Was passiert, wenn ein Elektron aus einem Teilchenbeschleuniger...

[Benedikt]

Hi,

bitte nicht lachen, ist eine ernstgemeinte Frage: Teilchenbeschleuniger wie der des CERN (Schweiz) erzeugen laut Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Elektronenbeschleuniger) Beschleunigungsenergien bis 10MeV (Mega-Elektronenvolt). Da ich mir nicht viel darunter vorstellen kann, außer dass ein eV der Ladung von 1,602*10^-19 Amperesekunden entspricht, bitte ich um Aufklärung:
Was würde passieren, wenn ein so hoch beschleunigtes Teilchen eine Eisenplatte trifft? Reißt das Ding ein Loch, erwärmt sich die Eisenplatte?
Und: Was passiert, wenn ein Elektron dieser Geschwindigkeit einen Menschen trifft oder gar durchschlägt?

MFG,
Benedikt

[pancho]

Nichts, was man mit blosem Auge sehen könnte. Siehst Du an Dir vielleicht irgendwo kleine Einschusslöcher? Die überall vorhandene beta-Strahlung besteht auch aus schnellen Elektronen (weiß nicht mehr, wie schnell). Wenn diese Dinger allerdings in Massen auftreten, wirds irgendwann lustig. Radioaktive Strahlung im Übermaß tut nicht gut und manche benutzen einen Elektronenstrahl zum schweißen von bis zu 30cm dicken Stahlplatten.

[Plutos]

1 eV ist keine Einheit für die Ladung, sondern für die Energie - nämlich genau die Energie, die ein e- nach Durchlaufen einer Potentialdifferenz von 1 V besitzt. Die e- werden also in dem Falle bildlich gesprochen durch eine Spannung von 10MV beschleunigt. 10MV entsprechen ca. 1,6 pJ und somit einer Geschwindigkeit von ca....ok, da muss man wohl relativistisch rechnen, dürfte sich aber irgendwo relativ nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Passieren tut dabei wie schon gesagt eigentlich nichts, interessant wird das erst auf subatomarer Ebene.

[Benedikt]

1 eV ist keine Einheit für die Ladung, sondern für die Energie - nämlich genau die Energie, die ein e- nach Durchlaufen einer Potentialdifferenz von 1 V besitzt. Die e- werden also in dem Falle bildlich gesprochen durch eine Spannung von 10MV beschleunigt. 10MV entsprechen ca. 1,6 pJ und somit einer Geschwindigkeit von ca....ok, da muss man wohl relativistisch rechnen, dürfte sich aber irgendwo relativ nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Passieren tut dabei wie schon gesagt eigentlich nichts, interessant wird das erst auf subatomarer Ebene.
Könne man das ganze nicht einfach über einfache physikalische Gleichungen (Arbeit = Kraft * Weg, Kraft = Masse * Beschleunigung usw.) rechnen?

Es würde einem Menschen also, bildlich gesprochen, nichts ausmachen, sich ans "offene Ende" eines Teilchenbeschleunigers zu stellen?

[Spasstiger]

Könne man das ganze nicht einfach über einfache physikalische Gleichungen (Arbeit = Kraft * Weg, Kraft = Masse * Beschleunigung usw.) rechnen?

Es würde einem Menschen also, bildlich gesprochen, nichts ausmachen, sich ans "offene Ende" eines Teilchenbeschleunigers zu stellen?

Bei hohen Geschwindigkeiten muss man immer relativistisch rechnen, da sich bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeiten die Energie stark erhöht, die benötigt wird, um ein Teilchen mit einer bestimmten Beschleunigung zu beschleunigen.

[Crazy_Chris]

Könne man das ganze nicht einfach über einfache physikalische Gleichungen (Arbeit = Kraft * Weg, Kraft = Masse * Beschleunigung usw.) rechnen?

Es würde einem Menschen also, bildlich gesprochen, nichts ausmachen, sich ans "offene Ende" eines Teilchenbeschleunigers zu stellen?


Wenn du so rechnen würdest dann hätte das Teilchen Überlichgeschwindigkeit. :| Ab einer bestimmten Geschw. (~60% der Lichtgeschw.) muß man relativistisch rechnen damits nicht voll daneben geht.

[Plutos]

Könne man das ganze nicht einfach über einfache physikalische Gleichungen (Arbeit = Kraft * Weg, Kraft = Masse * Beschleunigung usw.) rechnen?

Es würde einem Menschen also, bildlich gesprochen, nichts ausmachen, sich ans "offene Ende" eines Teilchenbeschleunigers zu stellen?

Sagen wir mal so, die Kraft, die die e- auf dich ausüben, oder der Impuls, den sie auf die übertragen etc. würden dir überhaupt nichts ausmachen, das würdest du nichteinmal merken. Was für einen Einfluss übermäßiger Beschuss mit e- auf lebendes Gewebe, Zellen, DNA etc. hat, naja. Pancho hats schon gesagt, ist im Prinzip halt auch nur hochenergetische Betastrahlung, gesund ist das bestimmt nicht.

Crazy_Chris: meistens tut man schon gut daran, ab 0,1c relativistisch zu rechnen - selbst bei 0,5c hast du schon übelste Abweichungen, von >0,6c ganz zu schweigen.

[anorakker]

Es würde einem Menschen also, bildlich gesprochen, nichts ausmachen, sich ans "offene Ende" eines Teilchenbeschleunigers zu stellen?

das "offene ende" gibt es so leider nicht, es sei denn du fühlst im ultrahochvakuum wohl. damit ist die wahrscheinlichkeit, dass dich so ein hochenergetisches teilchen trifft realtiv gering, viel gefährlicher ist die bremstrahlung, die entsteht, wenn solch ein teilchen materie trifft und die energie in em strahlung abgibt (siehe röntgenröhre)