Kas ir žirotrons?

Girotrona darbības princips pirmo reizi teorētiski tika izveidots 1950. gadu beigās, kad pirmo reizi ciklotronos tika pētīta elektronu enerģijas relatīvā ietekme. Injicējot elektronu plūsmas ciklotrona elektromagnētiskajā laukā ar vienādu frekvenci, tika novērots efekts, kas pazīstams kā negatīva masas nestabilitāte. Elektronu straumei ir tendence apvienoties no standarta žiroskopa vai Larmora rādiusa, izraisot elektronu palēnināšanos un izdalot kinētisko enerģiju kā milimetra viļņa garuma radiofrekvences enerģiju vai starojumu.

Agrīnās elektronu ciklotronu rezonanses enerģijas demonstrēja plazmas sildīšanas potenciālu kodolsintēzes pētījumos, taču tehnoloģija un zinātniskā izpratne, lai radītu žirotronu sistēmu, kas to droši spēj, kļuva par nobriedušu zinātni tikai 21. gadsimta pirmajā desmitgadē. Zinātnei un tehnoloģijai attīstoties, žirotronu lietojumprogrammas sadalās augstas enerģijas megavatu sistēmās kodolsintēzes izpētei un zemas enerģijas 10–1,000 vatu sistēmās KMR spektroskopijai. Ja ierīces rada terahercu starojumu diapazonā no 100 gigahercu līdz 1 terahercam, tās izmanto rūpnieciskos lietojumos, piemēram, plazmas diagnostikā un keramikas savienojumu karsēšanā augstā temperatūrā. Japānā veiktie pētījumi ir arī palielinājuši vidēja un lielas jaudas žirotronu ierīču efektivitāti par 50% no 1994. gada, izmantojot integrētu režīma pārveidotāju, lai efektīvāk pārveidotu elektronu staru enerģiju siltumā.

Tā kā žirotrons ir mikroviļņu pastiprināšanas ar stimulētas starojuma emisijas (MASER) ierīce vai brīvo elektronu lāzera veids, kas ģenerē elektromagnētiskos laukus, tam ir zināma līdzība ar principu, kā darbojas standarta mikroviļņu krāsns. Pārnēsājamo žirotronu var darbināt frekvenču diapazonā, parasti no 2 līdz 235 gigaherciem, un tas padara tos par noderīgām ierīcēm nenāvējošām ieroču sistēmām, kuras ASV militārpersonas dēvē par aktīvās noliegšanas sistēmas (ADS) tehnoloģiju. ADS ierīci, kuras pamatā ir žirotrons, var mērķēt pret cilvēkiem, tādējādi uzsildot zemādas ūdens molekulas, neradot neatgriezeniskus audu bojājumus. Tas darbojas kā preventīvs lauks, kam ir teorētisks pielietojums pūļa kontrolē, lai novērstu nemierus vai neļautu ienaidnieka karavīriem vai civiliedzīvotājiem tuvoties militārām iekārtām un notriektām lidmašīnām.