Co to jest wiązka elektronów?
Wiązka elektronowa (wiązka elektronowa) jest kontrolowanym strumieniem ujemnie naładowanych elektronów, które są napędzane z dużą prędkością. Najczęstszą wiązką elektronową o niskiej intensywności jest lampa elektronopromieniowa (CRT) stosowana w telewizorach i monitorach komputerowych. Wiązka elektronów o wysokiej intensywności może również ciąć metal lub ciepło i stapiać różne kawałki metalu w procesie zwanym spawaniem wiązką elektronów. Technologię wiązki elektrycznej można wykorzystać do produkcji precyzyjnych części do zastosowania w przemyśle lotniczym i kosmicznym, a także do sterylizacji urządzeń medycznych, materiałów farmaceutycznych, żywności, a nawet poczty.
Podczas spawania wiązką elektronów strumień skoncentrowanych elektronów o wysokiej intensywności jest kierowany na powierzchnię materiału takiego jak stal lub tytan. Elektrony w wiązce spawalniczej są przyspieszane, aby poruszać się z prędkością od 30 do 70 procent prędkości światła, zapewniając energię do ogrzania i stopienia metalu. Korzyści ze spawania wiązką elektronową to zachowanie próżni, wąska strefa spawania i brak potrzeby wypełniania spoiny materiałem wypełniającym. Wiązka ogrzewa elementy i łączy je ze sobą, tworząc hermetyczne uszczelnienie. Ten rodzaj spawania ma jednak pewne wady, w tym wytwarzanie promieni rentgenowskich, wysokie koszty przygotowania i wysokie koszty sprzętu.
Wytwarzanie bez użycia wiązki elektronów (EBF3) jest procesem addytywnym, który może wytwarzać część z surowców. Proces wykorzystuje wiązkę elektronów o wysokiej intensywności do stopienia i przestawienia stali, tytanu lub innego metalu w część gotową do użycia. Ta zdolność do tworzenia części i narzędzi na żądanie pozwoliłaby zaoszczędzić dużo czasu w przestrzeni, eliminując potrzebę kosztownych uruchomień do transportu ciężkich części lub narzędzi. Technologia EBF3 jest dalej rozwijana przez kilka firm z branży lotniczej i kosmicznej, aw 2011 roku jest wykorzystywana do produkcji F-35 Joint Strike Fighter.
Bioredukcja to proces możliwy dzięki zastosowaniu precyzyjnie kontrolowanych wiązek elektronów w celu ograniczenia lub wyeliminowania organizmów drobnoustrojowych bez użycia toksycznych chemikaliów. W branży wysyłkowej i pocztowej wysokoenergetyczne wiązki elektroniczne są przesyłane strumieniowo do listów, paczek, kopert, pudeł i innych pojemników transportowych. Wiązka elektronowa napromienia nieotwartą zawartość pojemników zabijając mikroorganizmy. Niektóre produkty spożywcze, takie jak sałatka w torbie, która jest gotowa do spożycia bez prania, zostały napromieniowane za pomocą wiązki światła przed wysłaniem do lokalnych supermarketów. Eliminuje to potrzebę stosowania dodatków, które mogłyby wpłynąć na smak lub żywotność żywności.
Materiały medyczne i farmaceutyki można również napromieniowywać wiązką elektronów o wysokiej energii, skutecznie je sterylizując. Program komputerowy kieruje dokładną ilość energii potrzebnej do sterylizacji tych przedmiotów. Elektrony zabijają drobnoustroje i niszczą ważne cząsteczki w wyniku pośredniej reakcji chemicznej wywołanej promieniowaniem wiązki elektronowej. Materiały medyczne, części i urządzenia mogą być napromieniowane, gdy znajdują się w nieotwartych pojemnikach. Proces i wynikowa sterylizacja są podobne do procesu promieniowania gamma, ale z mniejszą degradacją materiału w farmaceutykach.