Las rejillas.

Para que se produzca fusión, es necesario que los núcleos de deuterio choquen con suficiente energía, y para que la probabilidad de choque sea alta es necesario que la mayor parte de los núcleos de deuterio se concentren en una reducida zona de la cámara de vacío. Esto es precisamente el objeto del confinamiento electrostático y se consigue mediante dos rejillas de forma esférica que si bien crean campos eléctricos esféricos deben ser transparentes al plasma para que pueda circular. Como la teoría esta suficiente explicada en el documento redactado (en ingles) por Richard Hull aquí describiremos únicamente detalles prácticos.. Ver documento

La rejilla exterior no es imprescindible si la cámara de vacío es metálica de las adecuadas dimensiones y de simetría esférica. En caso de que haya que construir una rejilla tampoco es compleja, la forma normal que se emplea es la geodésica, o sea como los meridianos y paralelos de la Tierra. De cuatro a seis meridianos y de tres a cinco paralelos es lo normalmente usado aunque aquí hay bastante libertad. Las dimensión más habitual es de 20 cm de diámetro, aunque se han probado diseños con diversas dimensiones de entre 15 y 30 cm que funcionaban correctamente. Se recomienda que sean de alambre de acero inoxidable de 1 mm de diámetro soldado por puntos o mediante soldadura de plata. Pero como se ha dicho esta rejilla no plantea muchos problemas ya que no es critica y tampoco alcanza altas temperaturas.




En esta fotografía se observa parte de la rejilla exterior. Como puede apreciarse la rejilla no es precisamente muy tupida.

Rejilla interior.

Esta si es un elemento critico. Sus dimensiones son bastante mas pequeñas entre 20 y 35 mm de diámetro. Esta situada en el centro de la cámara de vacío conectada al potencial negativo mediante una terminal largo que debe estar aislado eléctricamente mediante una cubierta a ser posible de alúmina ya que tanto la rejilla como la espiga sufren el bombardeo del plasma de deuterio y pueden alcanzar temperaturas superiores a los 1000 ºC.

Aquí se ve como una rejilla se calienta al rojo por el bombardeo de plasma.

Hay básicamente dos formas de realizar la rejilla interior, la forma tradicional o geodésica y la que los americanos han bautizado como "Meiro spiral grid" empleada por primera vez por el autor del presente trabajo y que aquí simplemente llamamos espiral.

Rejilla geodésica. Es totalmente similar a la rejilla exterior, aunque no sea mas que por estética debería tener el mismo numero de meridianos y paralelos. Es un poco compleja de fabricar por las soldaduras necesarias. Hay que tener en cuenta que debido a las altas temperaturas que alcanza la rejilla solo se puede fabricar con metales de alto punto de fusión. Los mas recomendables ordenados por temperatura de fusión son el Wolframio, Tantalio, Circonio, Titanio y acero inoxidable. Precisamente ese mismo orden implica dificultad en la realización de la rejilla ya que resulta totalmente inútil soldar la rejilla con soldadura de plata porque durante el funcionamiento la soldadura por plata se suelta. Solo es posible emplear la soldadura por puntos o la soldadura en atmósfera inerte. Además hay que considerar que el wolframio es bastante poco maleable y se rompe con facilidad después de un recalentamiento. ( También puede utilizarse nicrom, el hilo empleado en las resistencias). La mejor combinación de maleabilidad y alto punto de fusión la da el tantalio, aunque el wolframio sigue siendo mucho mas resistente ya que aunque la rejilla llegue a calentarse a mas de 2000 ºC sigue conservando su rigidez mecanica.

Rejilla espiral. Precisamente por las dificultades de realizar la rejilla geodésica, desarrolle este otro modelo que no necesita ninguna soldadura y puede realizarse con un poco de maña en pocos minutos. En resumen la espiral conductora crea un campo eléctrico mas o menos esférico gracias a que el conductor realiza un camino al de la peladura de una naranja. Ya que esta rejilla no tiene soldaduras puede realizarse fácilmente con cualquier metal incluyendo wolframio. Mas aun, salvo para fusores de prueba se recomienda hacerla únicamente con wolframio. Esta rejilla al ser mucho mas débil desde el punto de vista estructural es mucho mas sensible a deformarse cuando la temperatura es alta y reblandece el metal. Por el contrario su ausencia de soldaduras y su simplicidad permiten alimenta al fusor con energía suficiente para alcanzar la incandescencia como si del filamento de una bombilla se tratase ya que el wolframio sigue conservando una excelente resistencia mecánica incluso a mas de 2000 ºC.




Esta rejilla esta construida con alambre de wolframio de 1,5 mm. Puede apreciarse el cilindro aislante de ceramica que conecta la rejilla con la alta tensión exterior.