Hvad er et hulrumsmagnetron?
En magnetron i et hulrum er en type vakuumrør, der genererer mikrobølger, som er korte bølgelængde radiobølger. Strømme af elektroner manipuleres af magnetiske felter, hvilket forårsager en emission af mikrobølger. Den første hulrumsmagnetron blev udviklet af to britiske fysikere i 1940 og førte til udviklingen af bærbare radarenheder. I dag bruges disse enheder stadig i radarudstyr, og som generator af de elektromagnetiske bølger, som hver mikrobølgeovn bruger til at tilberede mad.
En katode er monteret i midten af en hul cylinderformet anode. Det centrale hulrum, der også er cylinderformet, er forbundet med yderligere mindre hulrum i cylinderens ydre væg, og en stor magnet er monteret i hver ende. De magnetiske felter får elektronerne til at spiral omkring katoden, når de rejser til anoden i stedet for at bevæge sig i en lige linje. Samspillet mellem elektronstrømmen og magnetfeltet forårsager et elektrisk resonansfelt inden i hulrummet i den ydre cylindervæg, der udsender mikrobølger. En hulrumsmagnetron kan designes på en sådan måde, at den udsender mikrobølger med en ønsket frekvens.
Udviklingen af hulrumsmagnetron var en af de vigtigste teknologiske fremskridt i det 20. århundrede. Dets implementering gjorde det muligt at montere bærbare radarenheder på skibe og fly samt gøre jordbaserede radarer meget mere effektive og effektive. Denne forbedrede radarteknologi er bredt krediteret for at give de allierede en betydelig fordel i forhold til aksekræfterne i dette område under 2. verdenskrig.
I 2011 anvendes hulrumsmagnetroner stadig i vid udstrækning til radarsystemer, selvom nyere teknologier, der bruger alternative sendere, begynder at erstatte dem. Dette skyldes, at selve arten af de svingende elektriske felter, der udsender mikrobølgerne, gør det vanskeligt at indstille dem til præcise smalle frekvensbånd såvel som af andre overvejelser, såsom menneskelig nærhed til kraftig elektromagnetisk stråling, når disse systemer er monteret i fly og flåde. Eksisterende radarsystemer udskiftes generelt ikke eller opgraderes, og af denne grund vil hulrumsmagnetroner fortsat være i brug i radarudstyr i mange år eller endda årtier.
Mikrobølgeovne bruger magnetroner i hulrummet, selvom meget mindre og mindre kraftfulde end dem, der bruges til radarudstyr. I en mikrobølgeovn ledes mikrobølgerne i kogeboksen og distribueres af en diffusor, der hjælper madene med at tilberede mere jævnt. De fleste mikrobølgeovne bruger et hulrumsmagnetron, der udsender maksimalt 2500 watt i tilfælde af store kommercielle modeller, mens meget kraftige hulrumsmonetroner, der bruges til radarapplikationer, kan producere millioner af watt.