離子束

離子束加速器的應用可以分為兩大類：確定元素和同位素組成以及材料結構狀態的分析方法；材料改性。

一些離子束分析技術依賴來自樣品的受激輻射，例如，粒子誘發x射線發射（PIXE）和核反應分析（NRA）方法。這些方法對材料的化學成份或同位素組成分析十分靈敏。其它技術利用樣品中離子的散射和反沖來描述材料的化學與結構組成，或者獲得元素濃度的深度剖面。

離子束分析方法可用于：

• 確定污染物的來源，如空氣中的細小顆粒物或由水輸運的沉積物顆粒；
• 描述食品中污染物；
• 獲取單個生物細胞的影像；
• 確定組織中的微量元素分布和疾病的機理。

離子束法也可用于文物的非破壞性分析。檢查陶瓷和玻璃上的油墨、顏料和釉料的組分，以確定藝術品或考古藝術品的來源。該方法還可以揭示物品的真假，是否曾經被改動，發生腐蝕和惡化的機理以及對所受影響文物的保護。

在材料改性領域，離子束也有用武之處：

• 納米技術，例如創建納米結構；
• 半導體和電子設備，例如離子注入，
• DNA修飾，例如誘變植物育種。

離子束也可用于開展輻射與材料之間相互作用的基礎研究。許多先進反應堆概念會產生其能量比目前反應堆中子的通量大得多的高通量中子。這些快中子通量對反應堆材料（例如包裹核燃料的包殼）造成的破壞要大得多。核反應產生的氣體會加劇包殼的腫脹。高能離子束可加速對材料的損傷速率，使其遠超過試驗堆所能達到的損傷速率。同時使用兩種離子束，可以在材料內部產生氫氣和氦氣。因此，在反應堆內可能發生的所有主要損傷過程都可以用離子束進行模擬，以快速篩選潛在的候選材料。

全球離子束加速器清單見原子能機構加速器知識門戶網站。