Ladet partikkelstråle - Charged particle beam
En ladet partikkelstråle er en romlig lokalisert gruppe av elektrisk ladede partikler som har omtrent samme posisjon, kinetisk energi (som resulterer i samme hastighet ) og retning. De kinetiske energiene til partiklene er mye større enn energien til partikler ved omgivelsestemperatur . Den høye energien og retningsevnen til ladede partikkelbjelker gjør dem nyttige for bruksområder (se Particle Beam Usage and Electron beam technology ).
Slike bjelker kan deles i to hovedklasser:
- unbunched bjelker ( kystfart, bjelker eller DC-bjelker ) som ikke har noen langsgående bærekonstruksjon i retning av bjelken bevegelse.
- buntede bjelker , der partiklene er fordelt i pulser (bunter) av partikler. Stempelbjelker er vanligst i moderne fasiliteter, siden de mest moderne gassbegrepskonseptene krever bundede bjelker for akselerasjon.
Forutsatt en normal fordeling av partikkelposisjoner og impulser, er en ladet partikkelstråle (eller en gjeng av bjelken) preget av
- arten av partikkel, f.eks. elektroner , protoner eller atomkjerner
- den gjennomsnittlige energien til partiklene, ofte uttrykt i elektronvolt (typisk keV til GeV)
- (gjennomsnittlig) partikkelstrøm, ofte uttrykt i ampere
- partikkelstrålens størrelse, ofte ved bruk av den såkalte β-funksjonen
- den bjelke emittance , et mål på det området som opptas av strålen i en av flere fase mellomrom .
Disse parametrene kan uttrykkes på forskjellige måter. For eksempel kan strømmen og strålestørrelsen kombineres til strømtettheten , og strømmen og energien (eller strålespenningen V) kan kombineres til gjennomgangen K = I V −3/2 .
De ladede partikkelbjelkene som kan manipuleres i partikkelakseleratorer kan deles inn i elektronstråler , ionebjelker og protonbjelker .
Vanlige typer
- Elektronstråle eller katodestråle , for eksempel i et skannende elektronmikroskop eller i akseleratorer som Large Electron – Positron Collider eller Synchrotron lyskilder .
- Protonstråle, for eksempel bjelkene som brukes i protonterapi , på kollider som Tevatron og Large Hadron Collider , eller til protonstråleskriving i litografi.
- Ionbjelker , som for eksempel på Relativistic Heavy Ion Collider eller under konstruksjonen Facility for Rare Isotope Beams .
referanser
- ^ Ruggiero, F; Thomashausen, J (juni 2005), CERN Accelerator School: Basic Course On General Accelerator Physics , p. 296, doi : 10.5170 / CERN-2005-004 , CERN-2005-004 , hentet 2017-11-14
- ^ Edwards, DA; Syphers, MJ (1993). En introduksjon til fysikken til høye energiacceleratorer . Weinheim, Tyskland: Wiley-VCH. ISBN 9780471551638 .
- ^ Humphries, Stanley (1990). Ladede partikkelbjelker (PDF) . New York: Wiley-Interscience . ISBN 9780471600145 .