离子束

离子束加速器的应用可以分为两大类：确定元素和同位素组成以及材料结构状态的分析方法；材料改性。

一些离子束分析技术依赖来自样品的受激辐射，例如，粒子诱发x射线发射（PIXE）和核反应分析（NRA）方法。这些方法对材料的化学成份或同位素组成分析十分灵敏。其它技术利用样品中离子的散射和反冲来描述材料的化学与结构组成，或者获得元素浓度的深度剖面。

离子束分析方法可用于：

• 确定污染物的来源，如空气中的细小颗粒物或由水输运的沉积物颗粒；
• 描述食品中污染物；
• 获取单个生物细胞的影像；
• 确定组织中的微量元素分布和疾病的机理。

离子束法也可用于文物的非破坏性分析。检查陶瓷和玻璃上的油墨、颜料和釉料的组分，以确定艺术品或考古艺术品的来源。该方法还可以揭示物品的真假，是否曾经被改动，发生腐蚀和恶化的机理以及对所受影响文物的保护。

在材料改性领域，离子束也有用武之处：

• 纳米技术，例如创建纳米结构；
• 半导体和电子设备，例如离子注入，
• DNA修饰，例如诱变植物育种。

离子束也可用于开展辐射与材料之间相互作用的基础研究。许多先进反应堆概念会产生其能量比目前反应堆中子的通量大得多的高通量中子。这些快中子通量对反应堆材料（例如包裹核燃料的包壳）造成的破坏要大得多。核反应产生的气体会加剧包壳的肿胀。高能离子束可加速对材料的损伤速率，使其远超过试验堆所能达到的损伤速率。同时使用两种离子束，可以在材料内部产生氢气和氦气。因此，在反应堆内可能发生的所有主要损伤过程都可以用离子束进行模拟，以快速筛选潜在的候选材料。

全球离子束加速器清单见原子能机构加速器知识门户网站。