INFORMACIÓN GENERAL SOBRE LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA, PRODUCCIÓN DE RAYOS X Y PROPIEDADES
INTRODUCCIÓN :
Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los rayos electromagnéticos en 1895 a los que llamó: Rayos X.
Los rayos X son una onda electromagnética producida por la desaceleración de los electrones fuera del núcleo atómico.
CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA:
La materia está hecha de átomos. El átomo en sí está compuesto de:
un núcleo con carga (+) (positiva) compuesto por partículas elementales, siendo las principales: protones con carga positiva (carga eléctrica) y neutrones, que tienen carga neutra. Los protones y los neutrones tienen la misma masa, y la suma de sus masas representa la masa del núcleo cercana a la del átomo.
(-) Electrones cargados (negativamente), que tienen una masa 1.850 veces menor que los neutrones y los protones.
El átomo reproduce pues un sistema solar con el núcleo central cargado + alrededor del cual los electrones gravitan en órbitas periféricas.
El átomo es eléctricamente neutro, porque el número de protones es igual al número de electrones.
Definimos por: A: el número másico = número (protones + neutrones) = número de nucleones
Z: número atómico = número de electrones
A – Z = número de neutrones
RAYOS X:
Los rayos X son radiaciones electromagnéticas.
Están formadas por “fotones”, que son pequeñas partículas sin carga eléctrica, que transportan una cantidad de energía E.
Se caracterizan por:
-una longitud de onda λ
-su frecuencia F
-su energía E
-su intensidad yo
-su velocidad de propagación v o c
PRODUCCIÓN DE RAYOS X
Los rayos X se producen en un tubo de rayos X (tubo Coolidge), que es un tubo de vacío que contiene un filamento calentado por un voltaje bajo y un ánodo llevado a un voltaje positivo alto.
Los rayos X son fotones que se emiten si un haz de electrones acelerados incide en un objetivo material: núcleos y electrones. Estas dos interacciones son de dos tipos: frenado y colisión.
a) Frenado: interacción entre los haces de electrones incidentes y los núcleos dando lugar a una radiación de frenado que es un espectro de energía continuo: tubo de rayos X.
b) Colisión: interacción entre el electrón incidente (ei) y el electrón medio (em). Esto da lugar a una radiación característica (espectro lineal característico del objetivo).
PROPIEDADES DE LOS RAYOS X
Hay algunas propiedades de los rayos X que se deben conocer para comprender la aplicación médica de los rayos X.
Los 1-RX son capaces de penetrar y atravesar el cuerpo humano. Durante este cruce el haz sufre un debilitamiento que corresponde a la ABSORCIÓN.
La ABSORCIÓN depende de:
* del espesor de la región atravesada. Es tanto más importante cuanto más importante es el grosor.
* de la naturaleza del cuerpo absorbente. Aumenta con el número atómico de los elementos absorbentes.
* de la longitud de onda. Varía en la misma dirección que la longitud de onda.
– La radiación de longitud de onda larga es muy absorbible y por tanto poco penetrante: es una RADIACIÓN SUAVE, de baja energía.
– La radiación de longitud de onda corta es poco absorbible y por tanto muy penetrante: es RADIACIÓN DURA, de alta energía.
2-Difusión: Los rayos X producen radiación secundaria en los cuerpos que atraviesan. Esta radiación se compone esencialmente de radiación difusa, lo cual es tanto más importante cuanto que el volumen irradiado es grande y los KV utilizados son elevados. Esta radiación se produce en todas las direcciones y representa una radiación parásita que atenuará el contraste de la imagen en la fotografía.
3-Provocan la iluminación de ciertas sales minerales (scopia o amplificadores de luminosidad y pantallas reforzadoras).
4-Provocan que las emulsiones fotográficas de la imagen se oscurezcan.
5-Se extienden en línea recta y en todas direcciones.
6-RX tiene efectos biológicos:
a-A nivel molecular:
-Daños al ADN por efecto directo o por radicales libres
-anomalías cromosómicas
– alteración de la permeabilidad de la membrana celular.
-modificación de la actividad enzimática.
-muerte celular
-transformación neoplásica
b-Efectos patológicos en humanos:
-La piel:
Dosis medias a altas: eritema; descamación; formación de ampollas; alopecia.
Tardía: atrofia dérmica, lesiones vasculares, necrosis, cáncer.
-el ojo: catarata subcapsular posterior radioinducida (1-10 años)
-Gónadas: testículos y ovarios: esterilidad
– Huesos: radionecrosis – Fractura del cuello del fémur
-Pulmón: sd retráctil (pulmón de radiación)
-Riñón: radionefritis responsable de insuficiencia renal.
-Hígado: hepatitis progresiva.
-Efectos fetoembrionarios: especialmente la embriogénesis.
-Efectos genéticos: mutación por alteración del cromosoma
Tejido hematopoyético:
¨¨¨Dosis bajas: ligera disminución de elementos precursores con recuperación (1ª semana)
¨¨Dosis medias o altas: agotamiento celular significativo con recuperación (larga + incompleta)
7-Propiedades ópticas:
una-reflexión
Cambio de dirección del rayo incidente en una superficie reflectante.
El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
Intensidad de R reflejada < R incidente
b-refracción:
Curvatura de un rayo incidente en la interfaz entre dos medios de diferente velocidad o densidad
c-Difracción:
Este es el comportamiento de las ondas cuando encuentran un obstáculo o una abertura.
CONCLUSIÓN
Los rayos X son radiaciones con características (longitud de onda-intensidad-energía-frecuencia).
Los rayos X son producidos por el tubo de rayos X.
Experimentan los fenómenos (absorción-difusión-ionización).
Los rayos X pueden ser extremadamente peligrosos en dosis altas, se utilizan diariamente para tratar pacientes .
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