 830</td> <td>75W</td> <td>500 V</td> <td>4.5 Amps</td> </tr> <tr> <td>IRF 840</td> <td>125 W</td> <td>500 V</td> <td>8 Amps</td> </tr> </tbody></table> <!-- google_ad_section_end -->
<!-- #BeginLibraryItem "/Library/ham.lbi" -->Per accoppiare lo stesso alla lampadina serve un primario NON risonante di una spira o due, un secondario risonante isolato, un secondo secondario non risonante di cui sia possibile variare l'accoppiamento. Alternativamente puoi usare direttamente una lampadina da 24V 5 - 10 W o 220V 60 W direttamente sull'uscita d'antenna!.
Dai che và di sicuro ...Sento che sei sulla buona strada.

Fonte (per i dettagli bobine):
Power Amplifier, 60 Watt RF Power Amplifier using IRF840 for Ham Radio Transceiver (http://www.naturemagics.com/ham-radio/rf-power-amplifier.shtm)

tecnonick
15-12-2009, 13:25
Ciao Ele, questo schema è un amplificatore rf, tu dici di entrare in questo con l'uscita del mio oscillatore? e poi accoppiare alla bobina di questo ampli il mio secondario in modo che risuoni sulla frequenza dell'oscillatore? se non ho mal capito quello che faresti è questo: diamo potenza all'oscillatore tramite l'ampli, e senza badare al fatto che la bobina dell'ampli debba risuonare alla frequenza dell'oscillatore, ora sulla bobina dell'ampli ci troviamo un segnale mettiamo a 30MHz di una certa potenza che allacciato ad un secondario fatto risuonare sui 30MHz dovrebbe dare un buon trasferimento di energia, e fin qui ok, ma se devo elevare la tensione come faccio a sapere quante spire devo fare sul secondario? perchè se aumento il numero di spire non sarò più in grado di farlo risuonare sui 30MHz, perchè l'induttanza aumenta e quindi cala la frequanza sulla quale risuona!

Elektron
15-12-2009, 18:59
Ciao Ele, questo schema è un amplificatore rf, tu dici di entrare in questo con l'uscita del mio oscillatore? e poi accoppiare alla bobina di questo ampli il mio secondario in modo che risuoni sulla frequenza dell'oscillatore? se non ho mal capito quello che faresti è questo: diamo potenza all'oscillatore tramite l'ampli, e senza badare al fatto che la bobina dell'ampli debba risuonare alla frequenza dell'oscillatore, ora sulla bobina dell'ampli ci troviamo un segnale mettiamo a 30MHz di una certa potenza che allacciato ad un secondario fatto risuonare sui 30MHz dovrebbe dare un buon trasferimento di energia, e fin qui ok, ma se devo elevare la tensione come faccio a sapere quante spire devo fare sul secondario? perchè se aumento il numero di spire non sarò più in grado di farlo risuonare sui 30MHz, perchè l'induttanza aumenta e quindi cala la frequanza sulla quale risuona!

Buona osservazione ... andiamo con ordine ...
a) entriamo nell'ampli pilotandolo con il tuo oscillatore, attenzione a non bruciare l'ampli per troppa potenza in ingresso! Magari alimentare l'oscillatore a tensione via via crescente. Minor potenza si estrae da un oscillatore e più pulita è la forma d'onda ottenibile a causa del Q più alto.
b) Il trasformatore elevatore. Come tu stesso dici: più spire e più la frequenza di risonanza cala ... quindi ... il massimo numero di spire per restare comunque in risonanza! Non c'è altra via, ecco perché il secondario della "bobina di Tesla" è di piccolo diametro e di forma allungata. Diametro piccolo meno induttanza e più spire si possono avvolgere per restare comunque in risonanza o nei dintorni del punto di risonanza.
c) La tensione. Il trasformatore trasferisce al primario l'impedenza vista al secondario. Se vuoi una alta impedenza (quindi una alta tensione) al secondario anche l'impedenza al primario dovrà essere alta. Facciamo un esempio pratico: hai avvolto il tuo trafo e alla risonanza il secondario consta di 100 spire. Il primario meno di una spira non è possibile farlo, quindi il tuo rapporto spire è di uno a 100. 50K/100 = 500 V. Al primario ti serve una tensione di 500V per averne 50000 al secondario. Ora bisogna fare i conti con l'ampli, se sono 100 W su 50 Ohm (impedenza dell'antenna di trasmissione) la tensione sarà SQRT (100 * 50) = 70 V. Ma te ne servono 500 ... di volt ...
Cioè la radice della potenza moltiplicata per l'impedenza deve dare 500, la potenza è quella che hai l'impedenza la puoi alzare usando un pigreco come del resto fatto nel primo schema da me proposto. In quel caso si adattano i 10 Ohm del FET ai 50 dell'antenna, nel tuo i 50 del MOS 840 ai ??? 2500 Ohm!
Infatti Radice quadrata di (2500 * 100) = 500.
Se alimenti la spirozza del primario del tuo trasformatore con 100 W su 2500 Ohm (500V) al secondario ne otterrai 50000!
------ IL TUTTO MOLTO SEMPLIFICATO ----

Nella realtà ci sono le componenti resistive e le induttanze disperse che avversano il risultato finale. In ogni caso non ti discosti moltissimo ... basta tenere una riserva di potenza per sopperire alle perdite resistive e per flusso disperso. Inoltre il salto di impedenza 50 -> 2500 non sarebbe banale, non impossibile, magari in due salti 50 500 e 500 2500.
Per andare avanti serve il benedetto secondario che risuoni con la minima capacità possibile ai fatidici 30 Mhz e proprio a questo serve il toroide (o la sfera) di polistirolo ricoperta di stagnola che vedi nelle bobine di Tesla ....

uforobot
15-12-2009, 19:36
Forse ha ragione Electron: esiste sul secondario una capacità invisibile che cortocirquita il secondario, la reattanza capacità è quasi a zero a causa della frequenza che è molto alta.

Se invece la frequeza fosse bassa, la reattanza capacità sarebbe alta e non avviene cortocircuito.

Quindi il secondario è in corto circuito.

Per rimuovere quel condensatore invisibile si dovrebbe fare un secondario di forma particolare, la distanza tra i terminali dovrebbe essere grande e le superfici molto piccole.

capacità= superficie / distanza

tecnonick
15-12-2009, 19:42
Allora, ipotizziamo di dover lavorare a 30MHz, con un trasformatore avvolto in aria, per avere il minor numero possibile di spire da avvolgere al secondario stabilisco che il primario deve essere di una spira. Ora su questa spira applico una sinusoide di 30MHz alla tensione di 500 volt.

Adesso ho bisogno di un secondario che risuoni a questa frequenza, ma ho bisogno anche che questo secondario non sia inferiore a 100 spire, inquanto devo ottenere 50kV, quindi in primo luogo per ottenere un maggior numero di spire devo abbassare la capacità del condensatore in parallelo al minimo possibile, perciò decido di fare 1pF, l'induttanza che accoppiata a questo condensatore mi risuona a 30MHz è di 28uH, perciò, per fare questa induttanza di 100 spire opto per l'utilizzo di 100 spire di filo del diametro di 1mm avvolte su un diametro di 175mm (ipotizziamo un tubo di pvc), fatto questo ho la mia induttanza da 28uH con la sua capacità in parallelo da 1pF che non considerando le capacità parassite e altri piccoli fattori mi dovrebbe risuonare a 30Mhz o li li....

Ci siamo?

Ora quando applico sti 30MHz alla spira del primario, a prescindere dalla sua induttanza diametro e sezione del filo, se tutto funziona dovrei ottenere i 50Kv gisuto?

Perchè non valuto di dimensionare la spira del primario? perchè solo una spra posso fare, e perchè non valuto il diametro di questa spira? ipotizzo che in questo caso, il diametro di questa spira influisca con l'emissione del campo magnetico, e ad occhio direi che il diametro non dovrebbe essere superiore al doppio del diametro della bobina primaria (la primaria è di 175mm).

Che ne pensi ?


e ufo ha pure ragione, perchè in queste 100 spire avvolte vicine c'è una capacità che a queste frequenze non è indifferente, e sicuramente supera il picofarad di cui necessito, perciò bisogna tenere separate le spire e ricalcolare l'induttanza?

