Fizika yra mokslinis materijos ir energijos bei jų sąveikos tyrimas. Energija, tokia kaip šviesa, šiluma ar garsas, kuri skleidžiama iš vieno šaltinio, keliauja per erdvę ar medžiagą, o vėliau yra sugeriama kito objekto, apibrėžiama kaip spinduliuotė. Radiacinė fizika yra fizikos šaka, tirianti spinduliuotės poveikį medžiagai. Ši sritis buvo naudinga teikiant patobulintus gamybos procesus, branduolinę energiją ir pažangias medicininės diagnostikos ir gydymo galimybes.
Fizikų tyrinėjamos spinduliuotės rūšys yra alfa, beta ir gama spinduliai, neutronai ir rentgeno spinduliai. Alfa yra dalelės, turinčios du protonus ir du rinkimus, kurios išsiskiria iš atomo branduolio. Beta yra didelio greičio dalelės, kurios atrodo identiškos elektronams. Neutronai yra neutralios dalelės visų ląstelių branduolyje. Gama spindulius skleidžia branduolys, o rentgeno spinduliai yra branduolio energijos pokyčių rezultatas.
Rentgeno technologija yra viena iš labiausiai žinomų spinduliuotės fizikos taikomųjų programų ir turi keletą gamybos pritaikymų. Pavyzdžiui, automobilių pramonė naudoja didelės energijos rentgeno spindulius variklio veikimui įvertinti. Rentgeno mikroskopai naudojami stentams ir kateteriams tikrinti gamybos proceso metu, o rentgeno storio matuokliai matuoja metalų lydinių cheminę sudėtį. Rentgeno spinduliuotę archeologai naudoja net senoviniams artefaktams tirti.
Naftos pramonė naudojo radiacinės fizikos taikymą naftos apdorojimui ir gamybai. Naftos įmonės naudoja radiacinį procesą, vadinamą radiaciniu terminiu krekingu (RTC), gamindamos žalią naftą, mazutą, dervą ir apdorodamos naftos gavybos šalutinius produktus. RTC turi didesnį gamybos greitį, mažesnes sąnaudas ir daug mažesnes energijos sąnaudas nei tradiciniai metodai. Radiacinis alyvos teršalų apdorojimas užtikrina didesnę aplinkos apsaugą nei kiti metodai.
Branduolinė energija yra auganti sritis, pagrįsta taikomąja spinduliuotės fizika. Per procesą, žinomą kaip branduolio dalijimasis, kontroliuojamų branduolinių reakcijų metu iš atomų išgaunama energija. Nors JAV pagamina didžiausią branduolinės energijos kiekį, Prancūzija pagamina didžiausią savo šalies elektros energijos dalį per branduolinius reaktorius.
Tačiau daugiausia naudos iš radiacinės fizikos gavo medicina. Taikydami fiziką, mokslininkai sukūrė metodus, kaip naudoti jonizuojančiąją spinduliuotę diagnozuojant ir gydant sveikatos būklę. Tai apima ne tik tradicines rentgeno spindulių formas, bet ir ultragarsą, magnetinio rezonanso tomografiją (MRT) ir branduolinę mediciną.
Dauguma branduolinės medicinos apima vaizdavimą, joje naudojami kompiuteriai, jutikliai ir radioaktyviosios medžiagos, vadinamos radiofarmaciniais preparatais. Rentgeno spinduliai, seniausia vaizdo gavimo forma, vaizdams kurti naudoja aukšto dažnio šviesos spindulius. Gama spinduliai turi dar aukštesnius dažnius ir yra naudojami branduoliniam vaizdavimui. Pozitronų emisijos tomografija (PET) ir vieno fotono emisijos kompiuterinė tomografija (SPECT) yra dvi plačiausiai naudojamos branduolinio vaizdo gavimo įrangos dalys.
Dažniausiai spindulinė terapija naudojama vėžinių navikų gydymui. Tai paprastai apima didelės energijos rentgeno spindulių nusodinimą į vėžio ląsteles. Ląstelė sugeria spinduliuotę, todėl ji miršta. Spinduliuotė paprastai patenka į naviką per išorinį šaltinį. Medicinos fizikų iššūkis yra nukreipti spinduliuotę taip, kad būtų sunaikintas minimalus sveikų ląstelių skaičius.
Radiacinė brachiterapija apima vidinį radiacinių medžiagų taikymą. Šio gydymo metu radioaktyviosios “sėklos” yra implantuojamos šalia naviko. Radiacijos išsiskyrimas yra lėtas, o atstumas tarp sėklų ir naviko yra pakankamai mažas, kad spinduliuotės poveikis sveikoms ląstelėms būtų ribotas.
Radiacinės fizikos pranašumai apima keletą disciplinų ir pramonės šakų. Susirūpinimas dėl galimo iškastinio kuro išeikvojimo daro branduolinės energijos plėtrą nuolatiniu daugelio šalių prioritetu. Branduolinės medicinos sritis sparčiai auga, sparčiai plėtojami nauji bandymai ir gydymo būdai, todėl spinduliuotės fizika tampa disciplina, kuri ir toliau augs.