Raio X - X-ray


Da Wikipédia, a enciclopédia livre
Os raios X são parte do espectro electromagnético , com comprimentos de onda mais curtos do que a luz visível . Diferentes aplicações utilizam diferentes regiões do espectro de raios-X.

Os raios X compõem X-radiação , uma forma de radiação eletromagnética . A maioria dos raios-X tem um comprimento de onda que varia de 0,01 a 10 nanómetros , o que corresponde a frequências na gama de 30 petahertz a 30 exahertz (3 × 10 16 Hz a 3 x 10 19 Hz) e energias na gama de 100 eV a 100 keV . Comprimentos de onda de raios-X são mais curtos do que aqueles de UV raios e, tipicamente, mais do que aqueles de raios gama . Em muitas línguas, X-radiação é referido com termos que significam radiação Röntgen , após o cientista alemão Wilhelm Röntgen que descobriu estes em 8 de Novembro de 1895, que normalmente é creditado como seu descobridor, e que deu o nome X-radiação para significar um desconhecido tipo de radiação. Grafia de raios-X (s) no idioma Inglês inclui a variantes do raio X (s) , raio X (s) , e ray (s) X .

História

Pré-Röntgen observações e pesquisas

Exemplo de um tubo de Crookes, um tipo de tubo de descarga que os raios X emitidos

Antes da sua descoberta em 1895 raios X foram apenas um tipo de radiação que emana do não identificado experimentais tubos de descarga . Eles foram observados por cientistas que investigam raios catódicos produzidos por tais tubos, que são energéticas elétrons vigas que foram observadas pela primeira vez em 1869. Muitos dos primeiros tubos de Crookes (inventado por volta de 1875) irradiada, sem dúvida, raios-X, porque os primeiros pesquisadores notaram efeitos que eram atribuíveis para eles, como detalhado abaixo. Tubos de Crookes criado electrões livres por ionização do ar residual no tubo por uma contínua elevada tensão de qualquer lugar entre alguns kilovolts e 100 kV. Esta voltagem acelerada os electrões provenientes do cátodo a uma velocidade suficientemente elevada para que eles criado quando os raios X que atingiu o ânodo ou a parede de vidro do tubo.

A mais antiga experimentador pensado para ter (inconscientemente) produziu raios-X foi atuário William Morgan . Em 1785 ele apresentou um papel para a Royal Society of London descrevendo os efeitos de correntes eléctricas que passa através de um tubo de vidro parcialmente evacuado, produzindo um brilho criado por raios-X. Este trabalho foi mais explorado por Humphry Davy e seu assistente Michael Faraday .

Quando Universidade de Stanford professor de física Fernando Sanford criou sua "fotografia elétrica", ele também inconscientemente gerados e detectados raios-X. De 1886 a 1888, estudou no Hermann Helmholtz laboratório em Berlim, onde ele tornou-se familiarizados com os raios catódicos gerados nos tubos de vácuo quando foi aplicada uma tensão através dos eléctrodos separados, como anteriormente estudado por Heinrich Hertz e Philipp Lenard . Sua carta de 6 de Janeiro, 1893 (descrevendo sua descoberta como "fotografia elétrica") para The Physical Review foi devidamente publicado e um artigo intitulado Sem Lens ou Luz, fotografias tiradas com placa e objetos na escuridão apareceu no San Francisco Examiner .

A partir de 1888, Philipp Lenard , um estudante de Heinrich Hertz, conduziu experimentos para ver se os raios catódicos podiam passar para fora do tubo de Crookes no ar. Ele construiu um tubo de Crookes com uma "janela" no final de alumínio fino, de frente para o cátodo de modo que os raios catódicos iria golpeá-la (mais tarde chamado de "tubo de Lenard"). Ele descobriu que algo veio através, que iria expor chapas fotográficas e causa fluorescência. Ele mediu o poder de penetração destes raios através de vários materiais. Sugeriu-se que pelo menos alguns desses "raios Lenard" eram raios-X, na verdade.

