Пучок заряженных частиц - Charged particle beam

А пучок заряженных частиц представляет собой пространственно локализованную группу электрически заряженный частицы которые имеют примерно одинаковое положение, кинетическая энергия (в результате скорость ) и направление. В кинетическая энергия частиц много больше, чем энергии частиц при температура окружающей среды. Высокая энергия и направленность пучков заряженных частиц делают их полезными для приложений (см. Использование пучка частиц и Электронно-лучевая технология ).

Такие балки можно разделить на два основных класса:

1. несгруппированные балки (береговые лучи^[1] или же Лучи постоянного тока), не имеющие продольной подструктуры в направлении движения балки.
2. сгруппированные балки, в котором частицы распределяются по импульсам (сгусткам) частиц. Сгруппированные пучки наиболее распространены в современных установках, так как самые современные концепции ускорителей требуют сгруппированных пучков для ускорения.^[2]

Если предположить нормальное распределение положения частиц и импульсов пучок заряженных частиц (или пучок пучка) характеризуется^[3]

• вид частицы, например электроны, протоны, или же атомные ядра
• значение энергия частиц, часто выражается в электронвольт (обычно кэВ в ГэВ)
• (средний) ток частиц, часто выражаемый в амперы
• размер пучка частиц, часто с использованием так называемого β-функция
• в излучательная способность луча, мера площади, занимаемой лучом в одном из нескольких фазовые пространства.

Эти параметры могут быть выражены по-разному. Например, ток и размер луча можно объединить в плотность тока, а ток и энергию (или напряжение пучка V) можно объединить в первеанс K = я V^−3/2.

Заряженный пучки частиц которым можно манипулировать в ускорители частиц можно разделить на электронные лучи, ионные пучки и пучки протонов.

Общие типы

• Электронный луч, или электронно-лучевая, например, в растровый электронный микроскоп или в ускорителях, таких как Большой электрон-позитронный коллайдер или же Источники синхротронного света.
• Пучок протонов, например, пучки, используемые в протонная терапия, на таких коллайдерах, как Теватрон и Большой адронный коллайдер, или для запись пучка протонов в литографии.
• Ионные пучки, например, на Релятивистский коллайдер тяжелых ионов или незавершенное строительство Установка для пучков редких изотопов.

Рекомендации

1. Ruggiero, F; Томасхаузен, Дж (июнь 2005 г.), CERN Accelerator School: Базовый курс по общей физике ускорителей, п. 296, г. Дои:10.5170 / CERN-2005-004, ЦЕРН-2005-004, получено 2017-11-14
2. Эдвардс, Д.А.; Syphers, M.J. (1993). Введение в физику ускорителей высоких энергий. Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH. ISBN  9780471551638.
3. Хамфрис, Стэнли (1990). Пучки заряженных частиц (PDF). Нью-Йорк: Wiley-Interscience. ISBN  9780471600145.