ในฟิสิกส์เครื่องเร่งอนุภาคการระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนเป็นกระบวนการทางกายภาพเพื่อลดค่าemittanceของลำแสงอนุภาคประจุ^{[ 1 ] [ 2 ]} ("การระบายความร้อน") โดยการส่งผ่านอนุภาคผ่านวัสดุบางชนิด ลดโมเมนตัมของอนุภาคเมื่อแตกตัวเป็นไอออนอิเล็กตรอนอะตอมในวัสดุ ดังนั้น ค่า emittance ของลำแสงปกติจึงลดลง โดยการเร่งลำแสงอีกครั้ง เช่น ในโพรง RF โมเมนตัมตามแนวยาวอาจได้รับการฟื้นฟูโดยไม่ต้องเปลี่ยนโมเมนตัมตามแนวขวาง ดังนั้น การกระจายเชิงมุมโดยรวมและค่า emittance ทางเรขาคณิตในลำแสงจะลดลง

การระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนอาจถูกทำลายได้ด้วยกระบวนการทางกายภาพแบบสุ่มการกระเจิงแบบคูลอมบ์ หลายครั้ง ของมิวออนรวมถึงการกระเจิง นิวเคลียร์ ของโปรตอนและไอออนอาจลดการระบายความร้อนหรือแม้กระทั่งนำไปสู่ความร้อนสุทธิในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของลำแสง นอกจากนี้ การกระจัดกระจายของพลังงานยังสามารถทำให้เกิดความร้อนในทิศทางขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของลำแสงได้

การใช้งานหลักของการระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนนั้นคาดว่าจะใช้ในการระบายความร้อนของลำแสงมิวออน เนื่องจากเป็นการระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนเพียงวิธีเดียวที่ใช้ได้ผลในช่วงเวลาอายุขัยของมิวออน ช่องระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในโรงงานผลิตนิวตริโนและเครื่องเร่งอนุภาคมิวออนการระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนของมิวออนได้รับการสาธิตเป็นครั้งแรกโดยการทดลองระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนของมิวออนระหว่างประเทศ (MICE) ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} การทดลองระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนของมิวออนอื่นๆ ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

นอกจากนี้ ยังมีการเสนอให้ใช้การระบายความร้อนด้วยการแตกตัวเป็นไอออนในลำแสงไอออนพลังงานต่ำและลำแสงโปรตอนด้วย

เทคนิคนี้สามารถปรับใช้เพื่อให้เกิดการระบายความร้อนทั้งในแนวยาวและแนวขวางได้ โดยใช้แม่เหล็กไดโพลเป็นปริซึมกระจายแสงเพื่อแบ่งอนุภาคตามพลังงาน จากนั้นจึงส่งลำแสง "สีรุ้ง" ที่ได้ผ่านวัสดุระบายความร้อนรูปทรงลิ่มเรียว ดังนั้น อนุภาคที่เคลื่อนที่เร็วจะเย็นลงมากกว่า และอนุภาคที่เคลื่อนที่ช้าจะเย็นลงน้อยกว่า วิธีที่ง่ายกว่าคือการเติมวัสดุระบายความร้อนลงในไดโพลโดยตรง เพื่อให้อนุภาคที่มีพลังงานสูงกว่าซึ่งเคลื่อนที่ในวงโคจรที่ยาวกว่าจะเย็นลงมากกว่า

• การระบายความร้อนด้วยลำแสงอนุภาค