Co to jest gyrotron?

Gyrotron jest formą rurki elektronowej lub rurki próżniowej, która jest często określana jako maser rezonansu cyklotronowego ze względu na fakt, że jednym z jego najczęstszych zastosowań jest badania fizyki o wysokiej energii w cyklotronach.Zaletą oferowaną przez żyrotron jest to, że może generować ogromne ilości energii częstotliwości radiowej (RF) w zakresie Megawatt o bardzo małych długościach fali zaledwie kilku milimetrów, co nie jest możliwe dla standardowych rur próżniowych.Proces ten może generować ogromną ilość ciepła, które można wykorzystać do spiekania ceramiki lub osocza cieplnego w reaktorach badań fuzyjnych.Gyrotrony są również bezpośrednio stosowane w obrazowaniu jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR) do obserwacji efektów mechanicznych kwantowych na poziomie atomowym lub w mikroskopii rezonansu magnetycznego (MRI) w diagnozach medycznych.

Zasada, w jaki sposób funkcje gyrotronu zostały po raz pierwszy teoretycznie skomponowane w późnym1950, kiedy po raz pierwszy badano relatywistyczne efekty energii elektronowej w cyklotronach.Poprzez wstrzyknięcie strumieni elektronów do pola elektromagnetycznego cyklotronu o równej częstotliwości zaobserwowano efekt znany jako ujemna niestabilność masy.Strumień elektronów miałby tendencję do łączenia się ze standardowego promienia wiroradiusa lub larmora, powodując, że elektrony zmniejszają i uwalniają energię kinetyczną w tym procesie, ponieważ milimetrowa energia częstotliwości radiowej lub promieniowanie.

Wczesne energie rezonansu cyklotronowego elektronów pokazały potencjał do plazmy cieplnejW badaniach fuzji, ale technologia i naukowe zrozumienie stworzenia systemu żyrotronowego, który był niezawodnie zdolny, stał się dojrzałą nauką aż do pierwszej dekady XI wieku.W miarę rozwoju nauki i technologii zastosowania gyrotronowe dzielą się na wysokoenergetyczne systemy megawatowe do badań fuzji oraz niskoenergetyczne systemy od 10 do 1000 watów dla spektroskopii NMR.Tam, gdzie urządzenia wytwarzają promieniowanie terahertz w zakresie gigahercowym do 1 terahertz, są one stosowane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak diagnostyka osocza i ogrzewanie w wysokiej temperaturze związków ceramicznych.Badania w Japonii zwiększyły również wydajność urządzeń żyrotronowych o dużej mocy o 50% z 1994 r. Za pomocą zintegrowanego konwertera trybu w celu bardziej wydajnego przekształcania energii wiązki elektronów na ciepło.Amplifikacja przez stymulowaną emisję urządzenia promieniowania (MASER) lub wolnego lasera elektronowego, który generuje pola elektromagnetyczne, ma pewne podobieństwo do zasady działania standardowego piekarnika mikrofalowego.Przenośny żyrotron może być obsługiwany w zakresie częstotliwości zwykle od 2 do 235 Gigahertz, co czyni je przydatnymi urządzeniami do nieobignowych systemów broni, które wojsko amerykańskie odnosi się do technologii aktywnego systemu odmowy (ADS).Urządzenie ADS oparte na żyrotronie może być skierowane przeciwko ludziom, co podgrzewa cząsteczki wody pod skórę, nie powodując trwałego uszkodzenia tkanki.Działa to jako odstraszające pole, które ma teoretyczne zastosowania w kontroli tłumu, aby zapobiec zamieszkom lub powstrzymać wroga żołnierzy lub cywilów przed zbliżaniem się do instalacji wojskowych i powalonych samolotów.