Was ist Strahlungsphysik?
Physik ist die wissenschaftliche Untersuchung von Materie und Energie sowie ihrer Interaktion. Energie wie Licht, Wärme oder Schall, die aus einer Quelle emittiert wird, fließt durch Raum oder Material und wird dann von einem anderen Objekt absorbiert, wird als Strahlung definiert. Strahlungsphysik ist der Zweig der Physik, der die Auswirkungen der Strahlung auf die Materie untersucht. Dieses Gebiet war maßgeblich an der Bereitstellung verbesserter Herstellungsprozesse, Kernenergie sowie fortschrittlichen medizinischen Diagnose- und Behandlungsoptionen bereitgestellt. Alphas sind Partikel mit zwei Protonen und zwei Wahlen, die aus dem Kern eines Atoms emittiert werden. Betas sind Hochgeschwindigkeitspartikel, die mit Elektronen identisch erscheinen. Neutronen sind die neutralen Partikel im Kern aller Zellen. Gammastrahlen werden vom Kern emittiert, und Röntgenstrahlen sind ein Ergebnis von Energieveränderungen im Kern.
Röntgen-Technologie ist eine der FAMILügneranwendungen der Strahlungsphysik und verfügt über mehrere Fertigungsanwendungen. Beispielsweise verwendet die Automobilindustrie mit hoher Energie-Röntgenstrahlen, um die Motorleistung zu bewerten. Röntgenmikroskope werden verwendet, um Stents und Katheter während des Produktionsprozesses zu inspizieren, und die Röntgendicke messen die chemische Zusammensetzung von Metalllegierungen. Röntgenradiographie wird sogar von Archäologen verwendet, um alte Artefakte zu untersuchen.
Die Ölindustrie hat Strahlungsphysikanwendungen bei der Behandlung und Herstellung von Erdöl eingesetzt. Ölunternehmen verwenden während der Herstellung von Rohöl, Heizöl, Teer und Behandlung der Abfall -Nebenprodukte der Ölförderung einen Strahlungsprozess, der als Strahlungsthermie Cracking (RTC) bezeichnet wird. RTC hat eine höhere Produktionsrate, niedrigere Kosten und viel geringere Energieverbrauch als Traditionsmethoden. Die Strahlungsbehandlung von Ölverschmutzungen liefert ein größeres Umweltschutzals andere Methoden.
Kernenergie ist ein wachsendes Feld, das auf der angewandten Strahlungsphysik basiert. Durch einen als Kernspalt bezeichneten Prozess wird Energie bei kontrollierten Kernreaktionen aus Atomen extrahiert. Während die Vereinigten Staaten die größte Menge an Kernkraft produzieren, erzeugt Frankreich den höchsten Prozentsatz der elektrischen Versorgung seines Landes durch Kernreaktoren.
Das Feld, das am meisten von der Strahlungsphysik profitiert hat, ist jedoch Medizin. Durch die Anwendung der Physik haben Wissenschaftler Methoden zur Verwendung ionisierender Strahlung zur Diagnose und Behandlung von Erkrankungen entwickelt. Dies umfasst nicht nur die traditionellen Formen von Röntgenstrahlen, sondern auch die Ultraschall, die Magnetresonanztomographie (MRT) und die Kernmedizin.
Der Großteil der Kernmedizin beinhaltet die Bildgebung und verwendet Computer, Sensoren und radioaktive Materialien, die als Radiopharmazeutika bezeichnet werden. Röntgenstrahlen, die älteste Form der Bildgebung, verwendet hochfrequente Lichtstrahlen, um das Bild zu konstruierenS. Gammastrahlen haben noch höhere Frequenzen und werden in der nuklearen Bildgebung eingesetzt. Die Positron -Emissionstomographie (PET) und eine einzelne Photonenemissions -Computertomographie (SPECT) sind zwei der am häufigsten verwendeten Teile der nuklearen Bildgebungsgeräte.
Die häufigste Verwendung der Strahlentherapie ist die Behandlung von Krebstumoren. Dies beinhaltet normalerweise die Ablagerung von Röntgenstrahlen mit hoher Energie in die Krebszellen. Die Strahlung wird von der Zelle absorbiert, wodurch sie stirbt. Die Strahlung wird im Allgemeinen durch eine externe Quelle an den Tumor geliefert. Die Herausforderung für medizinische Physiker besteht darin, die Strahlung so zu lenken, dass die Mindestanzahl von gesunden Zellen zerstört wird.
Strahlungsbrachytherapie beinhaltet die interne Anwendung von Strahlungsmaterialien. In dieser Behandlung werden radioaktive „Samen“ in der Nähe des Tumors implantiert. Die Freisetzung von Strahlung ist langsam und der Abstand zwischen den Samen und dem Tumor ist kurz genug, dass die Strahlungsbelastung gegenüber gesunden Zellen begrenzt ist.
das seinNefits der Strahlungsphysik überschreiten mehrere Disziplinen und Branchen. Bedenken hinsichtlich der möglichen Erschöpfung fossiler Brennstoffe machen die Entwicklung von Kernenergie in vielen Nationen zu einer fortlaufenden Priorität. Das Gebiet der Kernmedizin explodiert, wobei neue Tests und Behandlungen schnell entwickelt werden, wodurch die Strahlungsphysik zu einer Disziplin wird, die weiter wachsen wird.