Funktionsweise
Von einer Glühkathode emittierte Elektronen, werden in einem elektrischen Feld beschleunigt und letztlich in einem magnetischen Feld abgelenkt, um als aufgefächerter Strahl auf das zu bestrahlende Objekt zu treffen. Die Elektronen werden mittels Linearbeschleuniger oder Ringkreisbeschleuniger auf fast Lichtgeschwindigkeit gebracht. Ein Ringkreisbeschleuniger, oder Rhodotron genannt, baut die stehende Welle mit 8 bis 15 Umlenkmagneten auf und beschleunigt dabei die Elektronen. Es gibt 2 Arten von Beschleunigern, einerseits gepulste Elektronen, werden meist von Linearbeschleunigern emittiert, oder gleichmäßige Elektronenstrahlen. Die austretenden Elektronenstrahlen sind dabei nur linear, was bedeutet, dass die Abschirmung in Form eines Labyrinths ausreicht. Das Austrittsfenster eines Elektronenbeschleunigers nennt man Fenster. Es besteht in der Regel aus einer dünnen Titanfolie (einige my dick). Durch die Bestrahlung von Luft (O2) entsteht Ozon (O3). Elektronenbeschleuniger werden in der Industrie für verschiedenste Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel zur Vernetzung von Gummi (Reifen) und Kunststoffen (Folien, Rohre, Kabelisolationen usw.), zur Trocknung oder Härtung lösemittelfreier Beschichtungen, Lacke, Farben und Kleber usw. Die Energie der Elektronen bestimmt deren Eindringtiefe in das zu behandelnde Material. Niederenergie-Elektronenbeschleuniger werden angeboten mit Beschleunigungsenergien von 70 keV bis 300 keV, Mittelenergie-Beschleuniger mfür 500 keV bis 3 MeV und Hochenergie-Beschleuniger von 3 MeV bis zu maximalen Elektronenenergien von 10 MeV, das ist jener Wert, bei dem noch keine Aktivierung stattfinden kann.
Mögliche Anwendungsgebiete
- Gentechnik
- Materialanalyse
- Sterilisation
- Kunststoffvernetzung (z. B. Kabel oder Dichtungen)
- Vulkanisierung (z. B. Fertigung von Halbprodukten bei der Reifenherstellung)
- Wasserreinigung
- Abluftreinigung
- Lebensmittelbehandlung (z. B. Meerestiere, Hamburgerlaibchen..; in der EU derzeit nicht erlaubt!)
Geschichte
Elektronenbeschleuniger wurden nach dem 2. Weltkrieg als Laborgeräte eingesetzt. Erst durch die Erfindung von Ionen-Getter-Pumpen wurde es Anfang der 90er Jahren möglich, Elektronenbeschleuniger kommerziell einzusetzen. Durch die Problematik von Anthraxsporen in der US-Mail wurde die Technologie von Elektronenbeschleuniger auch weltweit berühmt, da diese Sporen mittels Elektronen abgetötet werden können. In Cern (CH) steht eine andere Anwendung eines großen Elektronenbeschleunigers. Dieser Ringbeschleuniger hat die Aufgabe, durch die Aufbündelung des Lichtes Materialuntersuchungen und Ursprungsanalyse durchzuführen. Als einer der Ziele gilt, die Ausdehnung des Weltalls zu berechnen.
Vorhandene Anlagen
- In Österreich werden in Kremsmünster 2 Elektronenbeschleuniger zur Sterilisation medizinischer Produkte betrieben.
- In Californien und Texas (Anwendung: Lebensmittelbehandlung)
- weltweit gibt es ca. 25 Sterilisationsanlagen, davon 4 in Deutschland und 1 in der Schweiz