El presente trabajo bibliográfico fue realizado por:
- Nathaly Morales
-Rommel Rosales
Dirigido por: Dr. Cecil Flores
martes, 26 de febrero de 2019
lunes, 25 de febrero de 2019
ESTRUCTURA Y GENERACIÓN DEL TUBO DE COOLIDGE
Estructura y
generación del tubo de coolidge.
Un
tubo de rayos X es una válvula de vacío utilizada para la producción de rayos
X, emitidos mediante la colisión de los electrones producidos en el cátodo
contra los átomos del ánodo. Los tubos de rayos X evolucionaron a partir del
aparato diseñado por William Crookes, con el que Wilhelm Röntgen descubrió los
rayos X a finales del siglo XIX. La disponibilidad de una fuente controlable de
rayos X posibilitó el desarrollo de la radiografía, técnica con la que
se (González) visualizan objetos opacos a la radiación visible. Los
tubos de rayos X también se utilizan en los escáneres TAC, los controles de
equipajes de los aeropuertos, los experimentos de difracción de rayos X y la
inspección de productos y mercancías. Existen
diversos tipos de tubos de rayos X, optimizados para
diferentes aplicaciones.
El tubo de
rayos X consta de un cátodo, cuya función es emitir electrones hacia el ánodo.
En los tubos modernos, el cátodo es un filamento, habitualmente de wolframio,
calentado por medio de una corriente eléctrica de unos pocos amperios. Una
porción de los electrones que circulan por le filamento se desprenden debido al
efecto termoiónico. El haz de electrones emitido por el cátodo se acelera
mediante una fuente de alto voltaje alterna —por ejemple, entre los 30 y
150 kV.
Un
tubo de rayos X es una válvula de vacío utilizada para la producción de rayos
X, emitidos mediante la colisión de los electrones producidos en el cátodo
contra los átomos del ánodo. Los tubos de rayos X evolucionaron a partir del
aparato diseñado por William Crookes, con el que Wilhelm Röntgen descubrió los
rayos X a finales del siglo XIX. La disponibilidad de una fuente controlable de
rayos X posibilitó el desarrollo de la radiografía, técnica con la que
se (González) visualizan objetos opacos a la radiación visible. Los
tubos de rayos X también se utilizan en los escáneres TAC, los controles de
equipajes de los aeropuertos, los experimentos de difracción de rayos X y la
inspección de productos y mercancías. Existen |
Ilustración 157-Tubo de Coolidge
http://separatasbiofisicajohannahidalgo.blogspot.com/p/estructura-y-generacion-del-tubo-de.html
|
Al
colisionar contra el ánodo los electrones del haz ceden su energía al material,
resultando en la emisión de rayos X mediante dos procesos: Por un lado, los
electrones del haz pueden impartir la suficiente energía a los electrones del
ánodo para que puedan escapar a la atracción del núcleo y abandonar su nivel
atómico. Los electrones de niveles de energía superiores ocupan el nivel vacío,
emitiendo fluorescencia o línea de emisión característica de energía igual a la
diferencia entre los dos niveles atómicos. Por otro lado, los electrones de haz
también pueden ser desviados de su trayectoria por el campo eléctrico de los
núcleos atómicos del ánodo, emitiendo Bremsstrahlung o
radiación de frenado, de espectro continuo, con la energía máxima igual al
voltaje del tubo. Alrededor de un 1 % de la energía del haz es
emitida en forma de radiación por estos procesos, predominantemente en la
dirección perpendicular a la del haz de electrones. El espectro de rayos X
emitidos por el tubo depende del material del ánodo y del voltaje de
aceleración aplicado. El resto de la energía se desprende en forma de
calor, por lo que el ánodo debe estar refrigerado, mediante agua o aceite. El
diseño del ánodo es importante para limitar su calentamiento, lo que permite
incrementar la intensidad del haz de electrones y reducir el foco o área de
impacto en al ánodo, con la consiguiente mejora de las características de los
rayos X emitidos.
El
ánodo es un metal de alto número atómico Z, lo que mejora la
eficiencia del tubo. También se utilizan los ánodos de molibdeno para ciertas
aplicaciones donde se precisan rayos X de menor energía, como las mamografías.