AlessioF76
15-12-2009, 21:14
sono come sempre in ritardo, la simulazione su microcap non ti funziona perchè devi insertire "l'accoppiamento magnetico" non mi ricordo il nome del componente ma nei circuiti di esempio lo trovi, l'immagine sembra proprio il flusso magnetico all'interno di un trasformatore, i parametri minimi sono nomeinduttore1,nomeinduttore2, coefficiente di accoppiamento magnentico vedrai che dopo la simulazione ti funziona

Vedi se trovi il testo che ti ho nconsigliato ci sono esempi utili al dimensionamento del trasformatore per adattare le impedenze, se non lo trovi, se vuoi te li mando per MP ma non ho neanche il tempo per dormire per cui è probabile tu faccia prima a scaricarti il testo da emule e simili

tra 1-2 giorni mi rispediscono il mio più potente generatore da 38 Kv, probabilemte a 50Kv ci arrivo (6cm di arco elettrico in aria li fa' a vuoto) 100W per qualche decina di minuti li dovrebbe sopportare ma ho seri dubbi arrivi sopra qualche MHz di frequenza, magari in armonica.. se ti può essere utile ..

perdonatemi gli eventuali errori di digitazione ma ho lasciato gli occhiali al lavoro e faccio MOOLTA fatica a leggere senza occhiali

ciao
Alessio

Elektron
15-12-2009, 21:16
Tecnonick:
Allora, ipotizziamo di dover lavorare a 30MHz
----------------
Che ne pensi ?


Esatto in tutto e per tutto.

E pure ufo dice una cosa quasi giusta quando dice:

Per rimuovere quel condensatore invisibile si dovrebbe fare un secondario di forma particolare, la distanza tra i terminali dovrebbe essere grande e le superfici molto piccole.
capacità= superficie / distanza

La forma particolare è la forma detta a nido d'ape, che credo avrai visto ...

Come diametro del secondario direi da 20 a 30 mm, il filo non superiore a 0.2 0.3 mm e le spire spaziate il più possibile fino a ricoprire la lunghezza. Lunghezza che dipende da quanta induttanza vuoi.
Il diametro primario è circa doppio del diametro del secondario. MA non occorre che sia di una spira, può essere fatto con due spire, secondo l'esempio del mio post precedente ti servirebbero non 500 ma 1000 V. Per avere 1000 invece di 500 basta variare i parametri del pigreco di adattamento portando l'impedenza al doppio. Una eventuale risonanza serie del primario avrebbe l'effetto benefico di alzare ulteriormente la tensione utile ma non è importantissima ...

tecnonick
15-12-2009, 21:27
Ciao Alessio! il componente di cui parli si chiama CORE, ma in quello schema non è necessario, infatti quelle induttanza sono bobine avvolte in aria, ho già fatto altre simulazioni con il core, ma risulta comunque difficile accoppiare bobine a quelle frequenze, infatti c'è la capacità parassita tra spira e spira che è notevole e rompe le scatole, purtroppo c'è molta differenza dal lavorare a 2-3Mhz e 30-40Mhz, comunque ho fatto 2 chiacchere con ufo e abbiamo optato di lavorare in modo diverso, quindi la nuova condizione di lavoro è la seguente:

FREQUENZA DEL SEGNALE: 5MHz
TENSIONE DEL SINGOLO GENERATORE: 50kV
GENERATORI DA METTERE IN SERIE: 5

il tutto per ottenere un generatore da 250kV 5Mhz che ci permet6terà di alimentare un acceleratore della lunghezza di 4 metri e qualcosina...

per tanto le cose si semplificano parecchio, e volendo si potrebbe ricorrere ai trasformatori commerciali su ferite, però per via dei costi alti preferiamo ancora fare qualche prova sul trasformatore avvolto in aria.

Abbiamo deciso di prendere questa strada perchè facendo alcune prove ho notato che dai 10Mhz in giù l'accoppiamento è molto più efficiente, adesso vedremo se lo è anche l'elevazione di tensione calcolando gli avvolgimenti secondo la teoria del mio messaggio precedente, in questo caso le capacità parassite influiranno molto meno, il secondario sarà un filtro meno selettivo e quindi dovrebbe rispondere in modo più evidente nell'elevare la tensione, domani mi metto ancora all'opera e vediamo come si comporta.....

Se hai lo schema di un generatore che lavora a 5-10Mhz lo gradirei volentieri, perchè potremmo valutare molto soluzioni avendo ridotto la frequenza.

Ciao!

tecnonick
15-12-2009, 21:32
Grazie elektorn! però a conti fatti, come ho detto poco fà, forse è più semplice ridurre la frequenza e mettere più generatori in serie per elevare la tensione dagli iniziali 50kV ai 250kV, però in ogni caso prima di procedere in questo senso metto in pratica i tuoi consigli e testo il nuovo avvolgimento, ascolta per calcolare l'induttanza delle spire distanziate ipotizzo valga sempre la solita formula, con la differenza che a egual numero di spire l'avvolgimento occuperà una maggiore lunghezza?

ma se diventa troppo lungo siamo sicuri che poi il campo magnetico generato sul primario riesca a coprire tutta la lunghezza del secondario?

Elektron
16-12-2009, 09:48
Esattamente. La spaziatura è considerata nel 10 * l della formula semplificata:

L = 0.394 r<sup>2</sup> * N<sup>2</sup> / ( 9 * r + 10 * l )


Dove:
L induttanza in uH
r raggio in cm
N numero spire
l lunghezza dell'avvolgimento

Se l'avvolgimento è lungo il primario andrebbe aumentato di diametro proprio per consentire il massimo accoppiamento dei rispettivi flussi proprio come si vede nelle tesla coil ....
Generatori in serie? Attenzione che il riferimento di massa dell'ultimo generatore è ad una tensione di 200 KV !!!

tecnonick
16-12-2009, 19:01
Finalmente vi posso dare una bella notizia! ho provato ad accoppiare a 5mhz gli avvolgimenti, ma la cosa resta sempre veramente complicata, perchè anche calcolando le risonanze non riesco ad accordare, il diametro delle bobine influisce in modo veramente pesante, sicuramente ho potuto notare dei risultati migliori, ma frugando nei cassetti cos'ho trovato? un bel toroidino BLU da circa 30mm! questo come previsto dal sito dove c'è il software per il calcolo degli induttori su nucleo toroidale, lavora a fino a 5MHz, anche se non tornano i conti sul numero di spire, infatti secondo il software per fare 1uh bisogna avvolgere 14 spire, mentre qui me lo trovo con sole 2 spire! ma niente di male, perchè ho avvolto una sola spira e ho variato il valore dei condensatori fino ad arrivare a 5MHz, ho fatto un secondario di 6 spire, ed ecco che in ingresso ho 5Mhz a 0-100 volt, ed in uscita ho la stessa precisa identica sinusoide ma da 600 volt, perfetto!

Ora questo toroidino sicuramente non ha le carattristiche per lavorare a 5MHz, ma è una piena dimostrazione che utilizzando il toroide il problema è risolto, infatti in uscita riesco a prelevare una potenza intorno ai 20-30watt, ora non mi resta altro che ordinare quello che lavora a 30MHz e farò altre prove, forse siamo alla svolta!

tecnonick
17-12-2009, 23:49
Allora, adesso mi sto chiedendo se è il caso di pilotare l'acceleratore con onda quadra o sinusoidale, infatti ipotizzo due possibilità:

premesso che le particelle accelerano soltanto nello spazio tra un tubo e l'altro, se l'onda è sinusoidale l'accelerazione è progressiva, e quindi molto meno spinta rispetto ad un onda quadra, mentre se vi è un onda quadra, quindi un fronte di salita quasi istantaneo, la particella quando esce dal primo tubo si troverà immediatamente tutta la differenza di potenziale e quindi subirà una brusca accelerazione. Però bisogna fare il modo che i periodi positivi e negativi siano ben sincronizzati, perchè a differenza della sinusoide, se la particella si trova leggermente in ritardo rischia di beccarsi un muro quando esce dal tubo(tensione invertita rispetto a quella che gli serve), mentre se fosse sinusoidale potrebbe frenare leggermente per poi riaccelerare, ma in tutti e due i casi non avrebbe acquistato l'energia voluta. Quale potrebbe essere la soluzione migliore?


PS.
Ho ordinato il nucleo H10 e mi arriva domani.

uforobot
18-12-2009, 17:15
Quale potrebbe essere la soluzione migliore?

Sicuramente è meglio l'onda quadra, ma non osavo proporlo perchè penso che ci sia maggiore difficoltà a realizzare il circuito elettronico, ma forse non è vero che ci sia maggiore difficoltà.

Ho calcolato che con l'onda quadra, l'acceleratore è leggermente più corto, inoltre il vuoto tra i tubi è più basso e questa è buona cosa perchè cosi facendo l'arco voltaico preferisce cadere dove dovrebbe cadere e non sul tubo facendo andare tutto a massa.

Quindi i vantaggi dell'onda quadra sono 2: acceleratore leggermente più corto e spazio vuoto tra i tubi più corto.


Con questo aggiornamento...
http://www.gencodex.com/lineare.zip

è possibile sciegliere se fare con onda sinusoidale oppure onda quadra, e guardando i dati già si vede la differenza tra sinusoide e quadrato.

Ovviamente il quadrato perfetto è possibile solo con funzionamento a vuoto, se invece c'è un carico allora è impossibile il quadrato perfetto perchè la potenza del generatore dovrebbe essere infinita.
Comunque il problema del carico ce l'ha anche la sinusoide: penso che la forma rimanga inalterata ma sotto carico il valore di picco tende a sedersi e cosi pure il valore efficace.

