एक कण बीम
एक कण किरण त्वरित कणों का एक किरण है, आमतौर पर आवेशित कण (आयन)। एक कण किरण के वास्तविक जीवन के अनुप्रयोगों में कण त्वरक ("एटम स्मैशर्स"), प्लाज्मा भौतिकी में, कैथोड-रे ट्यूब टीवी, कंप्यूटर डिस्प्ले, और कैंसर चिकित्सा में शामिल हैं। 1980 के दशक में कण बीम हथियार में शोध की एक संक्षिप्त हड़बड़ाहट के बाद, इस तरह की जांच ज्यादातर गिरा दी गई थी, आजकल लेजर और अन्य निर्देशित ऊर्जा हथियारों पर ध्यान और अनुसंधान डॉलर मिलते हैं। एक कण किरण का एक प्राकृतिक उदाहरण बिजली होगा, जहां इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक चार्ज किए गए बादलों से तटस्थ जमीन पर एक छलांग लगाते हैं।
अधिकांश प्रकार के कण किरणों में आवेशित कण जैसे प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉन होते हैं, क्योंकि आवेशित कण मैग्नेट का उपयोग करने के साथ-साथ तेजी लाने में आसान होते हैं। अधिकांश कण बीम उपकरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से कणों की एक धारा को चलाने के द्वारा बनाए जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक बीम को थोड़ा कुहनी से हलका धक्का देता है, जब तक कि यह एक महत्वपूर्ण गति को त्वरित नहीं करता है। कुछ कण त्वरक में, यह गति प्रकाश की गति के 99.999% के बराबर हो सकती है। इलेक्ट्रॉनों से बने कण मुस्कराते हुए सबसे तेज होते हैं, क्योंकि ये कण प्रोटॉन की तुलना में एक हजार गुना अधिक हल्के होते हैं और इस तरह सबसे आसानी से त्वरित किए जा सकते हैं।
हालांकि "कण बीम" में एक विज्ञान-फाई महसूस होता है, कण बीम सभी कैथोड रे ट्यूब टीवी में पाए जाते हैं। यहां तक कि सभी विद्युत केबलों में एक प्रकार का इलेक्ट्रॉन कण बीम होता है, भले ही उनका मार्ग शायद ही रैखिक हो। कैथोड रे ट्यूब टेलीविज़न में, एक कण किरण एक इलेक्ट्रॉन बंदूक द्वारा निर्मित होती है। इलेक्ट्रॉन बंदूक एक फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर इलेक्ट्रॉनों को आग लगाती है, जो आने वाले कणों की प्रतिक्रिया में रोशनी पैदा करती है, एक तस्वीर का निर्माण करती है।
कण बीम का एक अभिनव उपयोग विकिरण चिकित्सा में है, जहां एक कण किरण को कैंसर कोशिकाओं को मारने के लिए निर्देशित किया जाता है। इस दृष्टिकोण का नकारात्मक पक्ष स्वस्थ कोशिकाओं को नुकसान और अतिरिक्त विकिरण जोखिम का जोखिम है। क्रिया का तंत्र घातक कोशिकाओं के डीएनए को नुकसान पहुंचाने वाला विकिरण है, जिससे वे स्व-प्रजनन करने में असमर्थ हो जाते हैं। इस तरह के विकिरण चिकित्सा में एक चुनौती कम ऑक्सीजन ट्यूमर का गठन है - ट्यूमर जो अपने रक्त की आपूर्ति को बढ़ाते हैं। ऑक्सीजन के उच्च स्तर वाले ट्यूमर विकिरण चिकित्सा के लिए आदर्श होते हैं, क्योंकि विकिरण के साथ ऑक्सीजन युक्त ऊतक पर बमबारी से कई मुक्त कण निकलते हैं जो कैंसर कोशिकाओं को माध्यमिक नुकसान पहुंचाते हैं।
दुनिया में सबसे शक्तिशाली कण बीम हैं, जिनका उपयोग सबसे बड़े कण त्वरक में किया जाता है, जैसे कि जिनेवा, स्विट्जरलैंड के पास लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (LHC)। लार्ज हैड्रोन कोलाइडर 27 किमी (17 मील) की परिधि में एक सुरंग में स्थित है, जहां 175 मीटर (570 फीट) भूमिगत है। लगभग 10 बिलियन अमेरिकी डॉलर (अमेरिकी डॉलर) की लागत पर, एलएचसी अब तक निर्मित सबसे बड़ी और सबसे महंगी मशीनों में से एक है।