Para los experimentos de difracción de rayos X también son comunes los ánodos
de cobre y cobalto. (Chamorra, 2008)
Ley de adsorción de los rayos x
La absorción de rayos x
posee un comportamiento complejo debido a que la radiación x emitida (espectro)
es policromática. La absorción de la radiación x monocromática sigue la ley de
lambert, cuya expresión es:
·
Dónde: i = intensidad emergente o transmitida
·
I0 = intensidad incidente
·
M = coeficiente de absorción
·
X = espesor
El coeficiente de
absorción es una constante que depende del material absorbente y de la longitud
de onda de la radiación. Cada tejido presenta un coeficiente de absorción
determinado; por ejemplo: µ hueso > µ dermis.la radio sensibilidad varía
según las condiciones del medio (temperatura, hidratación, oxigenación, etc.) Y
depende principalmente del estado funcional y de la actividad mitótica del
tejido. La radiación actúa con mayor intensidad sobre las células.
Radiopacidad y radiolucidez
Radiopacidad: Es la capacidad que posee un determinado material de
no permitir penetrar los rayos x es decir de desviarlos al contacto con ellos,
los metales nobles poseen una gran densidad la cual le permite evitar la
penetración de los rayos x siendo claramente visibles en una radiografía esto
se debe a que presentan una mayor cantidad de masa por cm3 que atravesar. En la
primera radiografía tomada por wilhenröntgen se puede apreciar cómo se
traspasan los tejidos blandos como hueso y carne pero el anillo de bodas (oro)
no es atravesado por ellos.
Radiolucidez: Es aquel término que se emplea en la acentuación de
los rayos x, es decir, son tejidos blandos y que por tanto permiten el paso de
la luz. Es todo aquel cuerpo que se deja atravesar por la energía radiante, (se
ve como una zona negra. Parte de la
radiografía procesada que está oscura o negra.una estructura radiolúcida
representa el negro en los rayos x. (C, 2015)
Véase también en:
https://sites.google.com/site/metalesnoblesfafa/radiopacidad
https://issuu.com/omyc/docs/radiolucido_y_radiopaco_2
Véase también en:
https://sites.google.com/site/metalesnoblesfafa/radiopacidad
https://issuu.com/omyc/docs/radiolucido_y_radiopaco_2
LOS RAYOS X
Los Rayos X
Los rayos X son una forma de radiación electromagnética al igual que la luz visible, pero con algunas características diferentes. La diferencia importante es que los rayos X pueden penetrar o pasar a través del cuerpo humano y producir imágenes proyectando la sombra de ciertas estructuras, tales como huesos, algunos órganos y signos de enfermedad o lesión.
La radiografía estática es como una ‘fotografía hecha con rayos X’. Un fluoroscopio es un aparato de rayos X utilizado por el médico para ver movimientos en el interior del cuerpo y para observar ciertas exploraciones diagnósticas o intervenciones que se están realizando en el interior del cuerpo. En la tomografía computada (CT) se utilizan también rayos X para producir imágenes.
Otra característica de los rayos X que los diferencia de la luz es que transportan una cantidad mayor de energía y depositan una parte de la misma en el interior del cuerpo al atravesarlo. .
La energía de los rayos X que queda absorbida en el tejido tiene la capacidad de producir algunos efectos biológicos en el mismo. A la cantidad de energía de rayos X absorbida en los tejidos se la conoce como dosis de radiación. En radioterapia (o tratamiento oncológico con radiación) se utilizan dosis de radiación muy elevadas con el fin de detener la multiplicación de las células cancerosas.
Las dosis de radiación que se reciben en diagnóstico por imagen son muy bajas y no producen, en general, efectos adversos. Sin embargo conviene reducirlas al mínimo imprescindible para lograr la calidad de imagen que se necesite para diagnosticar. (IAEA Organization, s.f.)
Véase también en:
https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content-es/InformationFor/Patients/patient-information-x-rays/index.htm#PIG_FAQ01
Véase también en:
https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content-es/InformationFor/Patients/patient-information-x-rays/index.htm#PIG_FAQ01
RADIOACTIVIDAD
Radioactividad
Radiactividad Natural
En Febrero de
1896, el físico francés Henri Becquerel investigando con cuerpos fluorescentes
(entre ellos el Sulfato de Uranio y el Potasio), halló una nueva propiedad de
la materia a la que posteriormente Marie Curie llamó "Radiactividad".
Se descubre que ciertos elementos tenían la propiedad de emitir radiaciones
semejantes a los rayos X en forma espontánea. Tal radiación era penetrante y
provenía del cristal de Uranio sobre el cual se investigaba.
Véase también en:
https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119909-que-sabes-de-la-radiacion
|
Ilustración 155-Radioactividad
https://www.pinterest.com/eexpositoconde/12-radiaciones-protecci%C3%B3n-radiol%C3%B3gica/ |
Hoy
en día se conocen más de 40 elementos radiactivos naturales, que corresponden a
los elementos más pesados. Por arriba del número atómico 83, todos los núcleos
naturales son radiactivos.
Radiactividad
Artificial.