Ritornando al discorso del quadrato: se il quandrato diventa troppo trapezoidale o triangolare, è possibile compensare con un leggero aumento di tensione oppure rifacendo i calcoli facendo finta che la tensione è più bassa.

GabriChan
19-12-2009, 00:31
Ciao Ufo una domanda a che velocità escie la particella? non è che devi correggere la seguenza di onde in usccita sui tubi per modifica della massa della particella se si avvicina alla velocità quella della luce?

Ciao.

uforobot
19-12-2009, 22:00
modifica della massa della particella se si avvicina alla velocità quella della luce?

Se avessi guardato meglio
http://www.gencodex.com/lineare.zip

avresti notato che c'è una colonna intitolata "fattore di Lorenzt"

e poi c'è anche la colonna "massa relativistica" nella quale si nota che la massa aumenta con l'aumentare della velocità.

tecnonick
19-12-2009, 22:10
Ciao a tutti, e buone feste!

Oggi è arrivato il nucleo H10, ho fatto 2500 prove con una marea di configurazioni, 9 ore di lavoro!!!! ebbene ho una triste notizia: il nucleo è soltanto più efficiente nell'accopiare il campo magnetico, ma il rapporto delle spire non esiste, anche per questo vale la risonzanza. Infatti ho provato a fare un primario da 2 spire, e il secondario a partire da una spira fino a 20 spire, con 6 spire si triplica la tensione, oltre le 6 spire la tensione cala manmano che s aggiungono spire, idem se si scende sotto le 6 spire.

Per tanto vale il discorso che avevo fatto in precedenza, facciamo un ipotesi:

se il primario è 1uH con una capacità in parallelo da 10pf, ed è composto da 2 spire, e alimentato a 10 volt, per ottenere 100 volt mi servono sul secondario si le 40 spire, ma queste devono avere tassativamente un induttanza che accoppiata ad un condensatore risuoni sulla frequenza del primario, per tanto si capisce che a 30MHz non è possibile elevare la tensione oltre un certo valore, inquanto il primario per avere una induttanza bassa a tal punto di risuonare a 30MHz ha al massimo un paio di spire, perciò sul secondario oltrepassate appunto le 6 spire la frequenza di risonanza non si può più centrare perchè l'induttanza diventa troppo alta e quindi non c'è modo di accoppiare una capacità cosi bassa da poterla far risuonare.

Mi viene da piangere.

Ora 2 sono le soluzioni: o si parte da 50kV e si cerca questo benedetto klystron, cosi da far oscillare direttamete i 50kV di cui necessitiamo, o non ci rimane altro che ridurre la frequenza di lavoro per poter ottenere maggiore elevazione di tensione grzie alla possibilità di aggiungere più spire al secondario. Però questa soluziuone è praticamente impossibile, perchè passando da 30MHz a 10Mhz, la lunghezza dell'acceleratore è di ben 10 metri! e più si scende più aumenta! più passa il tempo e più capisco perchè usano oscillatori di alta tensione pilotati direttamente dal clystron, mi sa proprio che non c'è alternativa.

Purtroppo la precedente illusione ottica dei 600 volt è avvenuta su un nucleo lavorando a 5MHz, con primario da 0 a 100v, in effetti è stato un puro caso il fatto che il primario era di una spira e il secondario di 6 spire e la tensione si è moltiplicata per 6, un vero puro caso.

tecnonick
19-12-2009, 22:25
Ma c'è ancora un lieve possibilità che potrei sfuttare, se notate l'ultimo disegno che ho postato, ai capi della bobina L3 si forma una tensione che può arrivare oltre il chilovolt, in base al valore dei componenti, perciò realizzando un secondario anche di poche spire, ma facendolo risuonare bene, sicuramente si possono ottenere 4-5kv, infatti con 2 spire tempo fà mi si formava un arco di 2-3mm, ma spire avvolte in aria però! anche il fatto che in certe condizioni sul trasformatore in ferrite mi trovo tensione più alta con meno spire è dovuto al fatto che in realtà il primario già di suo eleva la tensione che viene quindi captata dal secondario già elevata.

tecnonick
20-12-2009, 20:29
Oggi ho fatto una nuova prova che sembra essere in disaccordo con la teoria dell'accoppiamento primario-secondario in risonanza, sarà mica il nucleo H10 che in realtà non lavora oltre i 10MHz?

perchè: a 5MHz riesco ad aumentare la tensione in base al numero di spire, oltre questa frequenza no, ho fatto anche una prova particolare, un oscillatore che mi sviluppa solo picchi di lentz sul primario, anche qui se sto sotto i 5MHz ho dei picchi sul primario da 100 volt partendo da una tensione di 12 volt, se elevo la frequenza i picchi calano di tensione, e sul secondario non ho la stessa forma d'onda che ho sul primario.

Insomma, è un vero casino lavorare a quelle frequenze.

AlessioF76
20-12-2009, 21:12
Probabilmente ha più risonanze , come un filtro passabanda sottosmorzato, è un discorso di mutua induttanza tra gli avvolgimenti Mutua induttanza M= coefficiente di accoppiamento * radicequadrata di (induttanza primario*induttanza secondario)

M=K*sqrt(L1*L2)

Ill circuito equivalente del trasformatore diventa un T di induttanze:

--------------(L1-M)--------------------------(L2-M)---------------
........................................... I
........................................... I
........................................... I
........................................... I
..........................................(M)..... .................................... modulo di Vsegn_=(6,28*frequenza*M)*Iprimario
........................................... I
........................................... I
........................................... I
........................................... I
-------------------------------------------------------------------

IGNORA i puntini, spero si capisca il circuito equivalente
Ciao
Alessio

uforobot
21-12-2009, 20:28
Mi stavo chiedendo se non fosse più semplice fare con 5 Mhz e 1,25 Mv, senza anelli o tubi.
http://img693.imageshack.us/img693/3554/cella.png

Un bottiglione lungo poco più di 0,5 metri e basta.
http://www.gencodex.com/gen_neutroni.zip
.
.
.

tecnonick
22-12-2009, 00:08
x alessio:

credimi, ho fatto veramente molte prove, variano numero di spire e capacità, anche no il nucleo che mi è arrivato non c'è niente da fare, daltronde ragionando un attimo, se prendiamo come esempio una bobina di tesla, il primario viene pilotato già di suo con tensioni intorno ai 10kV, con picchi di potenza veramente alti dati dal condensatore che scarica tramite spark, il primario quando riceve questi picchi già di suo li eleva moltissimio, perchè trovandosi in parallelo il condensatore va per forza in risonanza, i campi elettromagnetici emessi sono fortissimi, e non risulta quindi difficile ottenere certe tensioni al secondario, mentre nel nostro caso le cose si complicano inquanto comunque sul primario non si può salire di tensione più di tanto, quindi probabilmente nel caso dell'avvolgimento in aria il campo è debole, e quindi non c'è molto trasferimento di energia, la tensione cala anche se sono in risonanza, d'altra parte se cosi non fosse non ci sarebbe ragione di costruire i trasformatori su nucleo ferromagnetico no?

Ora il dubbio che mi resta è se effettivamente quel nucleo che ho preso può lavorare oltre i 30MHz, perchè anche qui se sto basso di frequenza riesco ad elevare la tensione, se salgo no. E' come se il trasferimento di energia dal primario al secondario cala col crescere della frequenza, e non posso neanche attribuire la colpa ai mosfet visto che comunque sul primario ho sempre una certa tensione.

Se tengo conto del discorso di Elektron questi problemi non dovrei averli, infatti mi aveva scritto che tramite nucleo ferromegnatico non c'era nemmeno bisogno di "accordare", quindi l'ipotesi del nucleo non idoneo potrebbe essere valida, anche perchè oltre alla possibilità di dover necessariamente accordare anche sul nucleo non vedo altre spiegazioni.

Adesso proverò a far oscillare il primario con una tensione di 2-3kV in stile bobina di tesla, quindi con condensatore e spark, e vediamo cosa riesco a tirare fuori con il nucleo e senza nucleo.

x ufo:
il problema è lo stesso, se per fare 1,25MV ho bisogno di più circuiti che oscillano a 5MHz e non si riesce ad elevare la tensione siamo punto a capo.

tecnonick
26-12-2009, 22:31
Sono riuscito ad accoppiare l'oscillatore ad un amplificatore che ho fatto con un irf840, con un rapporto 1 a 20 e 20 volt di tensione ho ottenuto circa 1600 volt sul secondario, questo grazie al perfetto adattamento di impedenza tra oscillatore-amplificatore, e amplificatore-trasformatore, la frequenza su cui lavoravo era però di 3MHz, quindi tutto molto più semplice. Oggi hpo fatto alcune prove a 30MHz e vedo la netta differenza sulle difficoltà che ci sono salendo di frequenza, tra l'altro per accoppiare devo andare per tentativi cambiando i condensatori, un lavoro pauroso.

