什么是一个粒子束？(a particle beam?)
粒子束是一束加速的粒子，通常是带电粒子（离子）。粒子束在现实生活中的应用包括粒子加速器（"原子粉碎机"）、等离子体物理学、阴极射线管电视、计算机显示器和癌症治疗。在20世纪80年代对粒子束武器进行了短暂的研究之后，这种调查大多被放弃，如今激光和其他定向能武器得到了关注和研究经费。粒子束的一个自然例子是闪电，电子从带负电的云层跳到中性地面。
大多数类型的粒子束由质子或电子等带电粒子组成，因为带电粒子很容易用磁铁来加速前进。大多数粒子束是通过让粒子流通过一系列设备而产生的，每一个设备都会对粒子束施加一点推动力，直到它被加速到一个重要的速度。在一些粒子加速器中，这一速度可以达到光速的99.999%。由电子组成的粒子束往往是最快的，因为这些粒子比质子轻一千多倍，因此最容易被加速。
虽然 "粒子束 "这个术语有一种科幻的感觉，但粒子束在所有阴极射线管电视中都能找到。甚至所有的电线都可以被认为包含某种电子粒子束，尽管它们的路径很少是线性的。在阴极射线管电视中，粒子束是由电子枪产生的。电子枪向荧光屏发射电子，荧光屏对射入的粒子作出反应而发光，产生画面。
粒子束的一个创新用途是在放射治疗中，粒子束被定向用于杀死癌细胞。这种方法的缺点是对健康细胞的损害和过度辐射的风险。其作用机制是辐射破坏了恶性细胞的DNA，导致它们不能自我复制。这种类型的放射治疗的一个挑战是低氧肿瘤的形成 -- 肿瘤超出其血液供应。高含氧量的肿瘤是放疗的理想选择，因为用辐射轰击含氧组织会释放大量自由基，对癌细胞造成二次伤害。
世界上最强大的粒子束是那些用于最大的粒子加速器，如瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机（LHC）。大型强子对撞机位于周长27公里（17英里）的隧道中，在地下高达175米（570英尺）。大型强子对撞机的成本约为100亿美元，是有史以来建造的最大和最昂贵的机器之一。
- 发表于 2022-02-09 16:18
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- 分类：科学
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