Al
bombardear diversos núcleos atómicos con partículas alfa de gran energía, se
pueden transformar en un núcleo diferente, por lo tanto, se transforma en un
elemento que no existe en la naturaleza. Los esposos Irene Curie y Frédéric
Joliot, experimentando con tales procesos descubren la radiactividad
artificial, pues se percatan que al bombardear ciertos núcleos con partículas
procedentes de fuentes radiactivas estos se vuelven radiactivos. Si la energía
de las partículas es adecuada, entonces puede penetrar en el núcleo generando
su inestabilidad y por ende, induciendo su desintegración radiactiva.
Véase también en:
https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119909-que-sabes-de-la-radiacion
RADIACIONES: NATURALEZA Y PROPIEDADES
Radiaciones: Naturaleza y Propiedades.
·
Radiaciones Ionizantes.
· · Radiaciones No Ionizantes.
La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas (rayos gamma o rayos X) o partículas (partículas alfa y beta o neutrones). La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad, y la energía excedente emitida es una forma de radiación ionizante. Los elementos inestables que se desintegran y emiten radiación ionizante se denominan radionúclidos.
Cada radionúclido se caracteriza por el tipo de radiación que emite, la energía de la radiación y su semivida. La actividad, utilizada como medida de la cantidad de un radionúclido, se expresa en una unidad llamada becquerel (Bq): un becquerel corresponde a una desintegración por segundo. La semivida es el tiempo necesario para que la actividad de un radionúclido disminuya por la desintegración a la mitad de su valor inicial. La semivida de un elemento radiactivo es el tiempo que tarda la mitad de sus átomos en desintegrarse, y puede variar desde una fracción de segundo a millones de años.(Organización Mundial de la Salud, s.f.)
· · Radiaciones No Ionizantes.
Las
radiaciones no ionizantes son de baja energía, es
decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. Estas
radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:
-Radiaciones
electromagnéticas. A este grupo pertenecen las radiaciones
generadas por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos
estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las
emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área
de las telecomunicaciones.
- Radiaciones
ópticas. Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz
visible y la radiación ultravioleta. (Foro de la Industria Nuclear Española, s.f.)
Véase también en:
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-health-effects-and-protective-measures
https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119909-que-sabes-de-la-radiacion
Véase también en:
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-health-effects-and-protective-measures
https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119909-que-sabes-de-la-radiacion
ORÍGENES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES
Orígenes De Las Radiaciones Ionizantes
Las
personas están expuestas continuamente a radiaciones ionizantes. De estas
radiaciones, unas proceden de la propia naturaleza, sin que el hombre haya
intervenido en su producción y otras están originadas por acciones ocasionadas
por el hombre.
Causas naturales
Constituyen
el fondo radiactivo natural que puede provenir de tres causas:
· Espacio
exterior (radiación cósmica): Llegan a la Tierra cada segundo (protones (86%) y
partículas alfa (12%)). Puesto que la atmósfera absorbe parcialmente las
radiaciones, el fondo natural debido a esta causa varía con la altitud, de tal
modo que es menor a nivel del mar que en lo alto de una montaña. Para el
promedio mundial, la radiación cósmica supone un 10% de la dosis.
· Corteza
terrestre: Supone un 14% de la dosis promedio mundial.
· Organismo
humano: Principalmente isótopos de carbono y potasio, contribuyen
aproximadamente el 52% de la dosis promedio mundial.
Como
promedio, la dosis procedente del fondo natural que recibe una persona en
España es del orden de 2,4 mSv/año.
Causas artificiales
Se deben a
la exposición a diversas fuentes de origen no natural, como son: exploraciones
radiológicas con fines médicos (fuente mayoritaria, dan lugar a unas dosis
sobre la población semejantes a la radiación cósmica), viajes en avión (en este
caso, la mayor dosis de radiación cósmica que se recibe son el vuelos a gran
altura), etc.
Véase también en:
https://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119909-que-sabes-de-la-radiacion
RADIACIÓN Y RADIOBIOLOGÍA
Radiación Y Radiobiología
Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre los
seres vivos se pueden clasificar desde distintos puntos de vista:
Las
células presentan diferente grado de sensibilidad a la radiación, según la
estirpe o línea celular. Tomando como punto de referencia, la muerte celular,
pueden clasificarse en cinco grupos de mayor a menor sensibilidad:
La
radiación no es otra cosa que la emisión, propagación y transferencia de
energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas.
Las ondas o radiaciones
electromagnéticas se pueden clasificar en:
· Radiación
no ionizante: No tienen la suficiente energía como para romper los enlaces que
unen los átomos del medio que irradian (ondas de radio y TV, microondas, luz
visible, etc.).