E' molto interessante vedere come aumenta la tensione sul source del mosfet perfezionando l'accoppiamento con l'oscillatore, e tra l'altro noto che non è necessaria una gran potenza per far girare l'irf840, ma noto anche che la resa finale è scarsa, se lavoro in classe C rende bene, ma il segnale risulta parecchio diverso da quello generato in origine dall'oclillatore.

Non so fino a che punto dire che sono sulla buona strada, perchè è veramente difficoltoso questo generatore.

Vi chiederei se mi potete dare uno schema di un oscillatore a 30MHz abbastanza potente da poter pilotare il mosfet senza dover fare più amplificatori in cascata, e quindi anche un mosfet da accoppiare all'oscillatore che abbia un buon rapporto potenza entrata-potenza uscita, vedo che con l'irf840 il guadagno in potenza ad occhio non va oltre le 20 volte.

tecnonick
12-01-2010, 21:13
Niente, non si riesce a combinare una mazza, pur avendo appreso come costruire un generatore di segnali di una certa frequenza e tensione, non sono riuscito a trovare una soluzione valida a bassi costi, infatti come previsto dai calcoli, lavorare su bobine avvolte in aria o trasformatori è possibile, ma dovendo accoppiare più sistemi in serie per ottenre una certa potenza i costi si elevano non poco, bisognerebbe ricorrere ai sistemi tradizionali quali klystron o thyratron, ma questi hano dei costi veramente esagerati....

Detto questo, se qualcuno mi illuminerà su vie fattibili e più economiche potrò continuare la sperimentazione e perchè no realizzare qualcosa che ci permetta di avere un minimo di risultati, in caso contrario possiamo anche chiudere questa discussione.

Ricerche, tempo, soldi, ce ne ho messi.... ma purtroppo, risultati si, ma non utili per raggiungere determinate condizioni per la realizzazione di un alimentatore per acceleratore.

AlessioF76
13-01-2010, 23:41
Mi dispiace, che peccato
comunque appena ho un po' di tempo ti scannerizzo qualche pagina utile sui generatori HF
Ciao
Alessio

tecnonick
14-01-2010, 18:23
Ciao Alessio, mi spiace anche a me, ma d'altra parte si va incontro a costi non indifferenti per ottenere certi risultati, sai se fosse sufficiente una bobina di tesla sarebbe troppo bello per essere vero, purtroppo non è cosi, per molti motivi.

A prescindere dagli schemi utilizzati, da quanto ho potuto sperimentare vedo che è alta la complessità di un generatore di alta tensione ad alta frequenza molto stabile, ed è inevitabile dover seguire certe regole, regole che comportano l'utilizzo di determinati componenti, i quali in primo luogo non sono facilmente reperibili, ed oltre tutto hanno dei costi veramente alti. Sai sono riuscito ad elevare la tensione stando sui 30MHz, e ad avere anche i 100 watt di uscita, ma però non ho trovato altro modo che mettere in serie più circuiti per ottenere 50kv a questa frequenza, il chè implica altri problemi, oltre al fatto che serve una frequenza molto stabile, infatti se la precisione non è alta le particelle al posto di accelerare frenano ad un certo punto.

Ho visto alcuni acceleratori di elettroni che utilizzano una tipologia diversa di funzionamento, ma non trovo nulla che spiega in modo detagliato il ruolo dei vari componenti per poter capire e quindi replicare per bene, per esempio alcuni sono costituiti in questo modo:

c'è una parte iniziale del tubo accelerante(in vetro nei più semplici) che è avvolta esternamente da una spirale di 10-15 spire, questa è l'antenna a cui viene applicata la radiofrequenza, pare che in quella zona di vetro il plasma si concentra e acquista energia, poi in modo impulsivo (con frequenza bassa) vengono estratti gli elettroni tramite una differenza di potenziale molto abordabile(impulsi di 50-100kV facilmente ottenibili) e quindi fatti collidere su bersagli di varia natura. Ma a questo punto mi chiedo: se cosi facendo ottengo una certa energia cinetica per ottenere reazioni nucleari(quindi in modo molto più semplice di quanto ho sperimentato fin ora), chi me lo fa fare di progettare un acceleratore lineare a più tubi con alimentazione a radiofrequenza in alta tensione? e quanta energia acquistano gli elettroni con questa tipologia? quanto spaziare le spire? quale frequenza sulle spire? come avviene tutto il processo? insomma, finchè non ho una manna dal cielo è dura azzeccare sperimentando a casaccio, d'altra parte non ho studiato fisica nucleare, finchè si tratta di realizzare un oscillatore a 30mhz ok ci siamo, e lo si può fare anche da molti kilowatt, ma tutto l'acceleratore è concatenato da formule e calcoli non indifferenti! basta sbagliare una virgola e non funziona un tubo!

tecnonick
16-06-2010, 09:04
Ebbene in tutto questo tempo mi sono messo a studiare radiotecnica, e finalmente ho appreso alcuni concetti essenziali per poter realizzare un trasformatore risonante con nucleo ARIA(già fatto test, prove e ne ho realizzato uno di cui pubblicherò a breve un video), praticamente altro non è che una bobina di tesla, la cui tensione in uscita dipende esclusivamente dal rapporto fra l'induttanza primaria e secondaria e non dal numero di spire(ma non ho ancora capito come si calcola), quindi più grande sarà l'induttanza secondaria rispetto alla primaria e più alta sarà la tensione in uscita, che comunque dipende da quella applicata sull'induttanza primaria, la corrente sul secondario dipende dalla corrente che circola sul primario. Però resta di fatto che finchè si lavora in bassa frequenza tutto è semplice, per via del fatto che l'induttanza secondaria può essere grande, mentre se si lavora per ipotesi a 50mhz non c'è molto spazio su cui giocare per moltiplicare la tensione, e tutto diventa molto complicato, a tal punto che anche i moderni acceleratori non utilizzano trasformatori elevatori ma valvole klystron, valvole che sono in grado già di loro di far oscillare una tensione CONTINUA magari di 50kv alla frequenza di 50mhz, quindi in questo caso è sufficiente produrre una tensione di 50kv, applicarla all'ingresso del clystron e modularla con un segnale di ampiezza molto inferiore sempre applicato al klystron. Dalle mie personali conclusioni, per quel poco di istruzione che mi sono fatto, per fare esperimenti nucleari utilizzando un acceleratore lineare, è possibile tramite una scarica di altissima tensione a bassa frequenza, però è necessario conoscere dei parametri:

- sapendo che sfruttando più CORRENTE posso muovere più particelle, devo sapere ad un determinato livello di vuoto quanta correne ho bisogno per imprimere l'energia necessaria per collidere in modo da creare una reazione alle particelle di gas presenti nel tubo

- sapendo che più è alta la tensione e più velocità imprimo alle particelle, devo sapere quanta tensione devo avere ai capi dell'acceleratore considerato che il FRONTE DI SALITA ha un tempo proporzionale alla FREQUENZA della SINUSOIDE di alta tensione, che nel caso per ipotesi fosse di 1MV a 1MHz avrei un fronte di salita che per arrivare da 0 a 1MV impiega 0,5uS, per cui in questo lasso di tempo dovendo accelerare le particelle, ho bisogno di sapere quanto deve essere lungo il tubo, e però considerando che il fronte di salita non è netto ma impiega appunto 0,5us, devo sapere quanta spinta avrò imposto alle particelle, quindi quanta energia hanno acquisito, detto questo, conoscendo l'energia che ho bisogno per creare l'urto delle particelle sul bersaglio che porti ad una reazione nucleare, mi devo determinare tutti gli altri parametri..... probabilmente nei vecchi acceleratori venivano usati i GENERATORI DI MARX perchè il fronte di salità è nullo, in pratica ho a disposizione una tensione altissima con un picco istantaneo.

Avete volglia di fare 2 calcoli?

facciamo finta che si debba realizzare un acceleratore ELETTROSTATICO, dove non sia richiesta alta tensione in alta frequenza, ma teniamo comunque presente che noi abbiamo alta tensione ALTERNATA in un range di frequenza che potrebbe variare da 100kHz a 500kHz in base alla tipologia di costruzione del generatore, e con una potenza utile che per ragioni di sicurezza preferirei non fosse superiore a 100 watt, però si potrebbe collimare il fascio di particelle in un punto molo piccolo. Quindi diciamo che potremmo avere un acceleratore che offre 100000 impulsi al secondo di 2MV contro il bersaglio, ma che ogni impulso passa da 0 a 2MV in un tempo che dipende dalla frequenza del generatore...

Nabla
16-06-2010, 15:01
si potrebbe collimare il fascio di particelle in un punto molo piccolo.Hai detto niente! Ci sono interi corsi universitari che trattano degli acceleratori e la maggior parte del corso a cos'è dedicata? Alla stabilità del fascio e a tutti i problemi connessi con la sua focalizzazione...
Comunque, se volete accelerare una corrente anche solo di 1 mA quando la tensione sarà istantaneamente di 2 MV la potenza istantanea sarà di 2MV*0,001A = 2 kW.

tecnonick
16-06-2010, 18:21
bè dai, un passo alla volta.... forse tra 20 anni saremo riusciti ad accelerare una particella, però anni e anni fà, quando gli acceleratori erano alimentati da mastodontici generatori di marx, non avevano tutte le accortezze che hanno oggi, eppure riuscivano a svolgere il loro lavoro o no? qui mica dobbiamo costruire una centrale nucleare.....

uforobot
16-06-2010, 18:52
Ciao tecnonick
Dopo le problematiche del nichel, credevo che mai più avresti scritto in questo strano forum.
Ad ogni modo...

