입자 빔이란 무엇입니까?

입자 빔은 가속 입자, 일반적으로 하전 입자 (이온)의 빔입니다. 입자 빔의 실제 응용에는 플라즈마 물리학, 음극선 관 텔레비전, 컴퓨터 디스플레이 및 암 치료에서 입자 가속기 ( "아톰 스 매셔")가 포함됩니다. 1980 년대 파티클 빔 무기에 대한 간단한 연구 결과, 레이저 및 기타 직접 에너지 무기가 요즘 주목을 받고 연구비를 확보하면서 이러한 조사는 대부분 중단되었습니다. 입자 빔의 자연스러운 예는 전자가 음으로 하전 된 구름에서 중성지로 점프하는 번개입니다.

대부분의 유형의 입자 빔은 양성자 또는 전자와 같은 하전 입자로 구성됩니다. 하전 입자는 자석을 사용하여 가속하기 쉽기 때문입니다. 대부분의 입자 빔은 일련의 장치를 통해 입자 스트림을 실행하여 만들어지며, 각 장치는 상당한 속도로 가속 될 때까지 빔에 약간의 덩어리를 부여합니다. 일부 입자 가속기에서이 속도는 빛의 속도의 99.999 %가 될 수 있습니다. 전자로 구성된 입자 빔은 양성자보다 천 배 이상 가벼워서 가장 쉽게 가속 될 수 있기 때문에 가장 빠른 경향이 있습니다.

"입자 빔"이라는 용어는 공상 과학적 느낌을 갖지만 입자 빔은 모든 음극선 관 텔레비전에서 발견됩니다. 경로가 거의 선형이 아니더라도 모든 전기 케이블조차 일종의 전자 입자 빔을 포함하는 것으로 간주 될 수 있습니다. 음극선 관 텔레비전에서, 입자 빔은 전자총에 의해 생성된다. 전자총은 형광 스크린에서 전자를 발사하여 들어오는 입자에 반응하여 불을 밝게하여 그림을 만듭니다.

입자 빔의 혁신적인 사용 중 하나는 방사선 요법에서 입자 빔이 암 세포를 죽 이도록 지시하는 것입니다. 이 접근법의 단점은 건강한 세포의 손상과 과도한 방사선 노출의 위험입니다. 작용 기전은 악성 세포의 DNA를 손상시켜 방사선이 자기 재생 능력을 갖지 못하게하는 방사선입니다. 이러한 유형의 방사선 요법에서 하나의 도전은 혈액 공급을 능가하는 종양 인 저산소 종양의 형성입니다. 높은 수준의 산소를 갖는 종양은 방사선 치료에 산소화 된 조직에 충격을 가하면 수많은 자유 라디칼을 방출하여 암 세포에 2 차 손상을 유발하므로 방사선 요법에 이상적입니다.

세계에서 가장 강력한 입자 빔은 스위스 제네바 근처 LHC (Large Hadron Collider)와 같은 가장 큰 입자 가속기에서 사용되는 것입니다. Large Hadron Collider는 지름 27km (17 마일), 지하 175m (570 피트)의 터널에 있습니다. 약 100 억 달러 (미국 달러)의 비용으로 LHC는 지금까지 제작 된 가장 크고 가장 비싼 기계 중 하나입니다.