Mikä on Fluence?

Fluence on fysiikan vuonmittaus, jolla lasketaan alkeishiukkasten lukumäärä neliöalueella tai kyseisen alueen energian määrä hiukkasten arvoina neliömetriä kohti tai energiajouleina neliömetriä kohti. Sitä käytetään usein ydinlääketieteen ja avaruusmatkojen aloilla määrittämään ihmisille tai laitteille toimitetun ionisoivan säteilyn määrä, joka tunnetaan nimellä säteilydosimetria. Kun puhutaan sujuvuudesta, tärkeimpiä pidetään positiivisesti varautuneita hiukkasia, jotka muodostavat atomin ytimiä, joita kutsutaan protoneiksi, ja kiertävien elektronien negatiivisesti varautuneiden hiukkasten energiaa.

Ollakseen tarkkoja kolmessa ulottuvuudessa, fluence -laskelmat perustuvat itse asiassa hiukkasten määrään tai energiamäärään, joka putoaa ennalta määrätyn pallon pinta -alalle tietyn ajan kuluessa. Protonivirtaus on toinen termi hiukkasten sujuvuudelle, ja sitä kutsutaan usein hiukkasten vuon tiheydeksi, joka mitataan hiukkasina neliömetriä kohti kerrottuna aika -arvolla. Elektronipohjaisen ionisoivan säteilyn virtaus mitataan jouleina neliömetriä kohti kerrottuna aika-arvolla.

Avaruustutkimuksessa sujuvuusnopeus lasketaan määrittämään ionisoivan säteilyn määrä, jonka energiset raskaat ytimet sisältävät, joita kutsutaan HZE -hiukkasiksi. Nämä hiukkaset ovat kosmisen säteilyn pääkomponentti, joka voi johtaa syöpää aiheuttaviin vaikutuksiin ihokudoksessa merkittävillä altistustasoilla. Vaikka maapallon magneettikenttä suojaa sen sisällä olevia avaruusaluksia kiertäviä osia näistä kosmisista säteilyvaurioista, syvässä avaruudessa tai pitkillä matkoilla kauempana maapallosta altistustasot ovat paljon korkeammat. Säteilyaltistuksen neliöalueen vaihteluvälit nähdään myös tarkempina kuin tyypilliset säteilyannostason laskelmat, sillä laboratoriokokeilla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että raskaat ionit, kuten raudan, edistävät kasvaimen ilmentymistä yhtä paljon kuin lantaanista tai niobium.

Neutronivirtaus on myös tärkeä tieteen mitta, jota käytetään laitteiden kalibroimiseen säteilyn suojaustasolle sekä säteilyannosmittarien kalibrointiin. Neutronivirtausnopeus on tärkeä osa ydinhiukkasten törmäyksiä korkean energian fysiikan tutkimuksessa. Tutkimuslaitoksissa, kuten LHC (Large Hadron Collider) lähellä Geneveä, Sveitsissä, neutronivirtauksen energiatasot voivat olla jopa 1,000,000 XNUMX XNUMX elektronivoltti. Neutronienergiatasot ovat myös tärkeä osa ydinaseiden tutkimusta ja tuotantoa, ydinfissiovoimantuotantoa ja supernovatähtien tähtitieteellistä tutkimusta.

Säännöllinen altistuminen ionisoivalle säteilylle ei kuitenkaan tapahdu vain kapeilla fysiikan tai avaruusmatkojen tutkimusalueilla. Muuttomäärät ovat myös merkittävä tekijä lentoliikenteessä, koska kaupallisten lentokoneiden matkustajat ja miehistö altistuvat enemmän avaruussäteilylle kuin maassa. Fotonifluenssi on toinen rutiininomaisempi altistumismenetelmä ionisoimattomalle säteilylle, joka aiheuttaa vähemmän riskejä ihmisten terveydelle, ja se lasketaan esimerkiksi laserhammashoidolle.