Hvad er en elektronstråle?
En elektronstråle (e-beam) er en kontrolleret strøm af negativt ladede elektroner, der drives med en høj hastighed. Den mest almindelige e-stråle med lav intensitet er katodestrålerøret (CRT), der bruges i tv-apparater og computerskærme. En højintensiv elektronstråle kan også skære metal eller varme og smelte sammen forskellige metalstykker i en proces, der kaldes elektronstrålesvejsning. E-bjælketeknologi kan bruges til at fremstille præcisionsdele til brug inden for luftfarts- og rumfartsindustrien samt til sterilisering af medicinsk udstyr, farmaceutiske materialer, mad og endda mail.
Ved elektronstrålesvejsning ledes en højintensiv strøm af koncentrerede elektroner mod overfladen af et materiale som stål eller titan. Elektronerne i svejsestrålen accelereres til at bevæge sig mellem 30 og 70 procent lysets hastighed, hvilket giver energien til at varme og smelte metallet. Fordelene ved svejsning af e-bjælker er bevarelsen af et vakuum, en smal svejsezone og fraværet af behovet for et fyldmateriale til at fylde svejsningen. Strålen opvarmer brikkerne og kombinerer dem sammen for at danne en lufttæt pakning. Denne type svejsning har dog nogle ulemper, herunder produktion af røntgenstråler, høje forberedelsesomkostninger og høje udstyrsomkostninger.
Fremstilling af elektronstrålefri form (EBF3) er en lag-additiv proces, der kan fremstille en del af råmaterialer. Processen anvender en højintensitets elektronstråle til at smelte og omarrangere stål, titan eller andet metal til en klar til brug. Denne evne til at skabe dele og værktøjer på efterspørgsel sparer meget tid i rummet og eliminerer behovet for dyre lanceringer til færge tunge dele eller værktøjer. EBF3-teknologien videreudvikles af flere virksomheder inden for luftfartsindustrien, og i 2011 bruges den til fremstilling af F-35 Joint Strike Fighter.
Bioreduktion er en proces, der er muliggjort ved brug af præcisionsstyrede elektronstråler til at reducere eller eliminere mikrobielle organismer uden brug af giftige kemikalier. I skibs- og postindustrien streames højenergi-e-bjælker til og gennem breve, pakker, kuverter, kasser og andre forsendelsescontainere. E-strålen bestråler det uåbnede indhold i beholderne, der dræber mikroorganismer. Nogle fødevarer, som salat i en pose, som er klar til at spise uden vask, er blevet bestrålet ved hjælp af en e-bjælke, før de sendes til lokale supermarkeder. Dette eliminerer behovet for tilsætningsstoffer, der kan påvirke madens smag eller levedygtighed.
Medicinske forsyninger og lægemidler kan også bestråles med en højenergi-elektronstråle, hvilket effektivt steriliserer dem. Et computerprogram dirigerer den nøjagtige mængde energi, der er nødvendig for at sterilisere disse genstande. Elektronerne dræber mikrober og ødelægger vitale molekyler gennem en indirekte kemisk reaktion forårsaget af e-stråling. Medicinske forsyninger, dele og enheder kan bestråles, mens de stadig er i deres uåbnede containere. Processen og den resulterende sterilisering svarer til gammastrålingsprocessen, men med mindre materiel nedbrydning i farmaceutiske stoffer.