Apa itu gyrotron?

Gyrotron adalah bentuk tabung elektron atau tabung vakum yang sering disebut sebagai cyclotron resonance maser karena fakta bahwa salah satu kegunaannya yang paling sering adalah dalam penelitian fisika berenergi tinggi di siklotron.Keuntungan yang ditawarkan Gyrotron adalah bahwa ia dapat menghasilkan energi frekuensi radio (RF) dalam jumlah besar dalam kisaran megawatt pada panjang gelombang yang sangat kecil hanya beberapa milimeter, yang tidak dimungkinkan untuk tabung vakum standar.Proses ini dapat menghasilkan sejumlah besar panas, yang dapat digunakan untuk keramik sinter atau plasma panas dalam reaktor penelitian fusi.Gyrotron juga secara langsung digunakan dalam pencitraan resonansi magnetik nuklir (NMR) untuk mengamati efek mekanik kuantum pada tingkat atom atau dalam mikroskop resonansi magnetik (MRI) untuk diagnosis medis.

Prinsip di balik bagaimana fungsi gyrotron pertama -tama disusun secara teoritis secara teoritis secara teoritis.1950 -an, ketika efek relativistik energi elektron sedang dipelajari di siklotron untuk pertama kalinya.Dengan menyuntikkan aliran elektron ke dalam medan elektromagnetik siklotron dengan frekuensi yang sama, efek yang dikenal sebagai ketidakstabilan massa negatif diamati.Aliran elektron akan cenderung berkumpul bersama dari gyroradius standar atau jari -jari Larmor, menyebabkan elektron melambat dan melepaskan energi kinetik dalam prosesnya sebagai energi frekuensi gelombang milimeter energi atau radiasi.Dalam penelitian fusion, tetapi teknologi dan pemahaman ilmiah untuk menciptakan sistem gyrotron yang dapat diandalkan mampu melakukan hal ini tidak menjadi ilmu yang matang sampai dekade pertama abad ke -21.Ketika sains dan teknologi maju, aplikasi Gyrotron terbagi menjadi sistem megawatt berenergi tinggi untuk penelitian fusi, dan sistem 10 hingga 1.000 watt berenergi rendah untuk spektroskopi NMR.Di mana perangkat menghasilkan radiasi terahertz dalam rentang 100 gigahertz hingga 1 terahertz, mereka digunakan dalam aplikasi industri seperti diagnostik plasma dan pemanasan senyawa keramik suhu tinggi.Penelitian di Jepang juga telah meningkatkan efisiensi perangkat gyrotron mid-range ke tinggi hingga 50% pada tahun 1994 dengan menggunakan konverter mode terintegrasi untuk lebih efisien mengonversi energi sinar elektron menjadi panas.

Karena gyrotron adalah bentuk microwaveAmplifikasi dengan merangsang emisi perangkat radiasi (Maser) atau laser elektron bebas yang menghasilkan medan elektromagnetik, ia memiliki beberapa kesamaan dengan prinsip di balik bagaimana oven microwave standar beroperasi.Gyrotron portabel dapat dioperasikan dalam berbagai frekuensi yang biasanya dari 2 hingga 235 gigahertz, dan ini menjadikannya perangkat yang berguna untuk sistem senjata non-mematikan yang oleh militer AS disebut sebagai teknologi sistem penolakan aktif (ADS).Perangkat ADS yang didasarkan pada gyrotron dapat ditargetkan terhadap manusia dengan efek bahwa ia memanaskan molekul air di bawah kulit tanpa menyebabkan kerusakan permanen pada jaringan.Ini bertindak sebagai bidang pencegah yang memiliki aplikasi teoretis dalam kontrol kerumunan untuk mencegah kerusuhan, atau untuk menjaga tentara musuh atau warga sipil mendekati instalasi militer dan pesawat yang jatuh.