Was ist ein Partikelstrahl?
Ein Partikelstrahl ist ein Strahl von beschleunigten Partikeln, normalerweise geladene Partikel (Ionen). Zu den realen Anwendungen eines Partikelstrahls gehören Partikelbeschleuniger ("Atom Smashers"), in der Plasma-Physik, in der Kathoden-Ray-Röhrenfernseher, in Computer-Displays und in Krebstherapien. Nach einer kurzen Erforschung der Partikelstrahlwaffen in den 1980er Jahren wurden solche Untersuchungen größtenteils fallen gelassen, wobei Laser und andere gerichtete Energiewaffen heutzutage die Aufmerksamkeit und die Forschungsgelder erhielten. Ein natürliches Beispiel für einen Partikelstrahl wäre ein Blitz, bei dem Elektronen von negativ geladenen Wolken bis zum neutralen Boden springen. Die meisten Partikelstrahlen werden erzeugt, indem ein Partikelstrom durch eine Reihe von Geräten geleitet wird, von denen jeder dem Strahl etwas anstupsen, bis sie zu einer erheblichen Geschwindigkeit beschleunigt wird. In einigen PartiCLE -Beschleuniger, diese Geschwindigkeit kann bis zu 99,999% der Lichtgeschwindigkeit betragen. Partikelstrahlen, die aus Elektronen bestehen
Obwohl der Begriff "Partikelstrahl" ein Science-Fi-Gefühl hat, befinden sich Partikelstrahlen in allen Kathoden-Röhrenfernsehern. Sogar alle elektrischen Kabel können eine Art Elektronenpartikelstrahl enthalten, obwohl ihr Weg selten linear ist. In einem Kathodenstrahlrohrfernseher wird ein Partikelstrahl von einer Elektronenpistole erzeugt. Die Elektronenpistole feuert Elektronen auf einem fluoreszierenden Bildschirm aus, der als Reaktion auf die eingehenden Partikel aufleuchtet und ein Bild erzeugt.
Eine innovative Verwendung von Partikelstrahlen befindet sich in der Strahlentherapie, bei der ein Partikelstrahl gerichtet ist, um Krebszellen abzutöten. Der Nachteil dieses Ansatzes ist Schädigung gesunder Zellen und derRisiko einer Exposition gegenüber überschüssigen Strahlen. Der Wirkungsmechanismus ist die Strahlung, die die DNA von malignen Zellen schädigt, und führt dazu, dass sie zur Selbstreproduzierung nicht in der Lage sind. Eine Herausforderung in dieser Art von Strahlentherapie ist die Bildung von Tumoren mit niedrigem Sauerstoff-Tumoren, die ihrer Blutversorgung auswachsen. Tumore mit hohen Sauerstoffniveaus sind ideal für die Strahlentherapie, da das Bombardieren des Sauerstoffgewebes mit Strahlung zahlreiche freie Radikale freigibt, die sekundäre Schäden an Krebszellen verursachen.
Die leistungsstärksten Partikelstrahlen der Welt sind diejenigen, die in den größten Partikelbeschleunigern verwendet werden, wie der große Hadron -Kollider (LHC) in der Nähe von Genf, Schweiz. Der große Hadron -Kollider liegt in einem Tunnel 27 km im Umfang, bis zu 175 m (570 Fuß) unter der Erde. Bei einem Preis von etwa 10 Milliarden US -Dollar (US -Dollar) ist der LHC eine der größten und teuersten Maschinen, die jemals gebaut wurden.