La collimazione o focalizzazione è un problema che non esiste perché le cariche elettriche di segno diverso si attraggono e quelle di segno uguale si respingono, punto e basta.

Quindi la focalizzazione è già automatica, l'elettrodo attira le particelle e quindi le focalizza.

Il problema di focalizzare con campi magnetici ce l'ha testacoil che sta litigando per fare la fusione nucleare, e li si dovrebbe avvicinare le particelle fra di loro, li' veramente il problema è impraticabile perchè servono forze magnetiche.

Ma fortunatamente tu non sei Testacoil, non non devi avvicinare fra di loro particelle che si respingono, quindi non ti interessa collimare niente.

Quando si ha a che fare con particelle che collidono con un target, la focalizzazione è già fatta dai campi elettrostatici punto e basta, e non ti interessa focalizzare niente.

Io ti consiglio ti realizzare il mio avatar, il quale impone una frequenza di soli 5 Mhz sinusoidale e una tensione di 1,25 Mv.

Solito discorso: per alzare la tensione basta prendere piccolissimi trasformatori uguali, collegare i primari in parallelo, e i secondari in serie.

Immagino che inizialmente non mi darai retta perché 1,25 Mv sono tanti, e allora fai pure altre cose e cosi facendo potrai acquisire esperienza,

e se tu acquisisci esperienza io sono contento. :)

Nabla
16-06-2010, 19:15
La collimazione o focalizzazione è un problema che non esiste perché le cariche elettriche di segno diverso si attraggono e quelle di segno uguale si respingono, punto e basta.

Quindi la focalizzazione è già automatica, l'elettrodo attira le particelle e quindi le focalizza.

Quando si ha a che fare con particelle che collidono con un target, la focalizzazione è già fatta dai campi elettrostatici punto e basta

Certo, certo, Uforobot... Meno male che il forum ha un Nobel come te! Risolviti le equazioni di campo per il tuo acceleratore. Poi fai dei bei grafici. Poi, forse ti accorgerai che il campo elettrico non è diretto come ti pare a te, nel modo ideale che pare a te. Magari ti accorgi anche di quante particelle ti perdi a causa di questo ehm... problemino. E allora le strade sono due: o sparare un fracco di particelle in più (addio 100 W :cry:) o focalizzare (che comunque anch'esso costa in termini energetici).
Senza contare che il fascio è di per sé intrinsecamente instabile. Non è forse formato da particelle tuttte della stessa carica??? E, di grazia, cosa fanno le particelle aventi stessa carica? Stanno tutte belle unite, sempre insieme?

tecnonick
16-06-2010, 23:15
maria...... allora, riprendiamo un attimo un acceleratore elettrostatico di 30 mila anni fà, questo altro non era che un tubo con ai due etremi i due elettrodi, non c'era ne focalizzazione e ne 5Mhz, ma semplicemente una scarica da qualche megavolt ogni tot secondi . Eppure con questo "banale" marchingegno facevano trasmutazione di elementi, ora premesso che non mi importa quel che consumo, dico: è possibile si o no realizzare una cosa simile? è inutile addentrarci in sofisticatezze eccessive, perchè altrimenti entrano in gioco una caterba di parametri, finezze e caratteristiche tecniche che ci portano a realizzare un vero e proprio acceleratore di particelle, che però già sappiamo non si può fare senza soldoni e conoscenze di un certo tipo. Quello che inizialmente mi piacerebbe realizzare è qualcosa di molto semplice, che comunque, anche se consumando 10 volte più energia di quella che realmente servirebbe, mi porti ad ottenere una reazione nucleare con evidente emissione di radiazioni, stop! A questo punto, anche se antieconomica, abbiamo una fonte di radiazioni con la quale si possono fare altri esperimenti, poi al limite poco alla volta si può rendere l'acceleratore sempre più efficiente, ma partiamo dal principio....

ecco un esempio: http://www.rtftechnologies.org/physics/linac.htm (anche se è di solo 100k)

uforobot
18-06-2010, 10:07
Purtroppo se si ha a disposizione pochi spiccioli conviene lavorare in tensione puramente in continua (niente alternata, niente impulsi).

Purtroppo se la tensione è continua, l'unica via possibile è quella di lanciare elettroni.

Gli elettroni hanno la caratteristica di passare attraverso meteriali conduttori senza problemi, cosa invece non possibile usando protoni o le particelle alfa, le quali quando vanno a sbattere contro un target, li' si fermano e li rimangno, quindi si ferma tutto.

A meno che la tensione è alternata, e allora i protoni o particelle alfa possono ritornare indietro e riprendere il ciclo.

Ma stavamo parlando di tensione continua perchè gli spiccioli sono pochi, quindi dobbiamo escludere nuclei atomici tipo protoni o particelle alfa, o altro.

La domanda è...
E' possibile produrre neutroni lanciando semplici elettroni ?
La risposta è Si se ci sono le seguenti condizioni:

Dentro il contenitore il livello di vuoto deve essere molto alto
Il target deve essere di berillio perchè il berillio quando è bersagliato da elettroni emette raggi gamma.
Quando i raggi gamma bersagliano il berillio, quest'ultimo emette neutroni da 600 kev.
Al momento della collisione, gli elettroni devono avere una energia di almento 1,7 Mev, e questo significa una tensione di 1,7 Mv.




La tensione può essere fornita da un generatore Va de Graaff sprovvisto di sfere.

Le sfere non interessano perché non interessa fare spettacolo mostrando scariche elettriche al pubblico, interessa invece applicare una tensione da 1,7 Mv ad un tubo radiogeno.
Quindi la sfera è sostituita dal tubo radiogeno.

In pratica basterebbe procurarsi un tubo radiogeno e applicargli una tensione elettrica da 1,7 Mv fornita da un Van de graaff sprovvisto di sfera.

Che poi il Van de Graaf è approssimatamente un motorino elettrico che sfrega un cinghia contro qualcosa.

Di solito; il target di un tubo radiogeno è di alluminio oppure di tungsteno.
Si dovrebbe in teoria, smontare il tubo radiogeno e sostituire il vecchio target con un target di berillio.
In mancanza di questa sostituzione è anche possibile non manomettere il tubo radiogeno e posizionare il target di berillio all'esterno del tubo.
Ma questo posizionamento esterno produce un calo di produttività, cioè l'intensità del flusso neutronico scende, (non so con esattenza di quanto).

La produttività scente perchè il target di berillio dovrebbe stare il più vicino possibile alla sorgente di raggi gamma.

Questa vicinanza serve per ottenere la maggiore intensità di flusso e quindi di neutroni prodotti
.
Qauale migliore soluzione se la sorgente di raggi gamma è esso stesso ?
Più vicino di cosi, non si può !


------------------------------------

Riassumento: procurarsi un motorino, una cinghia, un tubo radiogeno, un pezzo di berillio.

tecnonick
19-06-2010, 13:54
Allora ufo, la sfera non è che non serve, E' INDISPENSABILE, perchè se no le cariche elettriche dove le accumuli per elevare la tensione? ma prima di buttare uscite senza senso lo vuoi attaccare quel cervelletto alla testolina o no???? prima di scrivere LEGGI come funzionano le macchine di cui intendi parlare!

Tornando a noi, chiedo agli esperti se potrebbe aver senso fare un qualcosa di simile al SINCROCICLOTRONE, ovvero immaginiamo un tubo vuoto disposto a cerchio e chiuso, all'interno ho il vuoto, alle estremità ho i sue elettrodi cilindrici vuoti(quindi percorribili dalle particelle), e poi lungo tutto il tubo ho dei magneti potenti con cui curvo la traettoria delle particelle per mantenerla il più circolare possibile entro i limiti del campo magnetico. Se io do tensione ai due elettrodi, ipotizziamo inizialmente a sinistra + e a desta -, e immaginiamo un protone che inizia a correre verso il meno, quindi da sinistra verso destra, appena il protone si trova all'interno del tubo inverto la fase, quindi il protone quando esce dal tubo si trova respinto dal + e attratto dal - dell'altro tubo, e questo ciclo va avanti fino a quando il protone ha raggiunto una velocità che non permette più ai magneti di deviarne la traettoria per via dell'eccessiva energia che ha acquisito il protone. Ora per fare il modo che le tensione cambi di polarità quando è il momento giusto si potrebbe fare un circuito che varia la frequenza tenendo conto del tempo che impiega ogni volta il protone ad arrivare in un tubo, tempo che via via è sempe inferiore, per cui la frequenza dovrà aumentare fino a stabilizzarsi quando si ha raggiunto la velocità massima che si riesce a sostenere.

ecco una banale rappresentazione, i punti rossi sono magneti, quelli neri elettrodi.

uforobot
19-06-2010, 14:46
Avevo già fatto il progetto di quella cosa li.

http://www.gencodex.com/ciclotrone.zip


richiede java che è scaricabile dal sito ufficiale.
Java SE Downloads - Sun Developer Network (SDN) (http://java.sun.com/javase/downloads/widget/jdk6.jsp)


La tensione di 1800 volt è bastevole, ma l'elettromagnete deve avere una massa ferrosa di 6 tonnellate se si usa idrogeno-litio; e 11 tonnellate si usa elio-berillio.

