Raios x e_ampola

Professor Rodrigo Penna

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GERAÇÃO DOS RAIOS XOs raios X são gerados através de dois

processos que ocorrem em nível atômico:♫A frenagem (Bremsstrahlung);♫E os Raios X carcterísticos.

É importante salientar que tais processos se dão na chamada ELETROSFERA. Assim, a origem dos raios X não é NUCLEAR, ou seja, eles não são gerados no núcleo dos átomos.

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A Frenagem (Bremsstrahlung)1. Elétron de alta energia penetra no átomo;2. A atração do núcleo o faz frear;3. Parte de sua energia cinética “vira” raio X.

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Raios X Característicos1. Elétron acelerado ioniza o átomo nas camadas mais internas:

K, L.2. Fica uma vaga desocupada nesta camada;3. Outro elétron do átomo vem ocupá-la, emitindo um fóton de

evergia típica de cada átomo utilizado como alvo.

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Espectro de FrenagemÉ contínuo, isto é, produz-se raios X de várias

energias (qualidade) diferentes. Vulgarmente, “produz-se mais raio X ruim e menos raio X bom.”

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ESPECTRO CARACTERÍSTICOSe apresenta como linhas destacadas,

“montado” sobre o espectro contínuo. É típico para cada material utilizado como alvo.

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MOLIBDÊNIO - MAMÓGRAFO

X-Ray Tube Monitor for Mammography Machines

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PRATA

FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X, USADA PARA ANÁLISE DE MATERIAIS.

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AS AMPOLAS DE RAIOS X

ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMENTO.Professor Rodrigo Penna

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FOTO DE UMA AMPOLA

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FUNCIONAMENTO BÁSICOFILAMENTO: ao ser aquecido por corrente

elétrica (2 a 5 Ampères), “cospe” elétrons. Dois tamanhos: fino e grosso.

Os filamentos atingem temperaturasde mais de 2.000o C. Para suportartais temperaturas, são feitos de

Tungstênio (W), material de alto pontode fusão.

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CAPA FOCALIZADORAObserve que os filamentos (“molinhas”) estão

envolvidos por uma espécie de capa metálica. Ela é eletrizada negativamente e sua função é “ajuntar” os elétrons.

Capa carregadanegativamente.

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Cátodo Ânodo

VÁCUO E ACELERAÇÃO Dentro da ampola é feito vácuo, que permite acelerar os

elétrons. Uma alta voltagem, de milhares de volts, é aplicada entre o filamento e o alvo (catodo e anodo, - e +) para este fim.

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O ALVO - ANODOÉ nele que os elétrons em alta velocidade irão

se chocar para produzirem os Raios X. Feito de Tungstênio ou outros materiais.

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DISSIPAÇÃO DE CALORAo ser atingido, o alvo converte cerca de 99%

da energia dos elétrons em calor e apenas cerca de 1% em Raios X. Para dissipar tamanha quantidade de calor, o anodo é ligado ou envolvido a uma haste de cobre e, na máquina, a ampola é imersa em óleo.

Observe a cor avermelhada,típica do Cobre, atrás do

alvo.

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A

B

ANODO GIRATÓRIO

Nos aparelhos convencionais,o alvo gira evitando super-

aquecimento e danos na áreaatingida pelos elétrons.

Em aparelhos com alvos fixos,como os odontológicos, a

potência precisa ser calculadae limitada a ponto de não causar

danos irreversíveis à ampola.

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INCLINAÇÃO DO ALVOA inclinação do alvo

direciona o feixe de raios X até o paciente e cria o chamado Foco Efetivo, que é a projeção geométrica da área atingida pelos elétrons no plano do objeto irradiado.

O Foco Efetivo é menor que a região atingida, de onde “brota” os Raios X.

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SOFISTICAÇÃO

Focos comuns vão de 0,2 a 2 mm, mas já há de alguns m.Professor Rodrigo Penna

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EFEITO ANÓDICO

Os elétrons que penetram no alvogeram raios X no interior domesmo. Assim, a radiação éobrigada a atravessar uma

camada de metal antes de sair.A geometria do alvo faz com que a espessura da camada

varie em função do ângulo deirradiação.

Assim, a intensidade do feixeaumenta na direção do

Catodo.

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EFEITO ANÓDICO - 2

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BIBLIOGRAFIA1. Fabricante Brand X-ray tube Co, site http://www.brandx-ray.com/, em 27/02/05.2. NDT Products, site http://www.ndtproducts.ca/, em 27/05/02.3. Radioatividade, apostila educativa da CNEN, disponível no site http://www.cnen.gov.br/default2.asp, em

20/08/04.4. Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos, Luiz Tauhata, Ivan P. A. Salati, Renato Di Prinzio e

Antonieta R. Di Prinzio, IRD, CNEN - tem na biblioteca da escola. Baixei na internete, site http://www.ird.gov.br/tauhata/FundamentosCORv5.pdf em 08/08/2004.

5. The Essential Physics of Medical Imaging, Bushberg, Seibert, Leidholdt e Boone, Ed. Lippincott Williams & Wilkins. Tem na biblioteca, mas obviamente é em inglês.

6. Site interativo muito interessante, da Universidade de Bristol, Inglaterra, http://hsc.uwe.ac.uk/radiography/RScience/RScienceshome.htm, em 27/02/05.

7. Bases Físicas e Tecnológicas Aplicadas aos Raios X, Renato Dimenstein e Thomaz Ghilardi Netto, Ed. SENAC. Tem na biblioteca.

8. Aulas multimídia do Professor Sérgio Lúcio P. C. Lopes.9. Radiograph in Modern Industry, excelente livro, baixei no site da KODAK internacional.10. BONTRAGER, K.L. Tratado de Técnica Radiológica e Base Anatômica. 5ª edição. Rio de Janeiro:

Guanabara Koogan S.A, 200. 840 p .

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