Vật lý bức xạ là gì?

Vật lý là nghiên cứu khoa học về vật chất và năng lượng, và sự tương tác của chúng.Năng lượng, chẳng hạn như ánh sáng, nhiệt hoặc âm thanh, được phát ra từ một nguồn, truyền qua không gian hoặc vật liệu, và sau đó được hấp thụ bởi một vật thể khác, được định nghĩa là bức xạ.Vật lý bức xạ là nhánh vật lý nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ đối với vật chất.Lĩnh vực này là công cụ cung cấp các quy trình sản xuất được cải thiện, năng lượng hạt nhân và các lựa chọn điều trị và chẩn đoán y khoa tiên tiến. Các loại bức xạ được nghiên cứu bởi các nhà vật lý bao gồm alpha, beta và gamma, neutron và tia X.Bảng chữ cái là các hạt chứa hai proton và hai cuộc bầu cử được phát ra từ nhân của một nguyên tử.Betas là các hạt tốc độ cao xuất hiện giống hệt với các electron.Neutron là các hạt trung tính trong nhân của tất cả các tế bào.Tia gamma được phát ra từ nhân và tia X là kết quả của sự thay đổi năng lượng trong nhân.Công nghệ tia X là một trong những ứng dụng quen thuộc nhất của vật lý bức xạ và có một số ứng dụng sản xuất.Ví dụ, ngành công nghiệp ô tô sử dụng tia X năng lượng cao để đánh giá hiệu suất động cơ.Kính hiển vi tia X được sử dụng để kiểm tra stent và ống thông trong quá trình sản xuất và đồng hồ đo độ dày tia X đo thành phần hóa học của hợp kim kim loại.X quang tia X thậm chí còn được các nhà khảo cổ học sử dụng để kiểm tra các cổ vật cổ xưa.

Ngành công nghiệp dầu đã sử dụng các ứng dụng vật lý bức xạ trong điều trị và sản xuất dầu mỏ.Các công ty dầu sử dụng một quy trình bức xạ gọi là vết nứt nhiệt bức xạ (RTC) trong quá trình sản xuất dầu thô, dầu nhiên liệu, TAR và xử lý chất thải phụ của việc khai thác dầu.RTC có tỷ lệ sản xuất cao hơn, chi phí thấp hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống.Xử lý bức xạ của các chất gây ô nhiễm dầu cung cấp bảo vệ môi trường lớn hơn các phương pháp khác.

Năng lượng hạt nhân là một lĩnh vực đang phát triển dựa trên vật lý bức xạ ứng dụng.Thông qua một quá trình được gọi là phân hạch hạt nhân, năng lượng được chiết xuất từ các nguyên tử trong các phản ứng hạt nhân được kiểm soát.Trong khi Hoa Kỳ sản xuất số lượng năng lượng hạt nhân lớn nhất, Pháp tạo ra tỷ lệ cao nhất của quốc gia cung cấp điện thông qua các lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, lĩnh vực này được hưởng lợi nhiều nhất từ vật lý bức xạ, tuy nhiên, là thuốc.Thông qua việc áp dụng vật lý, các nhà khoa học đã phát triển các phương pháp sử dụng bức xạ ion hóa để chẩn đoán và điều trị các điều kiện y tế.Điều này không chỉ bao gồm các dạng tia X truyền thống, mà còn siêu âm, hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) và y học hạt nhân.Phần lớn y học hạt nhân liên quan đến hình ảnh và sử dụng máy tính, cảm biến và vật liệu phóng xạ gọi là dược phẩm phóng xạ.X-quang, dạng hình ảnh lâu đời nhất, sử dụng các tia sáng tần số cao để xây dựng hình ảnh.Tia gamma thậm chí có tần số cao hơn và được sử dụng trong hình ảnh hạt nhân.Chụp cắt lớp phát xạ Positron (PET) và chụp cắt lớp máy tính phát xạ photon đơn (SPECT) là hai trong số các thiết bị hình ảnh hạt nhân được sử dụng rộng rãi nhất.Việc sử dụng xạ trị phổ biến nhất là điều trị các khối u ung thư.Điều này thường liên quan đến việc gửi tia X năng lượng cao vào các tế bào ung thư.Bức xạ được hấp thụ bởi tế bào, khiến nó chết.Bức xạ thường được chuyển đến khối u thông qua một nguồn bên ngoài.Thách thức đối với các nhà vật lý y tế là chỉ đạo bức xạ theo cách mà số lượng tế bào khỏe mạnh bị phá hủy.Trong điều trị này, hạt giống phóng xạ, được cấy ghép gần khối u.Việc giải phóng bức xạ là chậm và khoảng cách giữa hạt và khối u đủ ngắn để phơi nhiễm bức xạ với các tế bào khỏe mạnh bị hạn chế.Vật lý adiation vượt qua một số ngành và ngành công nghiệp.Mối quan tâm về sự suy giảm tiềm năng của nhiên liệu hóa thạch làm cho sự phát triển của năng lượng hạt nhân trở thành ưu tiên đang diễn ra ở nhiều quốc gia.Lĩnh vực y học hạt nhân đang bùng nổ, với các xét nghiệm và phương pháp điều trị mới được phát triển nhanh chóng, biến vật lý bức xạ trở thành một kỷ luật sẽ tiếp tục phát triển.