Em 1889 ucraniana -born Ivan Pulyui , professor de física experimental na Politécnica de Praga , que desde 1877 tinha sido a construção de vários projetos de tubos cheios de gás para investigar suas propriedades, publicou um artigo sobre como chapas fotográficas selados ficou escuro quando expostos às emanações a partir dos tubos.

Hermann von Helmholtz formulado equações matemáticas para raios-X. Ele postulou uma teoria dispersão antes de Röntgen fez sua descoberta e anúncio. Foi formada na base da teoria eletromagnética da luz. No entanto, ele não funciona com raios-X reais.

Em 1894, Nikola Tesla notou filme danificado em seu laboratório que parecia estar associado com experiências tubo de Crookes e começou a investigar essa energia radiante de tipos "invisíveis" . Depois de Röntgen identificou o X-ray Tesla começou a fazer imagens de raios-X de sua própria usando tensões e tubos de seu próprio design de alta, assim como tubos de Crookes.

Descoberta por Röntgen

Em 8 de Novembro de 1895, alemão professor de física Wilhelm Röntgen tropeçou em raios-X ao experimentar com tubos Lenard e tubos de Crookes e começou a estudá-los. Ele escreveu um relatório inicial "Em um novo tipo de raio: uma comunicação preliminar" e em 28 de dezembro, 1895 submeteu-a Würzburg revista Physical-Medical Society 's. Este foi o primeiro documento escrito em raios-X. Röntgen refere à radiação como "X", para indicar que ele era um tipo desconhecido de radiação. O nome pegou, embora (a grandes objeções de Röntgen) muitos dos seus colegas sugeriram chamando-os de raios Röntgen . Eles ainda são referidos como tal em vários idiomas, incluindo alemão, húngaro, dinamarquês, polonês, sueco, finlandês, estoniano, russo, japonês, holandês, da Geórgia e da Noruega. Röntgen recebeu o primeiro Prêmio Nobel de Física por sua descoberta.

Há relatos conflitantes sobre sua descoberta porque Röntgen tiveram suas notas de laboratório queimado após sua morte, mas esta é uma reconstrução provável por seus biógrafos: Röntgen estava investigando os raios catódicos de um tubo de Crookes que ele havia embrulhado em papelão preto para que a luz visível de o tubo não iria interferir, usando uma fluorescente tela pintada com bário platinocianeto . Ele notou um brilho verde fraco da tela, cerca de 1 metro de distância. Röntgen percebeu alguns raios invisíveis provenientes do tubo foram passando através do cartão para fazer o brilho da tela. Ele descobriu que eles também poderia passar através de livros e papéis em sua mesa. Röntgen atirou-se para investigar esses raios desconhecidos sistematicamente. Dois meses depois de sua descoberta inicial, ele publicou o seu papel.

Mão mit Ringen (Mão com Anéis): print de Wilhelm Röntgen primeiro raio X- 's 'médica', a mão de sua esposa, tomada em 22 de dezembro 1895 e apresentado ao Ludwig Zehnder do Physik Institut, Universidade de Freiburg , em 1 de Janeiro 1896

Röntgen descobriu seu uso médico, quando ele fez uma imagem da mão de sua esposa em uma chapa fotográfica formado devido aos raios-X. A fotografia da mão de sua esposa foi a primeira fotografia de uma parte do corpo humano através de raios-X. Quando ela viu a imagem, ela disse: "Eu vi minha morte."

A descoberta dos raios X estimulou uma sensação verdadeira. O biógrafo de Röntgen Otto Glasser estimou que, só em 1896, como muitos como 49 ensaios e 1044 artigos sobre os novos raios foram publicados. Esta foi provavelmente uma estimativa conservadora, se considerarmos que quase todos os jornais ao redor do mundo amplamente divulgadas sobre a nova descoberta, com uma revista como a Ciência dedicar até 23 artigos a ele somente naquele ano. Reações sensacionalistas para a nova descoberta incluiu publicações ligando o novo tipo de raios às teorias ocultos e paranormais, tais como telepatia.

