No abstract

No abstract

Работа посвящена исследованию деструкции верхового сфагнового торфа под возде йствием микроволнового излучения. Для анализа физико-химических процессов создана лабораторная установка на основе коаксиального резонатора-реактора, геометрия которого обеспечивает однородное распределение СВЧ-поля в объеме реактора. В качестве источника СВЧ-излучения использовался промышленный магнетрон с частотой 2,45 ГГц мощностью до 1 кВт. При лабораторных исследованиях с относительно небольшим объемом торфа (~100 г) достоинством созданной установки является возможность быстрого достижения температ уры, необходимой для осуществления реакции пиролиза при относительно малом уровне СВЧ-мощности, который в данных экспериментах составлял около 100 Вт. Анализ полученных в ходе реакции продуктов производился на хромато-масс-спектрометре. Проводимые исследования направлены на создание высокоэффективных экологически чистых технологий переработки биотоплива с высоким выходом горючих газов, пригодных для дальнейшего использования в промышленных энергетических установках, а также получения смолистой фракции для создания легких углеводородов и углеродистого остатка для современных высокоэффективных сорбе нтов. На основе созданной экспериментальной установки проведены исследования мягкого СВЧ-пиролиза торфа при температуре 250 °С в условиях постоянного отвода газообразных продуктов реакции. Получены и проанализированы образцы твердой, жидкой и газовой фаз, представляющие собой ценный углеродистый остаток, маслянистую фракцию и пиролизный газ. В статье анализируется возможность промышленного применения продуктов реакции. Проведено сравнение химического состава продуктов реакции при СВЧ-пиролизе и «традиционном» пиролизе с термическим нагревом. Показано, что в составе выделившихся в процессе СВЧ-пиролиза газов отсутствуют тяжелые ядовитые газы, которые во множестве сопрово ждают процесс «традиционного» термического пиролиза. Снижение количества ядовитых газов улучшает экологическую составляющую производства. Указанное обстоятельство свидетельствует о перспективности СВЧ-пиролиза для промышленной переработки органических материалов.

An electron-optical system for a high-current relativistic Ka-band gyrotron was developed and experimentally tested. The system consists of a coaxial magnetically insulated diode forming a rectilinear hollow beam and an additional short coil (kicker) pumping the transverse electron velocities. An electron beam with a particle energy of 500 keV, a current of 1.5–2 kA, and a pitch-ratio of up to 1 has been produced. The beam is intended for a gyrotron with the output power of 200 MW. The measured beam characteristics are in good agreement with the results of calculations. The influence of the beam and gyrotron cavity axis misalignment on gyrotron operation is analyzed using PIC simulations.

621.385.6 We study operation of a relativistic backward-wave oscillator driven by an external electromagnetic signal. Such operation regimes as hard excitation of self-oscillations and amplification of the external signal are implemented experimentally. The conditions for possible synchronization of the relativistic backward-wave oscillator by an external signal is discussed. The possibility of accelerating the onset of oscillations by the action of an external signal is confirmed experimentally. The conditions of realization of the amplification regime and the main effects, which limit the amplification coefficient, are determined. The obtained results can be used to optimize the parameters of generators and amplifiers based on relativistic backward-wave oscillators.