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-Smaser), die Plasma-Physik, Kathoden-Strahlen-Röhrendern, 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 Arten von Partikelstrahl bestehen aus geladenen Partikeln wie Protonen oder Elektronen, da geladene Partikel leicht zu beschleunigen sindmit Magneten.Die meisten Partikelstrahlen entstehen, indem ein Partikelstrom durch eine Reihe von Geräten führt, von denen jeder dem Strahl etwas anstupsen, bis sie zu einer erheblichen Geschwindigkeit beschleunigt wird.Bei einigen Partikelbeschleunigern kann diese Geschwindigkeit bis zu 99,999% der Lichtgeschwindigkeit betragen.Partikelstrahlen aus Elektronen sind in der Regel am schnellsten, da diese Partikel mehr als tausendmal heller sind als Protonen und daher am einfachsten beschleunigt werden können.In allen Kathoden -Ruten -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 hergestellt.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 ist in der Strahlentherapie, bei der ein Partikelstrahl zum Abtöten von Krebszellen gerichtet ist.Der Nachteil dieses Ansatzes ist die Beschädigung gesunder Zellen und das Risiko einer Exposition gegenüber überschüssigen Strahlen.Der Wirkungsmechanismus ist die Strahlung, die die DNA von malignen Zellen schädigt, was dazu führt, dass sie nicht in der Lage sind, sich selbst zu reproduzieren.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 Teilchenbeschleunigern verwendet werden, und die in den größten Teilchenbeschleunigern,,,,,,wie der große Hadron Collider (LHC) in der Nähe von Genf, Schweiz.Der große Hadron -Kollider liegt in einem Tunnel 27 km (17 mi) im Umfang, bis zu 175 m (570 Fuß) unter der Erde.Mit einem Preis von etwa 10 Milliarden US -Dollar (US -Dollar) ist der LHC eine der größten und teuersten Maschinen, die jemals gebaut wurden.