Qu'est-ce que la physique des radiations?
La physique est l'étude scientifique de la matière et de l'énergie et de leur interaction.L'énergie, telle que la lumière, la chaleur ou le son, qui est émise par une source, se déplace dans l'espace ou le matériau, puis absorbé par un autre objet, est définie comme un rayonnement.La physique des radiations est la branche de la physique qui étudie les effets du rayonnement sur la matière.Ce domaine a contribué à fournir des processus de fabrication améliorés, une énergie nucléaire et des options de diagnostic et de traitement médicales avancées.
Les types de radiations étudiées par les physiciens comprennent les rayons alpha, bêta et gamma, les neutrons et les rayons XLes alphas sont des particules contenant deux protons et deux élections émises par le noyau d'un atome.Les bêtas sont des particules à grande vitesse qui semblent identiques aux électrons.Les neutrons sont les particules neutres dans le noyau de toutes les cellules.Les rayons gamma sont émis par le noyau, et les rayons X sont le résultat de changements énergétiques dans le noyau.
La technologie des rayons X est l'une des applications les plus familières de la physique des radiations et possède plusieurs applications de fabrication.Par exemple, l'industrie automobile utilise des rayons X à haute énergie pour évaluer les performances du moteur.Les microscopes aux rayons X sont utilisés pour inspecter les stents et les cathéters pendant le processus de production, et les jauges d'épaisseur de rayons X mesurent la composition chimique des alliages métalliques.La radiographie aux rayons X est même utilisée par les archéologues pour examiner les artefacts anciens.
L'industrie pétrolière a utilisé des applications de physique de radiation dans le traitement et la production de pétrole.Les compagnies pétrolières utilisent un processus de rayonnement appelé radiothérapie thermique (RTC) lors de la production de pétrole brut, de mazout, du goudron et du traitement des sous-produits des déchets de l'extraction d'huile.RTC a un taux de production plus élevé, un coût plus bas et une consommation d'énergie beaucoup plus faible que les méthodes de tradition.La radiothérapie des contaminants pétroliers offre une plus grande protection de l'environnement que les autres méthodes.
L'énergie nucléaire est un champ croissant qui est basé sur la physique des rayonnements appliqués.Grâce à un processus connu sous le nom de fission nucléaire, l'énergie est extraite des atomes lors de réactions nucléaires contrôlées.Alors que les États-Unis produisent la plus grande quantité d'énergie nucléaire, la France produit le pourcentage le plus élevé de l'approvisionnement électrique de son pays par le biais de réacteurs nucléaires.
Le domaine qui a le plus profité de la physique des radiations, cependant, est la médecine.Grâce à l'application de la physique, les scientifiques ont développé des méthodes d'utilisation des rayonnements ionisants pour diagnostiquer et traiter les conditions médicales.Cela comprend non seulement les formes traditionnelles des rayons X, mais aussi l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la médecine nucléaire.
La majorité de la médecine nucléaire implique l'imagerie et utilise des ordinateurs, des capteurs et des matières radioactives appelées radiopharmaceutiques.Les rayons X, la plus ancienne forme d'imagerie, utilisent des rayons lumineux à haute fréquence pour construire des images.Les rayons gamma ont des fréquences encore plus élevées et sont utilisés dans l'imagerie nucléaire.La tomographie par émission de positrons (TEP) et la tomographie par ordinateur d'émission de photons (SPECT) sont deux des pièces d'équipement d'imagerie nucléaire les plus utilisées.
L'utilisation la plus courante de la radiothérapie est la pour le traitement des tumeurs cancéreuses.Cela implique généralement de déposer des rayons X à haute énergie dans les cellules cancéreuses.Le rayonnement est absorbé par la cellule, la faisant mourir.Le rayonnement est généralement délivré à la tumeur par une source externe.Le défi pour les physiciens médicaux est de diriger la radiation de telle manière que le nombre minimum de cellules saines soit détruite.
La radiothéthérapie implique l'application interne de radiothérapie.Dans ce traitement, les «graines» radioactives sont implantées près de la tumeur.La libération de rayonnement est lente et la distance entre les graines et la tumeur est suffisamment courte pour que l'exposition aux rayonnements à des cellules saines soit limitée.
Les avantages de RLa physique de l'adiation traverse plusieurs disciplines et industries.Les préoccupations concernant la déplétion potentielle des combustibles fossiles font du développement de l'énergie nucléaire une priorité continue dans de nombreux pays.Le domaine de la médecine nucléaire explose, avec de nouveaux tests et traitements rapidement développés, faisant de la physique des radiations une discipline qui continuera de croître.