Un elettromagnete cosi massiccio dovrebbe essere posizionato in un luogo dove sotto non ci sono cantine o altri piani, altrimenti si rompe il pavimento e si va a finire là sotto.


Tuttavia non è impossibile: acquistando un centinaio di lamiere di ferro quadrate spesse 4 mm col lato di 2 metri, segando opportunemente al fine di creare un elettromagnete....
Si !
Segare lamiere per 2 o 3 mesi, è possibile !

tecnonick
19-06-2010, 19:10
UFO quello che ho proposto non è un CICLOTRONE, ma un SINCROCICLOTRONE, funziona più o meno allo stesso modo ma è differente nel pilotaggio. Ad ogni modo il ciclotrone se non fosse per l'enorme magnete di cui necessita sarebbe pure fattibile.

tecnonick
19-06-2010, 19:28
Ecco ufo, se mi presti un attimo 12000 dollari prendiamo il magnete per il tuo ciclotrone :D : Walker HF-12H Research Lab Electromagnet STEAL!! - eBay (item 270374662971 end time Jul-08-10 22:23:22 PDT) (http://cgi.ebay.com/Walker-HF-12H-Research-Lab-Electromagnet-STEAL_W0QQitemZ270374662971QQcmdZViewItemQQptZLH_D efaultDomain_0?hash=item3ef395f33b&_trksid=p3286.m20.l1116)

uforobot
20-06-2010, 09:45
Forse esiste un rotamaio che possiede il nucleo di un trasformatore trifase bruciato, è noto che il nucleo di un trasformatore trifase è composto da 3 colonne verticali.

Se Ipotesi l'avesse, basterebbe:

rimuovere gli avvolgimenti bruciati
segare un canale orizzontale nella colonna centrale
riavvolgere 2 nuovi avvolgimenti ma solo sulla colonna centrale


e voilà l'elettromagnete c'è.
http://img686.imageshack.us/img686/520/nucleoferroso.png

tecnonick
20-06-2010, 12:35
ma secondo te, vuoi trovare dal rottamaio un trasformatore con avvolti 200 chili di rame e del peso di almeno altri 180 chili di ferro? lo tengono li per aspettare te che lo compri? ufo, il ferro e il rame si riciclano....... poi siccome trasformatori cosi grossi li usiamo tutti i giorni sarà facilissimo trovarlo dal rottamaio....

tecnonick
20-06-2010, 17:02
L'unica strada che si può tentare è quella di produrre scariche da 2MV utilizzando più trasformatori in serie, praticamente se si utilizzasse l'elevatore dei televisori sovralimentato, già di suo produrrebbe una scarica da 100KV, ne metti 20 in serie e teoricamente ai due estremi quando do un impulso ho un picco di differenza di 2MV. Il fatto che uno solo possa tirare anche più di 100KV l'ho già potuto verificare con uno che ho qui (scariche in aria lunghe oltre 6cm = 120KV) e tra l'altro non include l'elevatore diodo condensatore per cui si tratta proprio di un impulso puro che esce dall'avvolgimento secondario. Adesso me ne arrivano 4, metto i secondari in serie e vediamo che accade. Però in questo caso il fronte di salita dell'impulso non è rapidissimo, infatti dipende dall'induttanza del secondario, che purtroppo in questi trasformatori è molto elevata per via delle numerosissime spire avolte. L'ideale sarebbe convogliare la tensione di ogni trasformatore su di un consensatore, fare degli spark-gap che mettono in serie i vari condensatori non appena la tensione supera un certo valore, ed ecco che ho un impulso con fronte di salita immediato.

uforobot
21-06-2010, 17:11
OggettoVolanteIdentificato mi ha fatto notare che la scarica potrebbe cadere sui primari.

Lui sostiene in pratica che succederebbe questo.
.
.
http://img822.imageshack.us/img822/6412/oggettovolanteidentific.png

Potrebbe avere ragione.
Allora io penso che si potrebbero fare i seguenti accorgimenti:


eliminare il nucleo ferroso e sostituirlo con semplice aria oppure olio
aumentare la distanza tra primario e secondario, fa niente se diminuisce un pò il rendimento
collocare i trasformatori in modo tale da formare un cerchio; il cerchio serve per fare in modo che la distanza minore sta proprio li dove noi vogliamo che scocchi l'arco




più o meno un cerchio fatto cosi (ne ho disegnati 3 anzichè 20 per mancanza di spazio)
http://img705.imageshack.us/img705/508/oggetto2.png

Nabla
21-06-2010, 19:42
eliminare il nucleo ferroso e sostituirlo con semplice aria oppure olio; aumentare la distanza tra primario e secondario, fa niente se diminuisce un po' il rendimentoUforobot,
secondo me il tuo un po' si rivelerà, all'atto pratico, in un po' tantissimo. Se io dico "flusso concatenato", a te non viene in mente nulla?

GabriChan
21-06-2010, 20:14
Ciao forse questo programmino ti può essere utile...
http://www.francocesari.it/radio/download/inductor.zip
serve a calcolare l'induttanza di avvolgimenti in aria....

Nabla
21-06-2010, 21:35
calcolare l'induttanza di avvolgimenti in ariaSì, ma lui avrà i problemi maggiori nel calcolo della mutua induttanza.

tecnonick
22-06-2010, 19:09
Si, mi ero dimenticato del fatto che il primario poteva essere attaccato dall'alta tensione. Bè non ci rimane altro che fare un generatore di marx, con i trasformatori che ho preso tiro su semionde positive da 0 a 250kV, le convoglio nei condensatori (che sarà un impresa farli) e poi i 10 spark-gap fissati a 200kv e agli estremi nel momento in cui chiudono mi trovo un bell'impulso da 2MV. Per accoppiare i condensatori non userò resistenze ma induttanze, in teoria dovrebbe funzionare.

tecnonick
22-06-2010, 20:32
La stanchezza alle volte non fa ragionare bene... non è fattibile neanche ottenere 250kv con i trasformatori tv in serie, perchè i poli del secondario sono vicini 8-9mm a quelli del primari, ed inoltre essendoci un diodo in serie al secondario non si può sovralimentarli perchè si rischia di superare la tensione di lavoro del diodo, mannaggia. Io avevo 4 stupende bobine che alimentate a 30 volt mi tiravano 80kv l'una, le ho buttate :(

Bè, questi che ho adesso leggermente sovralimentati pare reggono bene, non avendo il duplicatore interno tirano non oltre i 20KV, quindi per arrivare a 2MV servirebbe un marx da 100 elementi :( ovvero 200 induttanze e 100 consensatori artigianali, ufo hai voglia di farli ? :D

scherzi aparte, servirebbe un trasformatore che tiri almeno 100kV in uscita, e poi con 20 elementi marx si arriva a impulsi di 2MV.

Hellblow
23-06-2010, 11:35
Ohi ohi, ragazzi guardate che un acceleratore di particelle non è che lo si costuisce cosi' dal nulla eh?
Oddio in laboratorio, specie i piccoli acceleratori lineari, sono fattibili, ma nulla è semplice nella vita, neanche le banalità.
Comunque dovreste partire dal valutare intanto le energie di cui avete bisogno. Costruire qualcosa che renda 100Kev o 1 Mev significa far crescere esponenzialmente costi e difficoltà.
Poi la focalizzazione del fascio in un acceleratore lineare risulta "semplice" (ma di semplice non c'e' nulla) rispetto ad un acceleratore di tipo sincrotrone e similare (traiettoria circolare o spiraliforme). Infatti la focalizzazione NON serve solo a dirigere il fascio sul bersaglio ma serve a collimare e tenere insieme il fascio anche dentro l'acceleratore. Mi spiego meglio. Cariche uguali si respingono, per questo motivo un gruppo di protoni accelerati lungo una retta tenderanno ad allontanarsi allargando il fascio. Questo fa si che il rischio di vedere urtare le particelle contro le pareti è concreto. Ancora, fra accelerare elettroni e protoni c'e' un abisso di differenza per motivi di massa. Vi serve anche del vuoto spinto se volete avere un fascio, all'arrivo sul bersaglio, che non sia formato da un paio di particelle sopravvissute all'impatto contro l'aria. In particolare se vi servono protoni. Questo intervento è davvero riduttivo ragazzi però spero di avervi spiegato alcune (davvero poche) delle problematiche. Altre sono ad esempio la curvatura del fascio, l'allineamento dei magneti, la sincronizzazione delle piastre acceleratrici con il fascio, la schermatura dell'apparato, la calibrazione ecc....

