
【化】 pulse irradiation
impulse; pulse
【計】 pulse
【化】 pulse
【醫】 pulse
【化】 irradiation
脈沖輻照(Pulse Irradiation)指在極短時間内(通常為納秒至毫秒量級)施加高強度能量束(如激光、離子束、電子束或X射線等)到目标材料或生物組織的過程。其核心特征在于能量的瞬時高劑量釋放,區别于連續輻照的穩态能量輸送模式。
技術特征解析:
瞬時高能釋放 (Transient High-Energy Delivery)
脈沖輻照通過短時高功率實現能量峰值,瞬間引發材料表層電離、相變或化學鍵斷裂。例如激光脈沖輻照可産生 (10 sim 10^{12} text{W/cm}) 功率密度,導緻靶材等離子體化 。
熱效應與非熱效應并存 (Thermal/Non-thermal Effects)
在材料加工中,超短脈沖(如飛秒激光)通過非平衡過程實現精密燒蝕;而長脈沖(毫秒級)則可能引發熔融與熱擴散 。生物醫學領域,納秒脈沖電場可非熱性破壞細胞膜(電穿孔效應)。
可控能量沉積 (Controlled Energy Deposition)
脈沖參數(脈寬、頻率、能量密度)可精準調控作用深度與範圍。例如離子束脈沖輻照調節半導體缺陷工程,優化電子遷移率 。
典型應用領域:
該技術通過時空能量壓縮機制,在微納制造、精準醫療及核材料處理等領域實現傳統輻照難以企及的選擇性與效率 。
“脈沖輻照”是由“脈沖”和“輻照”組合而成的專業術語,其含義需結合兩部分理解:
脈沖
指電流、電壓或其他物理量的短暫起伏變化,具有瞬時高強度和周期性特征。例如,脈沖激光器通過短時高能光束實現精密加工或醫療應用。
輻照
指利用電磁波(如紫外線、X射線)或粒子束(如中子、電子)對物質進行照射的過程,常用于殺菌、食品保鮮、材料改性等領域。
脈沖輻照
綜合兩者特性,指周期性、短時高強度的輻射能量釋放。例如,脈沖核反應堆通過瞬時中子通量激增,實現遠超穩态反應堆的輻射強度。
醫學與科研
脈沖輻照的高強度特性適用于腫瘤治療(如瞬間殺滅癌細胞)和材料輻照實驗。
工業與食品
用于食品保鮮(如殺菌延長保質期)、半導體材料改性等。
電子與通信
電磁脈沖輻照可能幹擾數字電路,導緻系統崩潰或信號異常,需針對性防護設計。
脈沖輻照需嚴格控制參數(如脈沖寬度、頻率),避免過度輻照導緻材料損傷或安全隱患。
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