Was ist ein Gyrotron?

Ein Gyrotron ist eine Form eines Elektronenrohr- oder Vakuumrohrs, der häufig als Cyclotron-Resonanzmaser bezeichnet wird, da eine der häufigsten Verwendungen in der hochenergieförmigen Physikforschung in Cyclotrons liegt. Der Vorteil, den ein Gyrotron bietet, besteht darin, dass es enorme Mengen an Funkfrequenzenergie (RF) im Megawattbereich in sehr kleinen Wellenlängen von nur wenigen Millimetern erzeugen kann, was für Standard -Vakuumröhrchen nicht möglich ist. Der Prozess kann eine enorme Wärmemenge erzeugen, die zum Sinterkeramik oder zum Wärme von Plasma in Fusionsforschungsreaktoren verwendet werden kann. Gyrotrons werden auch direkt in der Bildgebung der Kernmagnetresonanz (NMR) zur Beobachtung von quantenmechanischen Effekten auf Atomebene oder in Magnetresonanzmikroskopie (MRT) für medizinische Diagnosen verwendet. Durch InjectiNG -Elektronenströme in das elektromagnetische Feld eines Zyklotrons mit gleicher Frequenz, ein Effekt, der als negative Masseninstabilität bekannt ist, wurde beobachtet. Der Elektronenstrom würde dazu neigen, sich von einem Standard -Gyroradius- oder Larmor -Radius zu verbinden, was dazu führt

frühe Elektronen -Cyclotron -Resonanzenergien zeigten das Potenzial, Plasmen in der Fusionsforschung zu erhitzen, aber die Technologie und das wissenschaftliche Verständnis, um ein Gyrotrron -System zu schaffen, das zuverlässig zuverlässig fähig war, wurde erst im ersten Jahrzehnt des 21 -Sup> -Stumhunderts zu einer reifen Wissenschaft. Als Wissenschaft und Technologie weiterentwickelten, teilte sich Gyrotrron-Anwendungen für die Fusionsforschung in energiereiche Megawatt-Systeme und zehn bis 1000-Watt-Systeme für die NMR-Spektroskopie auf. Wo die Geräte t produzieren tErahertz-Strahlung Im Bereich von 100 Gigahertz bis 1 Terahertz werden sie in industriellen Anwendungen wie Plasmadiagnostik und Hochtemperaturerwärmung von Keramikverbindungen verwendet. Die Forschung in Japan hat auch die Effizienz von Mittelklasse auf Hochleistungs-Gyrotrron-Geräte im Jahr 1994 um 50% erhöht, indem ein integrierter Modus-Wandler verwendet wird, um die Elektronenstrahlergie effizienter in Wärme zu konvertieren.

Da ein Gyrotron eine Form der Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission (MASER) oder freier Elektronenlaser ist, der elektromagnetische Felder erzeugt, hat es eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Prinzip, wie ein Standard -Mikrowellenofen funktioniert. Ein tragbares Gyrotron kann in einer Reihe von Frequenzen von 2 bis 235 Gigahertz betrieben werden, und dies macht sie nützliche Geräte für nicht tödliche Waffensysteme, die das US-Militär als ADS-Technologie (Active Denial System) bezeichnet. Ein ADSOleküle unter der Haut ohne dauerhafte Gewebeschäden zu verursachen. Dies fungiert als abschreckendes Feld, das theoretische Anwendungen in der Massenkontrolle enthält, um Unruhen zu verhindern oder feindliche Soldaten oder Zivilisten davon abzuhalten