Un faisceau d’électrons (e-beam) est un flux contrôlé d’électrons chargés négativement qui sont propulsés à une vitesse élevée. Le faisceau électronique de faible intensité le plus courant est le tube cathodique (CRT) utilisé dans les téléviseurs et les écrans d’ordinateur. Un faisceau d’électrons à haute intensité peut également couper du métal ou chauffer et fusionner différentes pièces de métal dans un processus appelé soudage par faisceau d’électrons. La technologie des faisceaux électroniques peut être utilisée pour fabriquer des pièces de précision destinées aux industries aéronautique et aérospatiale, ainsi que pour stériliser les dispositifs médicaux, les matériaux pharmaceutiques, les aliments et même le courrier.
Avec le soudage par faisceau d’électrons, un flux d’électrons concentrés à haute intensité est dirigé sur la surface d’un matériau comme l’acier ou le titane. Les électrons du faisceau de soudage sont accélérés pour se déplacer à une vitesse comprise entre 30 et 70 % de la vitesse de la lumière, fournissant l’énergie nécessaire pour chauffer et faire fondre le métal. Les avantages du soudage par faisceau électronique sont la préservation d’un vide, une zone de soudure étroite et l’absence de besoin d’un matériau de remplissage pour remplir la soudure. Le faisceau chauffe les pièces et les combine pour former un joint hermétique. Ce type de soudage présente cependant certains inconvénients, notamment la production de rayons X, des coûts de préparation élevés et un coût d’équipement élevé.
La fabrication de forme libre par faisceau d’électrons (EBF3) est un processus additif de couche qui peut fabriquer une pièce à partir de matières premières. Le processus utilise un faisceau d’électrons à haute intensité pour faire fondre et réorganiser l’acier, le titane ou tout autre métal en une pièce prête à l’emploi. Cette capacité à créer des pièces et des outils à la demande permettrait de gagner beaucoup de temps en espace, éliminant ainsi le besoin de lancements coûteux pour transporter des pièces ou des outils lourds. La technologie EBF3 est en cours de développement par plusieurs entreprises de l’industrie aérospatiale et, en 2011, est utilisée dans la fabrication du F-35 Joint Strike Fighter.
La bioréduction est un processus rendu possible par l’utilisation de faisceaux d’électrons contrôlés avec précision pour réduire ou éliminer les organismes microbiens sans utiliser de produits chimiques toxiques. Dans les secteurs de l’expédition et du courrier, des faisceaux électroniques à haute énergie sont diffusés sur et à travers des lettres, des paquets, des enveloppes, des boîtes et d’autres conteneurs d’expédition. Le faisceau électronique irradie le contenu non ouvert des conteneurs, tuant les micro-organismes. Certains aliments, comme les salades en sachet, qui sont prêtes à être consommées sans être lavées, ont été irradiés à l’aide d’un faisceau électronique avant d’être expédiés vers les supermarchés locaux. Cela élimine le besoin d’additifs qui pourraient affecter le goût ou la viabilité de l’aliment.
Les fournitures médicales et les produits pharmaceutiques peuvent également être irradiés avec un faisceau d’électrons à haute énergie, ce qui les stérilise efficacement. Un programme informatique dirige la quantité exacte d’énergie nécessaire pour stériliser ces articles. Les électrons tuent les microbes et détruisent les molécules vitales par une réaction chimique indirecte provoquée par le rayonnement du faisceau électronique. Les fournitures, pièces et appareils médicaux peuvent être irradiés alors qu’ils sont encore dans leurs contenants non ouverts. Le processus et la stérilisation qui en résulte sont similaires au processus de rayonnement gamma mais avec moins de dégradation des matériaux dans les produits pharmaceutiques.