Co to jest fizyka promieniowania?

Fizyka jest naukowym badaniem materii i energii oraz ich interakcji.Energia, taka jak światło, ciepło lub dźwięk, który jest emitowany z jednego źródła, podróżuje przez przestrzeń lub materiał, a następnie jest wchłaniany przez inny obiekt, jest definiowana jako promieniowanie.Fizyka promieniowania jest gałęzią fizyki, która bada wpływ promieniowania na materię.Ta dziedzina odegrała kluczową rolę w zapewnieniu lepszych procesów produkcyjnych, energii jądrowej oraz zaawansowanych opcji diagnostyki i leczenia medycznego.

Rodzaje promieniowania badanych przez fizyków obejmują promienie alfa, beta i gamma, neutrony i promieniowanie rentgenowskie.Alfy to cząstki zawierające dwa protony i dwa wybory, które są emitowane z jądra atomu.Betas to cząsteczki dużej prędkości, które wydają się identyczne z elektronami.Neutrony są neutralnymi cząsteczkami w jądrze wszystkich komórek.Promienie gamma są emitowane przez jądro, a promieniowanie rentgenowskie są wynikiem zmian energii w jądrze.

Technologia rentgenowska jest jedną z najbardziej znanych zastosowań fizyki promieniowania i ma kilka zastosowań produkcyjnych.Na przykład przemysł motoryzacyjny wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie o wysokiej energii do oceny wydajności silnika.Mikroskopy rentgenowskie są używane do kontroli stentów i cewników podczas procesu produkcyjnego, a wskaźniki grubości rentgenowskiej mierzą skład chemiczny stopów metali.Radiografia rentgenowska jest nawet wykorzystywana przez archeolodzy do badania starożytnych artefaktów.

Przemysł naftowy zastosował zastosowania fizyki promieniowania w leczeniu i produkcji ropy naftowej.Firmy naftowe stosują proces promieniowania zwany pęknięciem termicznym promieniowania (RTC) podczas produkcji ropy naftowej, oleju opałowego, smoły i oczyszczania produktów ubocznych odpadów ekstrakcji oleju.RTC ma wyższą szybkość produkcji, niższe koszty i znacznie niższe zużycie energii niż metody tradycyjne.Przetwarzanie radioterapii zanieczyszczeń olejowych zapewnia większą ochronę środowiska niż inne metody.

Energia jądrowa jest rozwijającą się dziedziną opartą na fizyce promieniowania stosowanej.Poprzez proces znany jako rozszczepienie jądrowe energia jest ekstrahowana z atomów podczas kontrolowanych reakcji jądrowych.Podczas gdy Stany Zjednoczone wytwarzają największą ilość energii jądrowej, Francja wytwarza najwyższy odsetek zaopatrzenia elektrycznego swojego kraju poprzez reaktory jądrowe.

Pole, które najbardziej skorzystało z fizyki promieniowania, jest jednak medycyna.Poprzez zastosowanie fizyki naukowcy opracowali metody stosowania promieniowania jonizującego do diagnozowania i leczenia schorzeń.Obejmuje to nie tylko tradycyjne formy promieni rentgenowskich, ale także ultradźwięki, obrazowanie rezonansu magnetycznego (MRI) i medycyny nuklearne.

Większość medycyny nuklearnej obejmuje obrazowanie i wykorzystuje komputery, czujniki i materiały radioaktywne zwane radiofarmaceutykami.Promienie rentgenowskie, najstarsza forma obrazowania, wykorzystuje promienie światła o wysokiej częstotliwości do konstruowania obrazów.Promienie gamma mają jeszcze wyższe częstotliwości i są stosowane w obrazowaniu jądrowym.Tomografia emisyjna pozytronowa (PET) i tomografia komputerowa z emisją pojedynczych fotonów (SPECT) to dwa z najczęściej używanych elementów urządzeń do obrazowania jądrowego.

Najczęstszym zastosowaniem radioterapii jest leczenie guzów rakowych.Zazwyczaj obejmuje to osadzanie promieni rentgenowskich o wysokiej energii do komórek rakowych.Promieniowanie jest wchłaniane przez komórkę, powodując, że umiera.Promieniowanie jest ogólnie dostarczane do guza przez źródło zewnętrzne.Wyzwanie dla fizyków medycznych polega na kierowaniu promieniowaniem w taki sposób, że minimalna liczba zdrowych komórek jest niszczona. Brachyterapia promieniowania obejmuje wewnętrzne zastosowanie materiałów promieniowania.W tym leczeniu radioaktywne „nasiona” są wszczepiane w pobliżu guza.Uwalnianie promieniowania jest powolne, a odległość między nasionami a guzem jest wystarczająco krótka, aby ekspozycja na promieniowanie na zdrowe komórki jest ograniczona.

Korzyści z r rFizyka adiacji przekracza kilka dyscyplin i branż.Obawy dotyczące potencjalnego wyczerpania paliw kopalnych sprawiają, że rozwój energii jądrowej jest trwającym priorytetem w wielu narodach.Dziedzina medycyny nuklearnej eksploduje, a nowe testy i zabiegi są szybko rozwijane, co sprawia, że fizyka promieniowania jest dyscypliną, która będzie nadal rosła.