O que é um feixe de elétrons?

Um feixe de elétrons (feixe eletrônico) é uma corrente controlada de elétrons carregados negativamente que são impulsionados a uma alta velocidade. O feixe eletrônico de baixa intensidade mais comum é o tubo de raios de cátodo (CRT) usado em televisores e monitores de computador. Um feixe de elétrons de alta intensidade também pode cortar metal ou calor e fundir diferentes peças de metal em um processo chamado soldagem de feixe de elétrons. A tecnologia de vigas eletrônicas pode ser usada para fabricar peças de precisão para uso nas indústrias aeronáuticas e aeroespaciais, além de esterilizar dispositivos médicos, materiais farmacêuticos, alimentos e até correio.

Com soldagem de feixe de elétrons, uma corrente de alta intensidade de elétrons concentrados é direcionada para a superfície de um material como aço ou titânio. Os elétrons no feixe de soldagem são acelerados para se mover entre 30 e 70 % da velocidade da luz, fornecendo energia para aquecer e derreter o metal. Os benefícios da soldagem por feixe eletrônico são a preservação de um vácuo, uma zona de solda estreita e a ausência da necessidade de um FILLer material para preencher a solda. O feixe aquece as peças e as combina para formar um selo estango do ar. Esse tipo de soldagem tem algumas desvantagens, no entanto, incluindo a produção de raios-X, altos custos de preparação e alto custo de equipamento.

A fabricação de forma livre de feixe de elétrons (EBF3) é um processo aditivo-camada que pode fabricar uma parte a partir de matérias-primas. O processo utiliza um feixe de elétrons de alta intensidade para derreter e reorganizar aço, titânio ou outro metal em uma peça pronta para uso. Essa capacidade de criar peças e ferramentas sob demanda economizaria muito tempo no espaço, eliminando a necessidade de lançamentos caros para transportar peças ou ferramentas pesadas. A tecnologia EBF3 está sendo desenvolvida por várias empresas da indústria aeroespacial e, em 2011, está sendo usada na fabricação do F-35 Joint Strike Fighter.

A bioredução é um processo possibilitado pelo uso de precisãovigas de elétrons controlados para reduzir ou eliminar organismos microbianos sem o uso de produtos químicos tóxicos. Nas indústrias de remessa e correspondência, as vigas eletrônicas de alta energia são transmitidas para e através de cartas, pacotes, envelopes, caixas e outros contêineres. O feixe eletrônico irradia o conteúdo fechado dos recipientes que matam microrganismos. Alguns alimentos, como salada em um saco, que estão prontos para comer sem lavagem, foram irradiados usando um feixe eletrônico antes de serem enviados para supermercados locais. Isso elimina a necessidade de aditivos que possam afetar o sabor ou a viabilidade dos alimentos.

Suprimentos médicos e produtos farmacêuticos também podem ser irradiados com um feixe de elétrons de alta energia, esterilizando-os efetivamente. Um programa de computador direciona a quantidade exata de energia necessária para esterilizar esses itens. Os elétrons matam micróbios e destroem moléculas vitais através de uma reação química indireta causada pela radiação do feixe E. Suprimentos médicos, peças e dispositivos podem ser irradiados WHIle ainda em seus recipientes fechados. O processo e a esterilização resultante são semelhantes ao processo de radiação gama, mas com menos degradação material em produtos farmacêuticos.