Física das Radiações

De acordo com a boa tradição dos professores universitários alemães, eu sou de opinião que seus descobrimentos e invenções pertencem à Humanidade e que eles não deveriam, de maneira alguma, ser controlados por patentes, licenças e contratos, nem deveriam estar subordinados a grupo algum, disse o físico alemão W. C. Röntgen, ganhador do Nobel de 1901 pelos seus trabalhos com radiação eletromagnética.

 Raio X – Radiação eletromagnética

Na radiação ondulatória (eletromagnética) a energia é transportada em forma de ondas eletromagnéticas senoidais de diferentes comprimentos de onda. Elas surgem pela formação e desaparecimento periódico de potenciais de campos elétricos e magnéticos (Friedrich Anton Pasler).

Propriedades dos Raios X

• velocidade da luz – 300.000 km/s
• comprimento de onda varia de 0,01 – 0,05 nm
• propaga-se em linha reta
• divergente
• não é desviada pelos campos elétricos e magnéticos
• invisível
• inodoro
• pode sensibilizar chapas radiográficas
• penetra em corpos opacos
• produz ionização nos sistemas biológicos
• produz fluorescência e fosforescência

 

Existem 3 requisitos básicos na formação do do raio X

1. Gerador de elétrons
2. Acelerador de elétrons
3. Alvo Anteparo

A produção de radiação é a conversão de algum tipo de energia no tipo de energia conhecida como radiação. Os raios X são produzidos pela energia de conversão, quando um elétron de alta energia cinética, proveniente do filamento colide com o ânodo (alvo). Um fóton de raio X é produzido quando um elétron de alta energia perde energia. Em razão disso, o primeiro requisito para a produção de raios X é uma fonte geradora de elétrons. Esses elétrons deverão ser acelerados, ganhar energia cinética, ganhar energia cinética, o que é realizado pela diferença de potencial (tensão) aplicadas aos dois pólos de um tubo de raios X.

É produzida quando elétrons acelerados são freados bruscamente contra um alvo anteparo. Quando elétrons acelerados passam perto dos núcleos de átomos de tungstênio, a carga positiva do núcleo interage com a carga negativa do elétron e, conseqüentemente, desviando-o da sua trajetória original. Este desvio do elétron, ou deflexão, é acompanhado de perda de energia cinética, que é transformada em radiação

Radiação Característica

Ocorre quando um elétron acelerado da corrente do tubo remove um elétron das camadas do átomo que constitui o alvo anteparo (tungstênio da área focal), conseqüentemente, ionizando este átomo. Quando um elétron é retirado de uma camada do átomo da área focal, fica um espaço vaio que será preenchido por um elétron da camada mais próxima externa. Restabelecendo o equilíbrio.

A temperatura aumenta com a elevação da miliamperagem e conseqüentemente aumenta o número de elétrons ao redor do filamento.

↑ Kvp  → ↑ comprimento de onda  (λ) → ↑ freqüência → ↑ poder de penetração

Efeito Thomson (Dissipação não modificada)

A energia do fóton incidente é menor do que a energia de ligação dos elétrons
Energia do Fóton < Energia de ligação dos elétrons.

Neste processo que é também conhecido como espelhamento coerente, o fóton incidente interage com um elétron (das camadas mais externas) vibrando-p momentaneamente, deixando de existir. O elétron interado emite energia em forma de um fóton, com a mesma energia e freqüência que do fóton incidente, sendo em direções diferentes. Não há perda de energia.

Efeito Compton (Dissipação modificada ou Espelhamento incoerente)

Energia do fóton > Energia de ligação do elétron.

Ocorre quando a energia do fóton é superior à energia de ligação dos elétrons. Este processo envolve os elétrons das camadas mais externas dos átomos e elétrons fragilmente ligados de átomos de baixo numero atômico. Parte da energia do fóton é usada para remover o elétron e a restante é possuída pelo fóton, que continua em direção diferente. O elétron retirado passa a chamar-se elétron Compton (elétron de refluxo) e irá interagir com o meio até ceder toda a sua energia. O fóton desviado (dissipado) irá também sofrer interações em regiões diferentes, podendo provocar “véu” nas radiografias

Alvo Anteparo

• possuir alto numero atômico
• alto ponto de fusão
• ser bom condutor de calor