Co je to gyrotron?

Gyrotron je forma elektronové trubice nebo vakuové trubice, která je často označována jako cyklotron rezonance maser kvůli skutečnosti, že jedním z jeho nejčastějších použití je ve vysoce energetickém fyzikálním výzkumu v cyklotronech. Výhodou, kterou gyrotron nabízí, je to, že může generovat obrovské množství energie radiofrekvenční (RF) v rozsahu Megawatt při velmi malých vlnových délkách pouze několika milimetrů, což není možné pro standardní vakuové trubice. Tento proces může generovat obrovské množství tepla, které lze použít k slinované keramice nebo plazmě tepla ve fúzních výzkumných reaktorech. Gyrotrony se také přímo používají při zobrazování jaderné magnetické rezonance (NMR) pro pozorování kvantových mechanických účinků na atomové úrovni nebo v magnetické rezonanční mikroskopii (MRI) pro lékařské diagnózy. InjekcíNg proudy elektronů do elektromagnetického pole cyklotronu se stejnou frekvencí byl pozorován účinek známý jako negativní hmotnostní nestabilita. Elektronový proud by měl tendenci se spojit ze standardního poloměru Gyroradius nebo Larmor, což by způsobilo, že elektrony zpomalují a uvolňují kinetickou energii v procesu jako milimetrová vlnová a záření.

Energie rané elektronové cyklotronové rezonance prokázaly potenciál zahřívat plazmy ve fúzním výzkumu, ale technologie a vědecké porozumění vytvoření gyrotronového systému, který byl spolehlivě schopný tohoto, se stal zralou vědou až do první dekády ve věku 21 let. Jak věda a technologie pokročila, gyrotronové aplikace se rozdělily do vysoce energetických megawattových systémů pro výzkum fúze a nízkoenergetické systémy 10 až 1 000 W pro spektroskopii NMR. Kde zařízení produkují tErahertzovy záření v rozsahu 100 gigahertz na 1 terahertz se používají v průmyslových aplikacích, jako je diagnostika plazmy a vysokoteplotní zahřívání keramických sloučenin. Výzkum v Japonsku také zvýšil účinnost zařízení středního rozsahu na vysoce výkonné gyrotronové zařízení o 50% od roku 1994 pomocí integrovaného převodníku režimu pro efektivněji převádění energie elektronového paprsku na teplo.

Protože gyrotron je formou mikrovlnné amplifikace stimulovaným emisí záření (MASER) nebo volného elektronového laseru, který generuje elektromagnetická pole, má určitou podobnost s principem, jak standardní mikrovlnná trouba pracuje. Přenosný gyrotron může být provozován v řadě frekvencí obvykle od 2 do 235 Gigahertz, což z nich činí užitečná zařízení pro neletální zbraňové systémy, které americká armáda označuje jako technologii aktivního popření (ADS). Zařízení ADS založené na gyrotronu může být zaměřeno proti lidským bytostem s účinkem, že zahřívá vodu mOlekuly pod kůží, aniž by způsobovaly trvalé poškození tkáně. Toto funguje jako odrazující pole, které má teoretické aplikace při kontrole davu, aby se zabránilo nepokojům, nebo aby zabránilo nepřátelským vojákům nebo civilistům v blížících se vojenských instalacích a sestřeleném letadle.