ورقة علمية: حول حدود الطاقة لمذبذب الكاثود (المهبط) الظاهري المستخرج محورياً
المؤلفون: إيرنستو نيرا، فيليكس فيغا، شوقي قاسمي، فهد اليافعي
قام الباحثون في معهد الابتكار التكنولوجي في دولة الإمارات العربية المتحدة بإطلاق تصاميم محسنة للأدوات المستخدمة في بناء أجهزة أشعة المجال الكهرومغناطيسي.
تعمل مولدات ""Vircator"" بشكل يشابه أفران الميكروويف ولكنها تولد طاقة أعلى بكثير، إذ تولد أفران الميكروويف 10000 واط من الطاقة، بينما يمكن لمولدات مولدات ""Vircator"" أن تولد أكثر من 40 مليار واط من الطاقة (وإن كان ذلك لفترات وجيزة).
وقد تكون مولدات ""Vircator"" مفيدة في مجموعة متنوعة من المجالات التي تحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة الكهرومغناطيسية
مثل الاتصالات الفضائية والتنقيب الكهرومغناطيسي لمسح آبار النفط واختبار تداخل المجالات الكهرمغنطيسية والتطبيقات الطبية.
درس الباحثون مولدات ""Vircator"" لسنوات عديدة،
ومع ذلك لا يتم استخدام هذه المولدات على نطاق واسع بسبب التكلفة العالية لتشغيلها وكفاءتها المنخفضة، إذ يمكن أن يكلف بناء مولد الـ ""Vircator"" الواحد أكثر من 200,000 دولار أمريكي. وغالباً ما تفقد ما يصل إلى 90٪ من طاقتها، على عكس أفران الميكروويف التي تُرسل معظم الطاقة إلى التدفئة أو طهي الطعام،
ولا شك بأنه ما زال هنالك الكثير من العمل المطلوب لبناء مولدات فعالة وعملية.
وفي هذا الإطار، قال إيرنستو نيرا، كبير الباحثين في مجال الطاقة النبضية في معهد الابتكار التكنولوجي: ""تقدم مولدات Vircator أسئلة أكثر من الإجابات من وجهة نظر علمية في الوقت الحالي"".
إن الكفاءة المنخفضة حالياً لتصميمات مولدات Vircator تحد من مستوى الاستيعاب بداخلها، وكذلك عدم وجود نظرة ثاقبة لمستويات الطاقة القصوى التي يمكنها الوصول إليها يعد جانباً مهماً.
وبالتالي يبحث الباحثون دائماً عن طريقة فعالة لمحاكاة التصميم الجديد قبل البدء ببنائه. ولكن غالباً ما يستغرق الأمر بضعة أيام لمحاكاة أداء تصميم واحد، وقد يتطلب الأمر آلاف المحاولات للحصول على أعلى قوة ممكنة.
ويسمح النموذج الجديد لدى معهد الابتكار التكنولوجي بتحديد خصائص التصميم صاحب الطاقة الأعلى خلال أقل من ثانية. وهذا الأمر يشبه تحديد السرعة القصوى الممكنة من خلال محرك معين في سيارات مختلفة. وعلق نيرا على هذه المسألة، قائلاً: ""قد يسمح لنا ذلك بتوظيف المزيد من مولدات Vircator القوية في هذا المجال مستقبلاً.