Co je to radiační fyzika?
Fyzika je vědecké studium hmoty a energie a jejich interakce. Energie, jako je světlo, teplo nebo zvuk, který je emitován z jednoho zdroje, cestuje vesmírem nebo materiálem a poté je absorbován jiným objektem, je definována jako záření. Radiační fyzika je odvětví fyziky, která studuje účinky záření na hmotu. Toto pole bylo nápomocné při poskytování zlepšených výrobních procesů, jaderné energie a pokročilých lékařských diagnostických a léčebných možností. Alfy jsou částice obsahující dva protony a dva volby, které jsou emitovány z jádra atomu. Betas jsou vysokorychlostní částice, které se zdají identické s elektrony. Neutrony jsou neutrální částice v jádru všech buněk. Gama paprsky jsou emitovány jádrem a rentgenové paprsky jsou výsledkem změn energie v jádru.
rentgenová technologie je jednou z nejvíce familhář aplikace radiační fyziky a má několik výrobních aplikací. Například automobilový průmysl používá k vyhodnocení výkonu motoru rentgenové paprsky s vysokou energií. Rentgenové mikroskopy se používají ke kontrole stentů a katétrů během výrobního procesu a měřiče tloušťky rentgenového paprsku měří chemické složení kovových slitin. Rentgenová radiografie používají archeologové dokonce k prozkoumání starověkých artefaktů.
Ropný průmysl využil aplikací pro léčbu a produkci ropy. Ropné společnosti používají radiační proces nazývaný radiační tepelné praskání (RTC) během produkce ropy, topného oleje, dehtu a zpracování vedlejších produktů odpadu extrakce oleje. RTC má vyšší míru výroby, nižší náklady a mnohem nižší spotřebu energie než metody tradice. Radiační ošetření olejových kontaminantů poskytuje větší environmentální bílkovinyction než jiné metody.
Jaderná energie je rostoucí pole, které je založeno na aplikované fyzice záření. Prostřednictvím procesu známého jako jaderné štěpení je energie extrahována z atomů během kontrolovaných jaderných reakcí. Zatímco Spojené státy produkují největší množství jaderné energie, Francie produkuje nejvyšší procento elektrického zásobování jeho národem prostřednictvím jaderných reaktorů.
Pole, které z radiační fyziky těží nejvíce, je však medicína. Prostřednictvím aplikace fyziky si vědci vyvinuli metody používání ionizujícího záření pro diagnostiku a léčbu zdravotních stavů. To zahrnuje nejen tradiční formy rentgenových paprsků, ale také ultrazvukové, magnetické rezonance (MRI) a jadernou medicínu.
Většina jaderné medicíny zahrnuje zobrazování a zaměstnává počítače, senzory a radioaktivní materiály nazývané radiofarmaceutiky. Rentgenové paprsky, nejstarší forma zobrazování, používá k konstrukci obrazu vysokofrekvenční paprsky světlas. Gama paprsky mají ještě vyšší frekvence a používají se při jaderném zobrazování. Positronová emisní tomografie (PET) a jednorázová emisní počítačová tomografie (SPECT) jsou dva z nejpoužívanějších kusů jaderného zobrazovacího zařízení.
Nejběžnějším používáním radiační terapie je pro léčbu rakovinných nádorů. To obvykle zahrnuje ukládání rentgenových paprsků s vysokou energií do rakovinných buněk. Záření je absorbováno buňkou, což způsobí, že zemře. Záření je obecně dodáváno do nádoru prostřednictvím vnějšího zdroje. Výzvou pro lékařské fyziky je nasměrovat záření takovým způsobem, že minimální počet zdravých buněk je zničen.
Radiační brachyterapie zahrnuje vnitřní aplikaci radiačních materiálů. V této léčbě jsou radioaktivní „semena“ implantována poblíž nádoru. Uvolňování záření je pomalé a vzdálenost mezi semeny a nádorem je dostatečně krátká, že vystavení záření zdravým buňkám je omezené.
BENefits radiační fyziky překračují několik disciplín a průmyslových odvětví. Obavy z možného vyčerpání fosilních paliv činí rozvoj jaderné energie v mnoha zemích trvalou prioritou. Pole jaderné medicíny exploduje, přičemž nové testy a léčby se rychle vyvíjejí, což činí fyziku radiační disciplíny, která bude i nadále růst.