Avanços em radiologia

Levando uma imagem de raios-X com início tubo de Crookes aparelho, final de 1800. O tubo de Crookes é visível no centro. O homem de pé está vendo sua mão com um fluoroscope tela. O homem sentado está tomando uma radiografia da mão, colocando-o em uma chapa fotográfica . Não há precauções contra a exposição à radiação são tomadas; seus perigos não eram conhecidos na época.

Röntgen notou imediatamente raios-X pode ter aplicações médicas. Junto com sua dezembro Physical Society-Medical submissão 28 ele enviou uma carta aos médicos que ele conhecia em toda a Europa (1 de Janeiro de 1896). News (e a criação de "shadowgrams") espalhou-se rapidamente com a Scottish engenheiro elétrico Alan Archibald Campbell-Swinton sendo a primeira após Röntgen para criar um raio-X (de um lado). Até fevereiro havia 46 experimentadores ocupando a técnica na América do Norte sozinho.

O primeiro uso de raios-X sob condições clínicas foi por John Hall-Edwards em Birmingham , Inglaterra em 11 de janeiro de 1896, quando ele radiografados uma agulha presa na mão de um associado. Em 14 de fevereiro, 1896 Hall-Edwards também foi o primeiro a usar raios-X em uma operação cirúrgica. No início de 1896, algumas semanas após a descoberta de Röntgen, Ivan Romanovich Tarkhanov irradiado sapos e insetos com raios-X, concluindo que os raios "não só fotografia, mas também afetam a função viva".

O primeiro raio-X médico realizado nos Estados Unidos foi obtida utilizando um tubo de descarga do projeto de Pulyui. Em janeiro de 1896, na leitura da descoberta de Röntgen, Frank Austin de Dartmouth College testado todos os tubos de descarga no laboratório de física e descobriu que apenas o tubo Pulyui produzidos raios-X. Este foi um resultado da inclusão de um "alvo" oblíquo de Pulyui de mica , utilizado para a realização de amostras de fluorescente de material, no interior do tubo. Em 3 de fevereiro de 1896 Gilman Geada, professor de medicina na faculdade, e seu irmão Edwin Geada, professor de física, exposta no pulso de Eddie McCarthy, a quem Gilman tinha tratado algumas semanas antes de uma fratura, para os raios-X e recolheu o resultando imagem do osso quebrado em placas fotográficas de gelatina obtidos a partir Howard Langill, um fotógrafo local também interessado na obra de Röntgen.

1896 placa publicado na "Nouvelle Iconographie de la Salpetrière" , uma revista médica. Na esquerda uma deformidade lado, na mesma mão direita visto usando radiografia . Os autores designado a técnica como a fotografia Röntgen.

Muitos pesquisadores, incluindo o próprio Röntgen em seus experimentos originais, surgiu com métodos para ver as imagens de raios-X "ao vivo" usando alguma forma de tela luminescente. Röntgen utilizada uma tela revestida com bário platinocianeto . Em 5 de fevereiro de 1896 dispositivos de imagem ao vivo foram desenvolvidos por ambos cientista italiano Enrico Salvioni (seu "cryptoscope") e Professor McGie da Universidade de Princeton (seu "Skiascope"), ambos usando platinocianeto de bário. Inventor americano Thomas Edison começou a pesquisa logo após a descoberta de Röntgen e investigou a capacidade dos materiais de fluorescência quando expostas a raios-X, descobrindo que tungstato de cálcio foi a substância mais eficaz. Em maio de 1896, ele desenvolveu o primeiro dispositivo de imagem ao vivo produzido em massa, o seu "Vitascope", mais tarde chamado de fluoroscopia , que se tornou o padrão para exames de raios-X médicos. Edison caiu pesquisa de raios-X por volta de 1903, antes da morte de Clarence Madison Dally , uma de suas glassblowers. Dally tinha o hábito de tubos de raios-X de testes em suas mãos, e adquiriu um câncer neles tão tenaz que ambos os braços foram amputados em uma tentativa inútil de salvar a sua vida e em 1904 ele se tornou a primeira morte conhecida atribuído à exposição de raios-X . Durante o tempo que o fluoroscope estava sendo desenvolvido sérvio físico americano Michael Pupin , usando uma tela de tungstato de cálcio desenvolvido por Edison, descobriu que usando uma tela fluorescente diminuiu o tempo de exposição que levou para criar um raio-X para imagens médicas a partir de uma hora para alguns minutos.

