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. Gyotrony są również bezpośrednio stosowane w obrazowaniu jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR) do obserwacji efektów mechanicznych kwantowych na poziomie atomowym lub w mikroskopii rezonansu magnetycznego (MRI) do diagnoz medycznych.

Zasada, w jaki sposób funkcje żylowe były po raz pierwszy teoretycznie komponowane w latach lat 50. XX wieku, gdy relatywiczne energia elektroniczna była w czasie cyklicznym. Przez wstrzyknięciaNg strumienie 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 procesie jako energia częstotliwości radiowej lub promieniowanie długości fali milimetrowej.

Wczesne energie rezonansu cyklotronowego elektronów wykazały potencjał ogrzewania plazmy w badaniach fuzji, ale technologia i naukowe zrozumienie tworzenia systemu żyrotronowego, który był niezawodnie zdolny, nie stały się dojrzałą nauką aż do pierwszej dekady 21 st 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. Gdzie urządzenia wytwarzają tPromieniowanie Erahertz w zakresie gigahertzowym 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., Stosując zintegrowany konwerter trybu w celu bardziej wydajnego przekształcania energii wiązki elektronów na ciepło.

Ponieważ żyrotron jest formą amplifikacji mikrofalowej przez stymulowaną emisję urządzenia promieniowania (MASER) lub wolnego lasera elektronowego, który generuje pól elektromagnetyczną, 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, a efekt podgrzewa wodę mołyki pod skórą bez powodowania trwałego uszkodzenia tkanki. Działa to jako pole odstraszające, 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.