Hellblow
23-06-2010, 11:53
Tornando a noi, chiedo agli esperti se potrebbe aver senso fare un qualcosa di simile al SINCROCICLOTRONE, ovvero immaginiamo un tubo vuoto disposto a cerchio e chiuso, all'interno ho il vuoto, alle estremità ho i sue elettrodi cilindrici vuoti(quindi percorribili dalle particelle), e poi lungo tutto il tubo ho dei magneti potenti con cui curvo la traettoria delle particelle per mantenerla il più circolare possibile entro i limiti del campo magnetico.

No con i magneti ti incasini nel senso che l'allineamento è critico e diventa sempre piu' critico all'aumentare della velocità del fascio. Si potrebbe provare a fare, se le energie che vi servono ci rientrano, un acceleratore di tipo Ciclotrone, dove le cose sono piu' facilotte. Per capirci...

http://www.physics.rutgers.edu/cyclotron/images/theory_of_oper/theory_of_oper.jpg

Fonte: http://www.physics.rutgers.edu/cyclotron/theory_of_oper.shtml

tecnonick
23-06-2010, 12:39
Ciao Hellblow, ottimo intervento il tuo, anche se eravamo già al corrente di questi problemi, ma se mai riusciremo a mettere in piedi qualcosa di "semplice" piano piano vedremo di risolvere tutto, non tanto per il vuoto che è fattibile (ho le pompe che servono) ma più per la focalizzazione, e anche per l'urto delle particelle sul tubo, inevitabile vista la stessa polarità. Però mi chiedevo questo, 70 anni fà l'acceleratore non era ne focalizzato e ne con altri accorgimenti, eppure riuscivano a fare trasmutazione di elementi, utilizzando però alta tensione. Vorrei replicare un lineare di 70 anni fà, ma di dimensioni non troppo esagerate. Il ciclotrone necessita di un magnete enorme per riuscire a far stare in orbita le particelle, perchè altrimenti queste dopo 3 giri si allargano verso le pareti del ciclotrone e non combinano niente, certo questo detto a grandi linee e per quanto ne so io, poi non so se per arrivare ad un energia di "solo" 2Mev basta un campo magnetico di potenza inferiore rispetto a quello generato dal mastodontico elettromegnete che si vede nei ciclotroni in rete...

Hellblow
23-06-2010, 15:01
Ciao Hellblow, ottimo intervento il tuo, anche se eravamo già al corrente di questi problemi, ma se mai riusciremo a mettere in piedi qualcosa di "semplice" piano piano vedremo di risolvere tutto, non tanto per il vuoto che è fattibile (ho le pompe che servono) ma più per la focalizzazione, e anche per l'urto delle particelle sul tubo, inevitabile vista la stessa polarità. Però mi chiedevo questo, 70 anni fà l'acceleratore non era ne focalizzato e ne con altri accorgimenti, eppure riuscivano a fare trasmutazione di elementi, utilizzando però alta tensione. Vorrei replicare un lineare di 70 anni fà, ma di dimensioni non troppo esagerate. Il ciclotrone necessita di un magnete enorme per riuscire a far stare in orbita le particelle, perchè altrimenti queste dopo 3 giri si allargano verso le pareti del ciclotrone e non combinano niente, certo questo detto a grandi linee e per quanto ne so io, poi non so se per arrivare ad un energia di "solo" 2Mev basta un campo magnetico di potenza inferiore rispetto a quello generato dal mastodontico elettromegnete che si vede nei ciclotroni in rete...

Hai detto bene, 70 anni fa le particelle si allargavano. I primi acceleratori usavano un campo magnetico verticale rispetto alle piastre di accelerazione elettrostatiche. In pratica la particella si ritrovava con il vettore campo magnetico in una certa direzione (bonariamente diciamo da sopra a sotto) e con il vettore dovuto al campo elettrico in direzione tale, rispetto al vettore magnetico, da accelerare lungo un piano ipotetico le particelle. Infatti a causa della disposizione dei vettori agenti sulla particella carica questa veniva accelerata fra le placche seguendo una traiettoria spiraliforme verso l'esterno, su un piano appunto. Conoscendo campo elettrico, massa della particella, dimensioni dell'apparato e campo magnetico (tutti parametrizzabili progettualmente) si riusciva a determinare la zona da dove il fascio usciva. La differenza sostanziale (tieni conto che comunque il fascio era poco collimato) consiste nel fatto che tenere le particelle in un'orbita circolare richiede dei campi magnetici che facciano da guida alle particelle mentre in quel caso il sistema diciamo che aveva una sua stabilità intrinseca. Un paio di modi semplice di costruire un acceleratore che non necessita per forza di magneti per mettere a fuoco il fascio è appunto il sincrotrone oppure piccoli acceleratori lineare. però non si possono raggiungere energie elevate e questo è il limite degli acceleratori "semplici".

tecnonick
23-06-2010, 16:44
Bè ma secondo te, è possibile riuscire ad ottenere energia per creare neutroni in quantità sufficiente per attivare il materiale che ha più probabilità di essere attivato? fino ad oggi si parlava di 2MeV, che sarebbero 2MV, con tensioni inferiori potremmo ottenere qualcosa? da qualche parte, ma non ricordo dove, ho letto che già con 450kV si poteva trasmutare qualcosa, sempre tramite piccolo lineare.

Hellblow
23-06-2010, 17:55
Come sorgente di neutroni si potrebbe tentare di usare un Fusor, che fra l'altro viene usato appunto per questo. Un acceleratore di particelle infatti necessita di ioni, elettroni o protoni ma non può accelerare neutroni che sono neutri. Invee un fusor riesce a generare neutroni partendo da deuterio che fondendo genera elio + neutroni secondo le reazioni:

D + D --> T (1.01 MeV) + p (3 MeV circa)
D + D ---> 3He (0.82MeV) + n (2.5 MeV circa)

che se non ricordo male sono al 50% di probabilità. In pratica se vi servono neutroni un acceleratore di particelle non và bene. Ovviamente maneggiare neutroni è pericoloso ragazzi, non si tratta di giocattoli. Se si sbaglia si muore con queste cose.

Se vi servono protoni o elettroni o altri ioni pesanti accelerati un lineare può andare bene ed è facile da metter su.

uforobot
23-06-2010, 19:34
Ancora con 'sta storia del fusor.

Il fusor lo sta già facendo Testacoil e non conviene farlo perché l'acqua pesante non la regalano.
Diverso è il discorso di lanciare ioni di elio contro un target freddo e solido di berillio.

http://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/collezione%20Fermi/genartneu.htm

tecnonick
23-06-2010, 21:28
Si non mi piace neanche a me il fusor, preferisco stare sul lineare. Però ufo, tu stesso hai postato un documento nel quale si legge chiaramente che utilizzano DEUTERIO e tensione di 200kV (non 2MV come dovremmo fare noi), quindi? ti contraddici?

Hellblow
24-06-2010, 02:20
Neanche un acceleratore lineare fatto come Dio comanda lo regalano eh.

Quantum Leap
24-06-2010, 08:53
Ciao Hellblow !!!!!

Bentornato.... ne sono successe di cose....

Un abbraccio,

scusate l'OT.

Hellblow
24-06-2010, 10:13
Lo so lo so, vi ho comunque seguiti ;)

uforobot
24-06-2010, 12:06
quindi? ti contraddici?

Non del tutto!

Il fusor non utilizza bersagli solidi ma semplice gas e questo crea grossi problemi di confinamento.


Con riferimento a quell'ultimo link, faccio copia e incolla della quarta pagina scritta dallo stesso Fermi nel 1937.

Il gas cosi purificato viene condotto da una tubazione alla valvola a spillo e di nuovo immesso nella sorgente.
La sostanza bombardata deve contenere un'alta percentuale di deuterio ed essere stabile anche sotto il bombardamento degli ioni.
Abbiamo trovato conveniente usare il ghiaccio di acqua pesante mantenuto a bassissima temperatura con un raffreddamento ad aria liquida.
Riportiamo brevemente i risultati ottenuti fino ad ora, che hanno tuttavia un carattere assolutamente preliminare.
Nelle condizioni di funzionamento della sorgente già descritta, la massima corrente di ioni che siamo riusciti a raccogliere è di 40 microampere.
Anche con un corrente cosi debole, e con la tensione relativamente bassa da noi usata, si ottiene una sorgente di neutroni equivalente a circa 2,5 Curie di emanazione + berillio; pari cioè a circa il triplo delle più forti sorgenti da noi usate fino ad ora.

Commento di uforobot.
si riferiva secondo me alle sorgenti naturali di neutroni che sono polvere di berillio mescolate con polvere di radio o altre cose, in altre parole: una sorgente naturale di neutroni non può competere con una sorgente artificiale di neutroni progettata con intelligenza.
(Fa eccezzione alla regola l'americio che all'epoca non esisteva perchè non esistevano le centrali nucleari che lo producono).