Em 1901, o presidente dos EUA William McKinley foi baleado duas vezes em um assassinato tentativa. Enquanto uma bala única roçou seu esterno , outro tinha apresentado em algum lugar profundo dentro de seu abdômen e não pôde ser encontrado. Um assessor McKinley preocupado mandou dizer a inventor Thomas Edison para apressar uma máquina de raio-X para Buffalo para encontrar a bala perdida. Ele chegou, mas não foi utilizado. Enquanto o tiro não tivesse sido letal, gangrena havia desenvolvido ao longo do trajeto da bala, e McKinley morreu de choque séptico devido à infecção bacteriana seis dias depois.

Riscos descoberto

Com a experimentação generalizada com raios-x após a sua descoberta em 1895 por cientistas, médicos e inventores veio muitas histórias de queimaduras, perda de cabelo, e pior em revistas técnicas da época. Em fevereiro de 1896, o professor John Daniel e Dr. William Lofland Dudley da Universidade Vanderbilt relataram perda de cabelo após o Dr. Dudley foi radiografado. Uma criança que tinha sido baleado na cabeça foi trazida para o laboratório Vanderbilt em 1896. Antes de tentar encontrar a bala um experimento foi tentado, para o qual Dudley "com sua devoção característica à ciência" ofereceu. Daniel relatou que 21 dias após tirar uma foto de Duda crânio (com um tempo de exposição de uma hora), ele notou uma careca 2 polegadas (5,1 cm) de diâmetro na parte da cabeça mais próxima do tubo de raios-X: "A suporte da placa com as placas em direcção ao lado do crânio foi presa e uma moeda colocada entre o crânio e a cabeça. o tubo foi fixado no outro lado a uma distância de uma polegada e meia a partir do cabelo ".

Em agosto 1896 Dr. HD. Hawks, um graduado de Columbia College, sofreu grave da mão e queimaduras no peito de uma demonstração de raio-x. Foi relatado em revisão elétrica e levou a muitos outros relatos de problemas associados com raios-x que está sendo enviado para a publicação. Muitos experimentadores incluindo Elihu Thomson no laboratório de Edison, William J. Morton , e Nikola Tesla também relataram queimaduras. Elihu Thomson deliberadamente exposto um dedo para um tubo de raio-x ao longo de um período de tempo e sofreu dor, inchaço e formação de bolhas. Outros efeitos foram por vezes responsabilizado pelo dano, incluindo os raios ultravioletas e (de acordo com a Tesla) ozono. Muitos médicos alegou não houve efeitos da exposição de raios-X em todos. Em 3 de agosto, 1905, San Francisco , Califórnia , Elizabeth Fleischman , American pioneiro raios-X, morreu de complicações como resultado de seu trabalho com raios-X.

século 20 e além

Um paciente a ser examinado com um torácica fluoroscópio em 1940, que exibiu imagens em movimento contínuo. Esta imagem foi usada para argumentar que a exposição à radiação durante o procedimento de raios-X seria insignificante.

As muitas aplicações de raios-X imediatamente gerou enorme interesse. Oficinas começou a fazer versões especializadas de tubos de Crookes para gerar raios-X e estes primeira geração de cátodo frio ou Crookes tubos de raios-X foram usadas até cerca de 1920.

