Кіріспе
Бір бағытта қозғалатын электрлік зарядталған бөлшектердің кеңістіктегі шектеулі тобы. Зарядталған бөлшектер сәулесі – шамамен бірдей орынға, кинетикалық энергияға (соның салдарынан бірдей жылдамдыққа) және бағытқа ие электрлік зарядталған бөлшектердің кеңістіктегі шектеулі тобы. Бөлшектердің кинетикалық энергиясы, қоршаған орта температурасындағы бөлшектердің энергиясынан әлдеқайда жоғары. Зарядталған бөлшектер сәулелерінің жоғары энергиясы мен бағыттылығы оларды бөлшектер физикасының көптеген қолданыстарында пайдалы етеді (Бөлшектер сәулесі#Қолданыстары және Электрондық сәуле технологиясы қараңыз). Мұндай сәулелерді екі негізгі классқа бөлуге болады:
топталмаған сәулелер (ағын сәулелер немесе тұрақты ток сәулелер), оларда сәуле қозғалысы бағытында бойлық құрылым жоқ. топталған сәулелер, онда бөлшектер импульстарға (топтарға) бөлінген. Топталған сәулелер қазіргі заманғы құрылымдарда көбірек кездеседі, себебі ең заманауи бөлшектер үдеткіштеріне үдету үшін топталған сәулелер қажет. Бөлшектердің орналасуы мен импульстарының қалыпты үлестірілуін ескере отырып, зарядталған бөлшектер сәулесі (немесе сәуленің тобы) мыналармен сипатталады:
бөлшектердің түрі, мысалы, электрондар, протондар немесе атом ядролары;
бөлшектердің орташа энергиясы, көбінесе электронвольтпен (әдетте кэВ-тан ГэВ-қа дейін) беріледі;
(орташа) бөлшектер тогы, көбінесе ампермен беріледі;
бөлшектер сәулесінің мөлшері, көбінесе β функциясы арқылы;
сәуле эмитенциясы, сәуле бірнеше фазалық кеңістіктердің бірінде алатын аумақтың өлшемі. Бұл параметрлерді әртүрлі жолдармен беруге болады. Мысалы, ток пен сәуле мөлшерін ток тығыздығына біріктіруге болады, ал ток пен энергияны (немесе сәуле кернеуін V) K = I V−3/2 үдеуіне біріктіруге болады. Бөлшектер үдеткіштерінде басқарыла алатын зарядталған бөлшектер сәулелері электрондық сәулелер, иондық сәулелер және протондық сәулелер болып бөлінеді.
A charged particle beam is a spatially localized group of electrically charged particles that have approximately the same position, kinetic energy (resulting in the same velocity), and direction. The kinetic energies of the particles are much larger than the energies of particles at ambient temperature. The high energy and directionality of charged particle beams make them useful for many applications in particle physics (see Particle beam#Applications and Electron beam technology). Such beams can be split into two main classes:
unbunched beams (coasting beams or DC beams), which have no longitudinal substructure in the direction of beam motion. bunched beams, in which the particles are distributed into pulses (bunches) of particles. Bunched beams are most common in modern facilities, since the most modern particle accelerators require bunched beams for acceleration. Assuming a normal distribution of particle positions and impulses, a charged particle beam (or a bunch of the beam) is characterized by
the species of particle, e. g. electrons, protons, or atomic nuclei
the mean energy of the particles, often expressed in electronvolts (typically keV to GeV)
the (average) particle current, often expressed in amperes
the particle beam size, often using the so called β function
the beam emittance, a measure of the area occupied by the beam in one of several phase spaces. These parameters can be expressed in various ways. For example, the current and beam size can be combined into the current density, and the current and energy (or beam voltage V) can be combined into the perveance K = I V−3/2. The charged particle beams that can be manipulated in particle accelerators can be subdivided into electron beams, ion beams and proton beams.
Жалпы түрлері
Электрондық сәуле немесе катодтық сәуле, мысалы, сканерлік электронды микроскопта немесе Үлкен электронды-позитронды коллайдерде, синхротрон жарық көздерінде немесе үдеткіштерде қолданылады. Протондық сәуле, мысалы, протондық терапияда қолданылатын, Теватрон және Үлкен Адрондық Коллайдер сияқты коллайдерлерде, немесе литографияда протондық сәулемен жазу үшін пайдаланылатын сәулелер. Иондық сәулелер, мысалы, Релятивистік ауыр иондық коллайдерде немесе сирек изотоптық сәулелерді жасау орталығында.