¿Qué es un haz de electrones?

Un haz de electrones (haz de electrones) es una corriente controlada de electrones cargados negativamente que son propulsados ​​a una alta velocidad. El haz electrónico de baja intensidad más común es el tubo de rayos catódicos (TRC) utilizado en televisores y monitores de computadora. Un haz de electrones de alta intensidad también puede cortar metal o calor y fusionar diferentes piezas de metal en un proceso llamado soldadura por haz de electrones. La tecnología E-beam se puede utilizar para fabricar piezas de precisión para su uso en la industria aeronáutica y aeroespacial, así como para esterilizar dispositivos médicos, materiales farmacéuticos, alimentos e incluso correo.

Con la soldadura por haz de electrones, una corriente de alta intensidad de electrones concentrados se dirige a la superficie de un material como el acero o el titanio. Los electrones en el haz de soldadura se aceleran para moverse entre 30 y 70 por ciento de la velocidad de la luz, proporcionando la energía para calentar y fundir el metal. Los beneficios de la soldadura por haz electrónico son la preservación del vacío, una zona de soldadura estrecha y la ausencia de la necesidad de un material de relleno para llenar la soldadura. La viga calienta las piezas y las combina para formar un sello hermético. Sin embargo, este tipo de soldadura tiene algunas desventajas, incluida la producción de rayos X, los altos costos de preparación y el alto costo del equipo.

La fabricación de forma libre de haz de electrones (EBF3) es un proceso de aditivo de capa que puede fabricar una parte a partir de materias primas. El proceso utiliza un haz de electrones de alta intensidad para fundir y reorganizar acero, titanio u otro metal en una pieza lista para usar. Esta capacidad de crear piezas y herramientas a pedido ahorraría una gran cantidad de tiempo en el espacio, eliminando la necesidad de lanzamientos costosos para transportar piezas o herramientas pesadas. La tecnología EBF3 está siendo desarrollada por varias compañías en la industria aeroespacial y, en 2011, se está utilizando en la fabricación del F-35 Joint Strike Fighter.

La bioreducción es un proceso hecho posible mediante el uso de haces de electrones controlados con precisión para reducir o eliminar organismos microbianos sin el uso de productos químicos tóxicos. En las industrias de envío y envío, los haces electrónicos de alta energía se transmiten a través de cartas, paquetes, sobres, cajas y otros contenedores de envío. El rayo e irradia los contenidos sin abrir de los contenedores que matan los microorganismos. Algunos alimentos, como la ensalada en una bolsa, que está lista para comer sin lavar, se irradiaron con un rayo electrónico antes de enviarse a los supermercados locales. Esto elimina la necesidad de aditivos que puedan afectar el sabor o la viabilidad de los alimentos.

Los suministros médicos y los productos farmacéuticos también pueden irradiarse con un haz de electrones de alta energía, esterilizándolos efectivamente. Un programa de computadora dirige la cantidad exacta de energía necesaria para esterilizar estos elementos. Los electrones matan microbios y destruyen moléculas vitales a través de una reacción química indirecta causada por la radiación del haz electrónico. Los suministros, piezas y dispositivos médicos pueden irradiarse mientras permanecen en sus contenedores sin abrir. El proceso y la esterilización resultante es similar al proceso de radiación gamma pero con menos degradación del material en productos farmacéuticos.