Ciò potrà ottenersi aumentando fino a 40 0 50 Kv la tensione di alimentazione della sorgente (2).
Questo perfezionamento renderà necessario ricostruire la sorgente di ioni ed il suo sistema si alimentazione.
Se queste modificazioni daranno risultati che è lecito attendere, il nostro tubo potrà produrre 5*10^9 neutroni al secondo, ciò potrà permettere nei casi più favorevoli, la produzione di radioelementi artificiali con attività di alcuni millicurie.
Sarà allora possibile eseguire molte ricerche, per le quali le sorgenti fin qui avute a disposizione sarebbero del tutto insufficienti.
Naturalmente attività enormemente più grandi si otterrebbero se potessimo disporre di tensioni dell'ordine di 1000 Kv.
Un vantaggio sensibile sarebbe anche in tal caso di potere usare il berillio come sostanza bombardata, invece del ghiaccio pesante.

nota di uforobot:
per ghiaccio pesante, lui intendeva ghiaccio fatto di acqua pesante, non voleva intendere che il ghiaccio pesava tanto sulla bilancia

Si renderebbe cosi inutile il raffreddamento con aria liquida e si ridurrebbe in conseguenza l'ingombro intorno alla sorgente di neutroni, permettendone una migliore utilizzazione.

nota di uforobot:
Fermi era cosi convinto di volere usare target freddi e solidi, che addirittura congelava l'acqua pesante facendola diventare un target solido e freddo.
La filosofia di usare terget solidi non è nella filosofia del fusor e neanche nella filosofia dell'ITER.
Nel fusor e ITER c'è la necessità di comprimere fortemente il gas il magnetismo, ma queste tecnologie non sono adatte per un garage.
Alla fine; Fermi aveva compreso che la soluzione più praticabile era usare un target di berillio

tecnonick
24-06-2010, 17:02
ufo daccordo sul berillio, ma come vedi tu stesso lui accelerava DEUTERIO (non mi riferisco al targhet di acqua pesante ghiacciata), leggi bene...... non elio o altri gas

Hellblow
24-06-2010, 18:56
Ma no il problema non è il confinamento del gas o del plasma, tutt'altro è molto facile confinare il tutto in un fusor e di molto rispetto altri impianti di fusione nucleare. Il problema per voi invece è che i neutroni si dipartono in modo radiale dal centro e non sono direzionati MA data l'alta quantità di neutroni questo non dovrebbe essere un problema insormontabile. Vi ricordo che è pericoloso l'aggeggio eh...

uforobot
24-06-2010, 19:51
Dunque...
Per accelerare le particelle a grande velocità, serve un buon livello di vuoto.

Non un vuoto perfetto, perchè altrimenti non si accelera niente.

Il livello di alto vuoto è indispensabile perché altrimenti il generatore va in corto circuito oppure decade la tensione elettrica perché ha una sua resistenza interna.

Inutile illudersi di fare un livello di vuoto basso ed utilizzare una centrale elettrica di enorme potenza, perché scomparirebbe tutto in una bagliore di luce accecante, senza concludere niente.

e allora il livello di vuoto alto è importante.

La scemenza del fusor, consiste nel fatto che il target è un gas di idrogeno (o deuterio), il gas si espande e allora il livello di vuoto scompare.

Tanta fatica per fare il vuoto, e poi il vuoto scompare perché abbiamo messo un target gassoso.

e allora c'è qualcuno che pensa che il gas contenuto nel fusor deve essere rarefatto.
Si tratta di un pensiero poco intelligente perché la sezione d'urto dipende moltissimo dalla densità del gas cioè dipende dalla densità del target.

e allora mi ritrovo tra l'incudine e il martello;


se nel fusor il livello di vuoto è alto, non c'è resa perché la sezione d'urto è bassa,
se nel fusor il livello di vuoto è basso, non c'è resa perché le particelle non accelerano a causa che le praticelle si frenano una con l'altra, insomma non c'è un livello di vuoto soddisfacente


In un modo o nell'atro, il fusor non rende.

e allora si deduce che il target deve essere denso, perché essendo denso c'è più probabilità che si verifica qualche collisione.
Ma se è vero che deve essere denso, allora deve essere solido, e deve essere anche freddo perché essendo freddo siamo sicuro che non c'è un cambiamento di stato, da solido a liquido.

Quindi per fare un lavoro fatto bene: il target dovrebbe avere un raffreddamento forzato, mediante (per esempio) un circuito idraulico dove passa l'acqua di raffreddamento.




ma come vedi tu stesso lui accelerava DEUTERIO

Fermi accelerava dueterio perchè con il deuterio 360 Kv sono bastevoli, invece con il berillio ne servono almeno 1,25 Mv
Però il berillio è molto più denso del gas di deuterio, e quindi produce più neutroni, senza incasinarsi la vita con i campo magnetici.
Cioè la sezione d'urto è più grande rispetto al gas di deuterio.
Se si desidera produrre tanti neutroni, il berillio è migliore, se invece si preferisce produrre pochissimi neutroni, allora va bene il fusor.

Ma nel fusor, l'energia che spendi è maggiore di quella che ottieni, conviene allora produrre tanti neutroni che a sua volta possono essere utili per produrre combustibile nucleare (per esempio tipo trasmutare il torio in uranio233 oppure produrre altri materiali radioattivi che potrebbero essere utili).

Nabla
24-06-2010, 22:27
A) Se si desidera produrre tanti neutroni, il berillio è migliore,
B) Ma nel fusor, l'energia che spendi è maggiore di quella che ottieni, conviene allora produrre tanti neutroni [...]
A) Ma la reazione che intenderesti fare è Be9 + alfa?
B) Tu pensi che l'unione dei passaggi seguenti dia un bilancio energetico positivo? Accelerazione particelle --> produzione n dal Be --> attivazione neutronica di un qualche materiale --> fissione. Hai qualche calcolo a supporto? A me pareva d'aver capito che Tecnonick s'accontentava del primo passaggio: la produzione dei neutroni...

Hellblow
25-06-2010, 12:42
Ufo non so da che parte cominicare, però documentatevi meglio perchè fra imprecisioni e cose scorrette prevedo molti problemi in questo vostro progetto. Rileggiti l'ultimo post e confronta con della buona documentazione vedrai che mi darai ragione. Non rispondo punto per punto perchè cosi' ti viene la curiosità di verificare. Guardati:

REazione di fusione
Funzionamento del fusor e rendimenti
funzionamento di un acceleratore lineare
funzionamento dei reattori a fusione nucleare
motivazioni dell'uso del vuoto nell'accelerazione delle particelle.

Ciao...

Hellblow
25-06-2010, 12:43
Interessa produrre neutroni per produrre materiali radioattivi da vendere.

Controllati anche gli aspetti legali di questa cosa, che personalmente non mi piace. Infatti smetto di darvi suggerimenti.

tia86
28-02-2011, 12:05
ne risulta che io posso scrivere...
spazio = (1/2) * velocità * tempo

da notare la differenza con il moto a velocità constante che è...
spazio = velocità * tempo

la differenza tra moto costante e accelerato, è soltanto quel mezzo (1/2).


Certo, la differenza è solo quel 1/2, e magari il fatto che nel moto a velocità costante la velocità è appunto costante, mentre in quello accelerato la velocità è una funzione del tempo.
Quindi la formulina
spazio = (1/2) * velocità * tempo
non serve a nulla se si hanno come dati il tempo trascorso e l'accelerazione (costante). Mnetre se imponi arbitrariamente una velocità costante in quella formula salta fuori una cosa assurda.
Forse prima di avventurarsi nella fisica nucleare sarebbe meglio ripassare quella classica ;)

uforobot
28-02-2011, 14:22
Forse prima di avventurarsi nella fisica nucleare sarebbe meglio ripassare quella classica ;)

Bene!
Allora adesso sarebbe cosa gradita e gentile se scrivessi l'equazione della fisica classica che serve per calcolare lo spazio, sapendo che il moto è accelerato.

spazio = ?

tia86
28-02-2011, 14:37
Bene!
Allora adesso sarebbe cosa gradita e gentile se scrivessi l'equazione della fisica classica che serve per calcolare lo spazio, sapendo che il moto è accelerato.

spazio = ?

L'hai gia scritta nel post quotato, s(t) = 1/2 * a * t^2.
E' la comparazione tra le due formule (uniforme e accelerato) che è senza alcun senso.
Come è senza senso ficcare dentro a s(t) = 1/2 * v(t) * t una funzione v(t) costante nel tempo (ovvero significa imporre che non c'è accelerazione perchè la velocità è appunto costante).

uforobot
28-02-2011, 15:00
Nel moto accelerato, è intuitivo che si intende la velocità finale.

Inoltre a*t=velocità

S= 1/2*a*t^2
S= 1/2*a*t*t

sostituisco a*t con v

S= 1/2*v*t

S= 1/2*v_finale*t

ho messo la parola "finale", contento ?