O clístron é um tubo de vácuo que permite realizar amplificações de média e alta potência em banda estreita em microondas.
Sua invenção é geralmente atribuída aos irmãos Russel e Sigurd Varian, em 1937 na Universidade de Stanford .
Em 1939, uma forma mais controlável de clístron foi desenvolvida na Inglaterra por Robert Stutton e foi chamada de "reflexo clístron". Klystrons de energia pode chegar a mais de 1000 k W .
Também foi desenvolvido o supervapotron : tubo de emissão resfriado por vaporização da água, assim como o hipervapotron : resfriamento por alto fluxo de água que permanece no estado líquido para melhor desempenho.
Os clístrons são usados como osciladores ou, mais frequentemente, como amplificadores de micro-ondas. O sinal de RF na entrada de um clístron é amplificado de maneira coerente graças a um feixe de elétrons produzido por um filamento aquecido.
O feixe de elétrons, emitido pelo cátodo aquecido ( emissão termiônica ), é focado por eletrodos onde existe um intenso campo magnético. Ele é então acelerado por uma tensão de aceleração aplicada ao ânodo. O ânodo de controle permite modular a intensidade do feixe e, portanto, determina a corrente do feixe. O feixe passa por uma primeira cavidade ressonante . Esta cavidade é conectada à fonte a ser amplificada e é excitada por esta. Essa excitação gera um campo elétrico variável na cavidade, direcionado paralelamente à direção dos elétrons. Dependendo de quando os elétrons passam pela cavidade, alguns são acelerados e outros ficam mais lentos. A velocidade dos elétrons é então modulada conforme eles passam pela cavidade. Esta modulação de velocidade se transforma em modulação de densidade, ou seja, em modulação de corrente.
O feixe então passa por outras cavidades ressonantes. Eles estão entusiasmados com as variações na corrente do feixe. Quando o feixe passa por essas cavidades, o fenômeno de modulação da velocidade do feixe é amplificado de acordo com o mesmo funcionamento da primeira cavidade. Este mecanismo continua até a cavidade de saída. Ao longo do percurso, o feixe é focalizado graças a bobinas de focalização ( eletroímã ).
Na última cavidade, os elétrons cedem parcialmente sua energia cinética na forma de radiação eletromagnética, que desta vez é recuperada graças a um circuito de sintonia conectado à cavidade.
Os clístrons são usados em particular em radares , aceleradores para radioterapia ou esterilização , estações de transmissão de televisão UHF , estações de transmissão por satélite, aquecimento por microondas ou física de alta energia ( aceleradores de partículas lineares, síncrotrons , ...).