Vad är en elektronstråle?
En elektronstråle (e-beam) är en kontrollerad ström av negativt laddade elektroner som drivs med hög hastighet. Den vanligaste e-strålen med låg intensitet är katodstråleröret (CRT) som används i tv-apparater och datorskärmar. En högintensiv elektronstråle kan också skära metall eller värma och smälta olika metallstycken i en process som kallas elektronstrålesvetsning. E-beam-teknik kan användas för att tillverka precisionsdelar för användning inom flyg- och rymdindustrin samt sterilisera medicintekniska produkter, farmaceutiska material, livsmedel och till och med post.
Med elektronstrålesvetsning riktas en högintensiv ström av koncentrerade elektroner på ytan av ett material som stål eller titan. Elektronerna i svetsstrålen påskyndas för att röra sig mellan 30 och 70 procent ljusets hastighet, vilket ger energi att värma och smälta metallen. Fördelarna med e-strålsvetsning är att bevara ett vakuum, en smal svetszon och frånvaron av behovet av ett fyllmaterial för att fylla svetsen. Strålen värmer upp bitarna och kombinerar dem för att bilda en lufttät tätning. Denna typ av svetsning har dock vissa nackdelar, inklusive produktion av röntgenstrålar, höga förberedelseskostnader och höga utrustningskostnader.
Tillverkning av elektronstrålefri form (EBF3) är en lagertillsatssprocess som kan tillverka en del av råmaterial. Processen använder en högintensiv elektronstråle för att smälta och ordna om stål, titan eller annan metall till en klar att använda. Denna förmåga att skapa delar och verktyg på begäran skulle spara mycket tid i rymden, vilket eliminerar behovet av dyra lanseringar för att färja tunga delar eller verktyg. EBF3-teknologin utvecklas vidare av flera företag inom flygindustrin och används 2011 för tillverkning av F-35 Joint Strike Fighter.
Bioreduktion är en process som möjliggörs genom användning av precisionskontrollerade elektronstrålar för att reducera eller eliminera mikrobiella organismer utan användning av giftiga kemikalier. I sjöfarts- och postbranschen strömmar e-strålar med hög energi till och genom brev, paket, kuvert, lådor och andra fraktbehållare. E-strålen bestrålar det oöppnade innehållet i behållarna som dödar mikroorganismer. Vissa livsmedel, som sallad i en påse, som är redo att äta utan tvätt, har bestrålats med hjälp av en e-beam innan de skickas till lokala stormarknader. Detta eliminerar behovet av tillsatser som kan påverka matens smak eller livskraft.
Medicinska förnödenheter och läkemedel kan också bestrålas med en högenergin elektronstråle, vilket effektivt steriliserar dem. Ett datorprogram styr den exakta mängden energi som krävs för att sterilisera dessa artiklar. Elektronerna dödar mikrober och förstör vitala molekyler genom en indirekt kemisk reaktion orsakad av e-strålning. Medicinska förnödenheter, delar och apparater kan bestrålas medan de fortfarande finns i sina oöppnade behållare. Processen och den resulterande steriliseringen liknar gammastrålningsprocessen men med mindre materialnedbrytning i läkemedel.