Física de Colisiones y Radiación de Rayos X: Fundamentos y Aplicaciones
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Colisiones y Radiación: Fundamentos Físicos
Colisión elástica: No se produce alteración atómica ni nuclear en el medio.
Colisión inelástica: Se modifica la estructura electrónica, se producen excitaciones y/o ionizaciones.
Colisión radiativa: Se produce radiación EM (fotones). Ocurre en proximidades del núcleo atómico.
Radiación característica: Interacción suficientemente violenta para arrancar un electrón de la capa interna del átomo blanco.
Radiación de frenado (Bremsstrahlung): Un electrón pierde energía cinética, que es emitida en forma de radiación EM o fotón de rayos X. El electrón puede perder toda, alguna o ninguna parte de su energía. Estos fotones adoptan un rango de valores de energía, lo que los diferencia de los rayos X característicos, que tienen energías específicas.
Cantidad de Rayos X
La cantidad de rayos X se refiere al número de rayos X presentes en el haz útil. Los factores que afectan esta cantidad son:
- Miliamperios por segundo (mAs): La cantidad de rayos X es directamente proporcional a la corriente medida en mAs.
- Kilovoltios (kV): La cantidad de rayos X varía proporcionalmente al cuadrado de la tensión.
- Distancia: La intensidad de la radiación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
- Filtración: La filtración supone una reducción de los rayos X de baja energía.
Calidad del Haz de Radiación
La calidad del haz de radiación se ve afectada por la tensión (kV) y la filtración utilizadas. Se busca un FHR (espesor de hemireducción) entre 3 y 5 mm de aluminio o entre 4 y 8 cm de tejido blando.
Espectro característico: Corresponde a los rayos X característicos.
Espectro continuo: Corresponde a los rayos X de frenado. Un espectro más desplazado hacia la derecha indica mayor energía efectiva (calidad). Una mayor área bajo la curva indica mayor intensidad (cantidad).
El Tubo de Rayos X y Elementos Accesorios
El voltaje de operación del tubo se encuentra típicamente entre 25 y 150 kVp, y la corriente entre 25 y 1200 mA.
Estructura del Tubo de Rayos X
El tubo de rayos X se compone de:
- Estructura externa: Estructuras de soporte y carcasa protectora o coraza.
- Estructura interna: Tubo de vacío, ánodo y cátodo.
Coraza del Tubo o Carcasa Protectora
Los rayos X que escapan a través de la carcasa forman la radiación de fuga, lo cual produce exposición del paciente y del técnico. La normativa exige que esta radiación sea menor a 100 mR/h a 1 m de distancia. La coraza tiene varias funciones: absorbe la radiación de fuga, aísla los cables de alta tensión, disipa el calor, protege al tubo y proporciona el soporte mecánico.