Ein Farnsworth-Hirsch-Fusor ist ein Gerät zur Erzeugung von Kernfusionsreaktionen. Farnsworth-Hirsch-Fusoren verwenden starke elektrische Felder, um das Fusionsplasma einzudämmen, im Gegensatz zum gebräuchlicheren Tokamak-Design, das magnetische Felder verwendet. Farnsworth-Fusoren sind im Allgemeinen recht einfach zu bauen, und zahlreiche Amateure haben ihre eigenen gebaut, oft aus Ersatzteilen. Obwohl ein Farnsworth-Fusor keine Nettoenergie aus der Fusion erzeugen kann, zeigen mehrere verwandte Designs Potenzial, und derzeit wird untersucht, ob eines davon als Energiequelle geeignet ist.
Das Grundprinzip des Farnsworth-Fusors, das Trägheitselektrostatische Einschließen (IEC), wurde zuerst in Fernseh-Vakuumröhren entdeckt. Wenn Sie ein elektrisches Feld an ein Plasma anlegen, werden die positiv geladenen Ionen im Plasma vom elektrischen Feld angezogen und alle Ionen sammeln sich um den Bereich mit dem niedrigsten elektrischen Potenzial. Durch Anordnen von Drähten in einer „Gitter“-Form und Anlegen einer Spannung zieht der Farnsworth-Fusor die Ionen in eine zentrale Vertiefung. Wenn die Spannung hoch genug ist, führt die elektrische Anziehung dazu, dass die Ionen mit hoher Geschwindigkeit durch den zentralen Hohlraum sausen; die Ionen kollidieren dann mit anderen Ionen, die sich ebenfalls durch den Hohlraum bewegen, was eine Kernfusion induziert.
Da der Einschlussmechanismus so einfach ist und nur Drähte und eine Hochspannungsversorgung erfordert, sind Farnsworth-Fusoren ziemlich einfach zu bauen. Baupläne und Anleitungen für den Bau eines Fusors sind im Internet verfügbar und erfordern oft nur Grundkenntnisse der verwendeten Techniken und Ersatzteile im Wert von einigen tausend Dollar. Beachten Sie, dass diese selbstgebauten Fusoren aufgrund der geringen Anzahl von Fusionsreaktionen nicht als Stromquellen verwendet werden können, obwohl sie als Quellen für Neutronenstrahlung verwendet werden können.
Die von einem Fusor erzeugte Leistung wird durch die Dichte der Ionen begrenzt; Wenn mehr Ionen in den Fusor injiziert werden, beginnen sich die Ionen gegenseitig abzustoßen, wodurch eine Obergrenze für die Anzahl der Kollisionen festgelegt wird. Auch Ionen kollidieren mit dem Gitter, verbrauchen ihre Energie und erzeugen unerwünschte Wärme. Es wurden viele Problemumgehungen vorgeschlagen, um diese Probleme zu lösen, und es gibt mehrere aktive Forschungsanstrengungen, um eine brauchbare Fusionsstromquelle zu entwickeln. Einige der vorgeschlagenen alternativen Designs umfassen das Polywell-System, das ein Netzwerk von Magnetspulen sowie ein elektrisches Feld verwendet, und eine modifizierte Penning-Falle, die ein konstantes elektrisches und magnetisches Feld verwendet, um geladene Teilchen einzuschließen. Obwohl noch keine nutzbare Leistung produziert hat, hoffen die Forscher, dass ein brauchbares Gerät gebaut werden kann.