· Radiación
ionizante: Tienen suficiente energía como para producir ionizaciones de los
átomos del medio o materia que es irradiado. Van desde los rayos X hasta la
radiación cósmica. La radiobiología es la ciencia que
estudia los fenómenos que se producen en los seres vivos, tras la absorción de
energía procedente de las radiaciones ionizantes.
Por
otro lado, se dice que la radiobiología es la ciencia que estudia los efectos
que se producen en los seres vivos tras la exposición a energía procedente de
las radiaciones ionizantes.
Además
de ella, las dos grandes razones que han impulsado la investigación de los
efectos biológicos de las radiaciones ionizantes son:
· Radioprotección: Poder utilizar esas
radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas industriales que
las requieran.
· Radioterapia: Utilizarlas de forma
efectiva en el tratamiento del cáncer, lesionando lo menos posible el tejido
humano normal.
Según
el tiempo de aparición:
·
Precoces: Aparecen en minutos u horas después de
haberse expuesto a la radiación, por ejemplo, eritema cutáneo, nauseas
|
Ilustración
151-Radiaciones ionizantes
http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/70763/s
|
· Tardíos:
Aparecen meses u años después de la exposición, por ejemplo, cáncer
radioinducido, radiodermitis crónica, mutaciones genéticas.
Desde
el punto de vista biológico:
· Efectos
somáticos: Sólo se manifiestan en el individuo que ha sido sometido a la
exposición de radiaciones ionizantes por ejemplo el eritema.
· Efecto
hereditario: No se manifiestan en el individuo que ha sido expuesto a la
radiación, sino en su descendencia, ya que lesionan las células germinales del
individuo expuesto, por ejemplo, las mutaciones genéticas.
Según
la dependencia de la dosis:
· Efectos
estocásticos: Son efectos absolutamente aleatorios, probabilísticos; pudiendo
aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No
necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la
dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo
tardío. Se cree que el único efecto estocástico es el cáncer radioinducido y
las mutaciones genéticas. Efectos no estocásticos: Se necesita una dosis
umbral para producirlos, por debajo de la cual, la probabilidad de aparición de
los mismos es muy baja. Suelen ser efectos precoces, por ejemplo, el eritema
cutáneo.
·
Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las
células es una función de probabilidad y tiene lugar al azar. Un fotón o
partícula puede alcanzar a una célula o a otra, dañarla o no dañarla y si la
daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.
· Rápido
depósito de energía: El depósito de energía a la célula ocurre en un tiempo muy
corto, en fracciones de millonésimas de segundo.
· No
selectividad: La radiación no muestra predilección por ninguna parte o
biomolécula, es decir, la interacción no es selectiva.
· Inespecificidad
lesiva: Las lesiones de las radiaciones ionizantes es siempre inespecífica o lo
que es lo mismo esa lesión puede ser producida por otras causas físicas.
· Latencia:
Las alteraciones biológicas en una célula que resultan por la radiación no son
inmediatas, tardan tiempo en hacerse visibles a esto se le llama “tiempo de
latencia” y puede ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo de la
dosis y tiempo de exposición.
Los
efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia viva son el resultado
final de las interacciones físicas (ionización) y (excitación) de los fotones o
partículas con los átomos que la componen.
Los
efectos de la radiación sobre los seres vivos pasan por sucesivas etapas, que
son:
·
Etapa física
·
Etapa química: – Radiolisis del agua.
– Efecto oxígeno.
Radiosensibilidad
La
radiosensibilidad es la magnitud de respuesta de las estructuras biológicas,
provocada por las radiaciones ionizantes. Un elemento biológico es más sensible
cuanto mayor es su respuesta a una dosis determinada de radiación. El elemento
biológico es más radiosensible cuando necesita menos dosis de radiación para
alcanzar un efecto determinado. El concepto opuesto a radiosensibilidad, es
radioresistencia. No existe célula ni tejido normal o patológico
radioresistente de forma absoluta; pues si se aumenta ilimitadamente la dosis,
siempre se puede alcanzar su destrucción.
Escala
de radio sensibilidad:
· Muy radiosensibles: leucocitos,
eritroblastos, espermatogonias.
·Relativamente radiosensibles:
mielocitos, células de las criptas intestinales, células basales de la epidermis.
·Sensibilidad intermedia: células
endoteliales, células de las glándulas gástricas, osteoblastos,condroblastos,
espermatocitos, etc.
· Relativamente radioresistentes:
granulocitos, osteocitos, espermatozoides, eritrocitos.
· Muy radioresistentes: fibrocitos,
condrocitos, células musculares y nerviosas. (Wikipedia, Wikipedia, 2018)
Véase también en:
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