Τι είναι το γυρτρόνιο;

Ένα gyrotron είναι μια μορφή σωλήνα ηλεκτρονίων ή σωλήνα κενού που συχνά αναφέρεται ως maser συντονισμού κυκλοκολλότων λόγω του γεγονότος ότι μία από τις συχνότερες χρήσεις του είναι η έρευνα φυσικής υψηλής ενέργειας σε κυκλοτάτες.Το πλεονέκτημα που προσφέρει ένα gyrotron είναι ότι μπορεί να δημιουργήσει τεράστιες ποσότητες ενέργειας ραδιοσυχνότητας (RF) στην περιοχή Megawatt σε πολύ μικρά μήκη κύματος μόνο λίγων χιλιοστών, κάτι που δεν είναι δυνατό για τους τυπικούς σωλήνες κενού.Η διαδικασία μπορεί να δημιουργήσει μια τεράστια ποσότητα θερμότητας, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πυρκαγιά κεραμικά ή τη θερμαινόμενη πλάσμα σε ερευνητές σύντηξης.Τα γυροστρόνια χρησιμοποιούνται επίσης άμεσα στην απεικόνιση πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) για την παρατήρηση των κβαντικών μηχανικών επιδράσεων στο ατομικό επίπεδο ή σε μικροσκοπία μαγνητικού συντονισμού (MRI) για ιατρικές διαγνώσεις.Η δεκαετία του 1950, όταν μελετήθηκαν για πρώτη φορά οι σχετικιστικές επιδράσεις της ενέργειας ηλεκτρονίων σε κυκλώματα.Με την έγχυση ρεύματος ηλεκτρονίων στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός κυκλοτόνιο με ίση συχνότητα, παρατηρήθηκε ένα αποτέλεσμα γνωστό ως αρνητική αστάθεια μάζας.Το ρεύμα ηλεκτρονίων θα τείνει να συσσωρεύεται από μια τυπική ακτίνα γυρορράδης ή λαμαρίνης, προκαλώντας την επιβράδυνση των ηλεκτρόνων και την απελευθέρωση της κινητικής ενέργειας στη διαδικασία, καθώς η ενέργεια ή η ακτινοβολία του μήκους κύματος χιλιοστού.στην έρευνα σύντηξης, αλλά η τεχνολογία και η επιστημονική κατανόηση για τη δημιουργία ενός συστήματος Gyrotron που ήταν αξιόπιστα ικανό να μην γίνει μια ώριμη επιστήμη μέχρι την πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα.Καθώς προχώρησαν η επιστήμη και η τεχνολογία, οι εφαρμογές Gyrotron χωρίζονται σε συστήματα μεγάλης ενέργειας μεγάλης ενέργειας για έρευνα για σύντηξη και συστήματα χαμηλής ενέργειας 10 έως 1.000 watt για φασματοσκοπία NMR.Όταν οι συσκευές παράγουν ακτινοβολία terahertz στην περιοχή 100 gigahertz έως 1 terahertz, χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές όπως η διάγνωση πλάσματος και η θέρμανση υψηλής θερμοκρασίας των κεραμικών ενώσεων.Η έρευνα στην Ιαπωνία έχει επίσης αυξήσει την αποτελεσματικότητα της μεσαίας εμβέλειας σε συσκευές Gyrotron υψηλής ισχύος κατά 50% από το 1994 χρησιμοποιώντας έναν ενσωματωμένο μετατροπέα λειτουργίας για να μετατρέψει αποτελεσματικότερα την ενέργεια δέσμης ηλεκτρονίων σε θερμότητα.Ενίσχυση με διεγερμένη εκπομπή συσκευής ακτινοβολίας (MASER) ή ελεύθερο λέιζερ ηλεκτρονίων που παράγει ηλεκτρομαγνητικά πεδία, έχει κάποια ομοιότητα με την αρχή πίσω από τον τρόπο λειτουργίας ενός τυπικού φούρνου μικροκυμάτων.Ένα φορητό gyrotron μπορεί να λειτουργεί σε μια σειρά συχνοτήτων συνήθως από 2 έως 235 gigahertz, και αυτό τους καθιστά χρήσιμες συσκευές για μη θανατηφόρα συστήματα όπλων που ο αμερικανικός στρατός αναφέρεται σε τεχνολογία ενεργού συστήματος άρνησης (ADS).Μια συσκευή διαφημίσεων που βασίζεται σε ένα gyrotron μπορεί να στοχεύει έναντι των ανθρώπων με την επίδραση που θερμαίνει τα μόρια νερού κάτω από το δέρμα χωρίς να προκαλεί μόνιμη βλάβη στον ιστό.Αυτό λειτουργεί ως αποτρεπτικό πεδίο που έχει θεωρητικές εφαρμογές στον έλεγχο του πλήθους για να αποτρέψει τις ταραχές ή να κρατήσει τους εχθρικούς στρατιώτες ή τους πολίτες να πλησιάσουν τις στρατιωτικές εγκαταστάσεις και τα αεροσκάφη.