Os vários desenvolvimentos tecnológicos que têm origem na pesquisa em Física Nuclear desempenham um papel importante em um número imenso de aplicações práticas. A energia nuclear constitui-se numa fundamental componente da política energética, sendo que o desenvolvimento de novos conceitos em reatores de fissão poderá resultar em reatores ainda mais eficientes e seguros. Técnicas nucleares vêm sendo largamente aplicadas em diagnóstico e tratamento de doenças, por meio da Radiologia Diagnóstica, Radioterapia e Medicina Nuclear.
Para citar apenas alguns dentre os muitos exemplos: terapia de câncer com prótons ou com feixes de íons pesados (C-12, por exemplo), imagens por ressonância magnética, tomografia por emissão de pósitrons (PET) para gerar imagens de funções do cérebro, uso de iodo radioativo como traçador do funcionamento da tireoide. Os radioisótopos também são utilizados como traçadores em pesquisas relacionadas aos mais variados campos como Genética, Fisiologia, Botânica, etc. Na agricultura, novas variedades de plantas com características melhoradas vêm sendo criadas por meio do processo de mutação induzida pela radiação. A excepcional sensibilidade das técnicas nucleares analíticas tem sido utilizada para o estudo estratégico do meio ambiente, como em pesquisas de poluição do ar, bem como em Arqueologia, por exemplo, na datação de objetos, em Biologia, Química, Odontologia, etc. O uso de aceleradores nucleares também encontra importantes aplicações na indústria. Por exemplo, feixes de partículas carregadas e raios gama são utilizados na esterilização de alimentos, na determinação da composição e propriedades de materiais, etc. Além disso, o desenvolvimento da pesquisa em Física Nuclear, por meio de novas e sofisticadas técnicas experimentais, também propicia o desenvolvimento de inovações tecnológicas não propriamente na área de Física Nuclear.
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