Wat is stralingsfysica?
Fysica is de wetenschappelijke studie van materie en energie en hun interactie.Energie, zoals licht, warmte of geluid, dat uit één bron wordt uitgestoten, reist door ruimte of materiaal en wordt vervolgens geabsorbeerd door een ander object, wordt gedefinieerd als straling.Stralingsfysica is de tak van de fysica die de effecten van straling op materie bestudeert.Dit veld heeft een belangrijke rol gespeeld bij het leveren van verbeterde productieprocessen, kernenergie en geavanceerde medische diagnostische en behandelingsopties.
De soorten straling die door fysici bestudeerd zijn, omvatten alfa-, bèta- en gammastralen, neutronen en röntgenfoto's.Alfa's zijn deeltjes die twee protonen en twee verkiezingen bevatten die worden uitgestoten uit de kern van een atoom.Beta's zijn hoge snelheidsdeeltjes die identiek lijken op elektronen.Neutronen zijn de neutrale deeltjes in de kern van alle cellen.Gammastralen worden uitgezonden door de kern en röntgenfoto's zijn het gevolg van energieveranderingen in de kern.
Röntgentechnologie is een van de meest bekende toepassingen van de stralingsfysica en heeft verschillende productietoepassingen.De auto-industrie maakt bijvoorbeeld gebruik van röntgenfoto's van hoge energie om de motorprestaties te evalueren.Röntgenmicroscopen worden gebruikt om stents en katheters tijdens het productieproces te inspecteren, en röntgendiktemeters meten de chemische samenstelling van metaallegeringen.Röntgenradiografie wordt zelfs gebruikt door archeologen om oude artefacten te onderzoeken.
De olie-industrie heeft stralingsfysica-toepassingen gebruikt bij de behandeling en productie van aardolie.Oliemaatschappijen gebruiken een stralingsproces genaamd Radiation Thermal Cracking (RTC) tijdens de productie van ruwe olie, stookolie, TAR en de behandeling van de afvalbijproducten van olie -extractie.RTC heeft een hogere productiesnelheid, lagere kosten en veel lager energieverbruik dan traditionele methoden.Stralingsbehandeling van olie -verontreinigingen biedt een grotere omgevingsbescherming dan andere methoden.Door een proces dat bekend staat als nucleaire splijting, wordt energie geëxtraheerd uit atomen tijdens gecontroleerde nucleaire reacties.Terwijl de Verenigde Staten de grootste hoeveelheid kernenergie produceren, produceert Frankrijk het hoogste percentage van de elektrische voeding van zijn land door kernreactoren.
Het veld dat het meest heeft geprofiteerd van de stralingsfysica, is echter geneeskunde.Door de toepassing van de fysica hebben wetenschappers methoden ontwikkeld om ioniserende straling te gebruiken voor het diagnosticeren en behandelen van medische aandoeningen.Dit omvat niet alleen de traditionele vormen van röntgenfoto's, maar ook echografie, magnetische resonantie beeldvorming (MRI) en nucleaire geneeskunde.
Het merendeel van de nucleaire geneeskunde omvat beeldvorming en gebruikt computers, sensoren en radioactieve materialen die radiofarmaceutische producten worden genoemd.Röntgenfoto's, de oudste vorm van beeldvorming, maakt gebruik van hoogfrequente lichtstralen om afbeeldingen te construeren.Gammastralen hebben zelfs hogere frequenties en worden gebruikt bij nucleaire beeldvorming.Positron -emissietomografie (PET) en enkele fotonemissie -computertomografie (SPECT) zijn twee van de meest gebruikte stukken nucleaire beeldvormingsapparatuur.
Het meest voorkomende gebruik van radiotherapie is de voor behandeling van kankertumoren.Dit omvat meestal het afzetten van röntgenfoto's van hoge energie in de kankercellen.De straling wordt geabsorbeerd door de cel, waardoor deze sterft.Straling wordt over het algemeen aan de tumor geleverd via een externe bron.De uitdaging voor medische fysici is om de straling zodanig te richten dat het minimum aantal gezonde cellen wordt vernietigd.
Stralingbrachytherapie omvat de interne toepassing van stralingsmaterialen.In deze behandeling worden radioactieve "zaden" geïmplanteerd in de buurt van de tumor.De afgifte van straling is traag en de afstand tussen de zaden en tumor is kort genoeg dat de blootstelling van straling aan gezonde cellen beperkt is.
De voordelen van RAdiation Physics kruist verschillende disciplines en industrieën.Bezorgdheid over potentiële uitputting van fossiele brandstoffen maakt de ontwikkeling van kernenergie in veel landen een voortdurende prioriteit.Het gebied van nucleaire geneeskunde explodeert, met nieuwe tests en behandelingen die snel worden ontwikkeld, waardoor de stralingsfysica een discipline is die zal blijven groeien.