입자 빔
Particle beam |
입자 빔은 하전 입자 또는 중성 입자의 흐름입니다.입자 가속기에서, 이 입자들은 빛의 속도에 가까운 속도로 움직일 수 있습니다.하전입자빔과 중성입자빔의 생성과 제어는 전자성에 기초한 소자로는 1종류만 충분히 조작할 수 있기 때문에 차이가 있다.입자 가속기를 사용하여 높은 운동 에너지에서 하전 입자 빔의 조작과 진단은 가속기 물리학의 주요 주제이다.
원천
전자, 양전자, 양성자와 같은 하전 입자는 그들의 공통 주변으로부터 분리될 수 있다.이는 열전자 방출 또는 아크 방전을 통해 달성할 수 있습니다.파티클 빔의 소스로 일반적으로 사용되는 장치는 다음과 같습니다.
- 이온원
- 음극선관, 더 구체적으로 말하면 전자총이라고 불리는 부품 중 하나죠.이것은 또한 전통적인 텔레비전과 컴퓨터 화면의 일부이기도 하다.
- 광전효과는 전자총의 일부로서 내장되어 [1]기판으로부터 입자를 분리할 수도 있다.
- 중성자 빔은 예를 들어 베릴륨 물질과 같은 표적에 충격을 주는 에너지 양성자 빔에 의해 생성될 수 있다.(입자 요법 기사 참조)
- 페타와트 레이저를 티타늄 호일에 터뜨려 양성자 [2]빔을 생성합니다.
조작
액셀러레이션
대전된 빔은 높은 공명(때로는 초전도 마이크로파 공동)을 사용하여 더욱 가속될 수 있습니다.이 장치들은 전자장과의 상호작용에 의해 입자를 가속시킨다.중공 거시적 전도 소자의 파장은 무선 주파수(RF) 대역이기 때문에 이러한 캐비티 및 기타 RF 소자의 설계도 가속기 물리학의 일부입니다.
최근 플라즈마 가속은 펄스 고출력 레이저 시스템의 전자파 에너지 또는 다른 하전 입자의 운동 에너지를 사용하여 플라즈마 매체의 입자를 가속할 수 있는 가능성으로 대두되고 있다.이 기술은 현재 개발 중이지만 현재 충분한 품질의 신뢰할 수 있는 빔을 제공할 수 없습니다.
지침.
어느 경우든 빔은 쌍극자석으로 조타되고 4극자석으로 초점이 맞춰집니다.실험에서 원하는 위치와 빔 스폿 크기에 도달하는 최종 목표.
적용들
고에너지 물리학
고에너지 입자 빔은 대규모 시설에서 입자 물리학 실험에 사용됩니다. 가장 일반적인 예는 대형 강입자 가속기와 테바트론입니다.
싱크로트론 복사
전자 빔은 싱크로트론 광원에 사용되어 싱크로트론 방사라고 불리는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 연속 스펙트럼을 가진 X선 방사선을 생성합니다.이 X선 방사선은 다양한 스펙트럼 분석(XAS, XANES, EXAFS, γ-XRF, γ-XRD)을 위한 싱크로트론 광원의 빔라인에서 고체 및 생물학적 물질의 구조와 화학적 사양을 탐색하고 특성화하기 위해 사용된다.
입자 요법
양성자, 중성자 또는 양이온으로 구성된 에너지 입자 빔은 입자 치료에서 암 치료를 위해 사용될 수도 있습니다.
천체 물리학
천체물리학의 많은 현상들은 다양한 종류의 입자 빔에 기인한다.아마도 이들 중 가장 상징적인 것은 가벼운 상대론적 전자빔 때문에 태양 III형 무선 폭발일 것이다.
군사의
비록 입자 빔이 공상 과학 소설에서 지향 에너지 무기 시스템으로 가장 잘 알려져 있지만, 미국 고등 연구 기획국은 1958년에 [3]입자 빔 무기에 대한 연구를 시작했다.이러한 무기의 일반적인 개념은 높은 운동 에너지를 가진 가속된 입자의 흐름으로 목표물을 타격하는 것이고, 이것은 목표물의 원자 또는 분자로 전달된다.이러한 종류의 고출력 빔을 발사하는 데 필요한 힘은 표준 전장 [3]발전소의 생산 능력을 능가하기 때문에, 그러한 무기는 가까운 미래에 생산될 것으로 예상되지 않는다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ T. J. Kauppila et al.(1987), 엑시머 레이저에 의해 조사된 금속 광음극을 이용한 펄스 전자주입자, 1987년 입자 가속기 회의 속행
- ^ 로렌스 리버모어의 페타와트 양성자 빔
- ^ a b Roberds, Richard M. (1984). "Introducing the Particle-Beam Weapon". Air University Review. July–August. Archived from the original on 2012-04-17. Retrieved 2005-01-03.
