Hva er Stråling fysikk?

February 3  by Eliza

Fysikk er det vitenskapelige studiet av materie og energi, og deres samspill. Energi, slik som lys, varme eller lyd, som avgis fra en kilde, går gjennom mellomrom eller materiale, og deretter blir absorbert av et annet objekt, er definert som stråling. Strålingsfysikk er den grenen av fysikken som studerer effekten av stråling på saken. Dette feltet har vært medvirkende i å gi bedre produksjonsprosesser, atomenergi, og avanserte diagnostikk og behandling medisinske alternativer.

Former for stråling studert av fysikere inkluderer alfa, beta og gamma stråler, nøytroner og røntgenbilder. Alfa-partikler er partikler som inneholder to protoner og to valg som sendes ut fra kjernen av et atom. Betaversjoner er partikler med høy hastighet som synes identisk med elektroner. Nøytroner er de nøytrale partikler innenfor kjernen av alle celler. Gammastråler som utsendes av kjernen, og røntgenstråler er et resultat av energiendringer i kjernen.

Røntgenteknologi er en av de mest kjente anvendelser av strålingsfysikk, og har flere produksjonsapplikasjoner. For eksempel bruker bilindustrien høyenergi røntgenbilder for å vurdere motorytelse. Røntgenmikroskop benyttes for å inspisere stenter og katetere i produksjonsprosessen, og røntgen tykkelse målere måle den kjemiske sammensetningen av metall-legeringer. X-ray radiografi er også brukt av arkeologer å undersøke gamle gjenstander.

Oljeindustrien har ansatt stråling fysikk programmer i behandling og produksjon av petroleum. Oljeselskaper bruke en strålings prosess som kalles stråle termisk cracking (RTC) under produksjon av råolje, brenselolje, tjære og ved behandling av avfalls biprodukter av oljeutvinning. RTC har en høyere produksjonsrate, lavere kostnader, og mye lavere energiforbruk enn tradisjon metoder. Strålebehandling av oljeforurensninger gir større miljøbeskyttelse enn andre metoder.

Atomenergi er et voksende felt som er basert på anvendt strålingsfysikk. Gjennom en prosess som kalles fisjon, er energi hentet fra atomer under kontrollerte kjernefysiske reaksjoner. Mens USA gir den største mengden av kjernekraft, Frankrike gir høyest prosentandel av landets strømforsyning gjennom kjernefysiske reaktorer.

Feltet som har kommet de fleste av strålefysikk, derimot, er medisin. Gjennom anvendelse av fysikk, har forskere utviklet metoder for å bruke ioniserende stråling for diagnostisering og behandling av medisinske tilstander. Dette inkluderer ikke bare de tradisjonelle former for røntgenbilder, men også ultralyd, magnetisk resonans imaging (MRI) og nukleærmedisin.

Flertallet av nukleærmedisin innebærer bildebehandling og syssels datamaskiner, sensorer og radioaktivt materiale kalt radiofarmaka. X-stråler, den eldste form for bildebehandling, bruker høyfrekvente lysstråler å konstruere bilder. Gammastråler har enda høyere frekvenser, og brukes i kjernefysiske bildebehandling. Positronemisjonstomografi (PET) og singel foton emisjon computertomografi (SPECT) er to av de mest brukte delene av kjernefysisk tenkelig utstyr.

Den mest vanlige bruk av stråleterapi er for behandling av kreftsvulster. Dette innebærer vanligvis innskudds høy energi røntgenbilder inn i kreftcellene. Strålingen blir absorbert av cellen, forårsaker den til å dø. Stråling blir vanligvis levert til tumoren via en ekstern kilde. Utfordringen for medisinske fysikere er å dirigere strålingen på en slik måte at det minste antall friske celler blir ødelagt.

Stråling brachyterapi innebærer intern bruk av stråling materialer. I denne behandlingen, er radioaktive "frø" implantert i nærheten av tumoren. Frigjøringen av strålingen er langsom, og avstanden mellom de frø og tumor er kort nok til at den stråling til friske celler er begrenset.

Fordelene av strålefysikk krysse flere disipliner og bransjer. Bekymringer over potensielle utarming av fossilt brensel gjøre utviklingen av atomenergi en pågå prioritet i mange nasjoner. Nukleær medisin eksploderer, med nye tester og behandlinger som blir utviklet seg raskt, slik at strålingsfysikk en disiplin som vil fortsette å vokse.

  • Strålingsfysikk har medisinske anvendelser, for eksempel lineære akseleratorer som brukes til strålebehandling.
  • I strålingsfysikk, nøytroner er de nøytrale partikler innenfor kjernen av alle celler.
  • Nøytroner kan brukes av nøytron-mikroskop for å lage bilder.