Tubos de Crookes não eram fiáveis. Tinham que contêm uma pequena quantidade de gás (invariavelmente ar) como uma corrente não irá fluir num tal tubo se eles estão completamente evacuado. No entanto, com o passar do tempo, os raios-X causou o vidro para absorver o gás, fazendo com que o tubo para gerar raios-X "mais difícil" até logo deixou de operar. Tubos maiores e mais frequentemente utilizados foram fornecidos com dispositivos para restaurar o ar, conhecido como "amaciadores". Estas muitas vezes tomou a forma de um tubo lateral pequeno que continha um pequeno pedaço de mica , um mineral que retém quantidades relativamente grandes de ar dentro da sua estrutura. Um pequeno aquecedor eléctrico aquecido a mica, causando a liberação de uma pequena quantidade de ar, restaurando assim a eficiência do tubo. No entanto, a mica teve uma vida útil limitada, e o processo de recuperação foi difícil de controlar.

Em 1904, John Ambrose Fleming inventou o diodo termiónico , o primeiro tipo de tubo de vácuo . Este utilizado um cátodo quente que causou uma corrente eléctrica flua num vácuo . Esta ideia foi rapidamente aplicado a tubos de raios-X, e, portanto, aquecido de cátodo tubos de raios-X, chamados de "tubos" Coolidge, completamente substituídos os tubos de cátodo frio problemáticos por cerca de 1,920.

Em cerca de 1906, o físico Charles Barkla descoberto que os raios X podem ser espalhados por gases, e que cada elemento tinha uma característica do espectro de raios-X . Ele ganhou o 1917 Prêmio Nobel de Física por esta descoberta.

Em 1912, Max von Laue , Paul Knipping, e Walter Friedrich observada primeiro a difração dos raios X pelos cristais. Esta descoberta, junto com os primeiros trabalhos de Paul Peter Ewald , William Henry Bragg e William Lawrence Bragg , deu à luz ao campo da cristalografia de raios-X .

O tubo de raios-X Coolidge foi inventado durante o ano seguinte por William D. Coolidge . Ele tornou possível que as emissões contínuas de raios-X. Tubos de raios-X semelhantes a este estão ainda em uso em 2012.

imagem do aglomerado de galáxias Abell 2125 de Chandra revela um complexo de vários maciças nuvens de gás milhões de graus Celsius no processo de fusão.

O uso de raios-X para fins médicos (que se desenvolveu no campo da terapia de radiação ) foi lançada pelo major John Hall-Edwards em Birmingham, Inglaterra . Então, em 1908, ele tinha que ter o braço esquerdo amputado por causa da propagação de dermatite de raios-X em seu braço.

Em 1914 Marie Curie desenvolveu carros radiológicos para apoiar soldados feridos na Primeira Guerra Mundial . Os carros permitiria a imagem de raios-X rápido de soldados feridos no campo de batalha assim cirurgiões poderia rapidamente e com mais precisão operam.

A partir da década de 1920 até a década de 1950, máquinas de raios-x foram desenvolvidos para auxiliar na montagem de sapatos e foram vendidos para comerciais lojas de calçados. Preocupações sobre os efeitos de uso frequente ou mal controlada foram expressos na década de 1950, levando a extremidade eventual da prática que década.

O microscópio de raios-X foi desenvolvido durante os anos 1950.

O Observatório de Raios-X Chandra , lançado em 23 de julho de 1999, tem sido permitindo a exploração dos processos muito violentos no universo que produzem raios-X. Ao contrário de luz visível, o que dá uma visão relativamente estável do universo, o universo de raios-X é instável. Possui estrelas que estão sendo dilacerado por buracos negros , colisões galácticas, e novae, e estrelas de nêutrons que se formam camadas de plasma que, em seguida, explodir no espaço.

Um laser de raios-X do dispositivo foi proposto como parte da Administração Reagan 's Iniciativa de Defesa Estratégica na década de 1980, mas o único teste do dispositivo (uma espécie de laser de 'Blaster' ou raio da morte , alimentado por uma explosão termonuclear) deu inconclusivo resultados. Por razões técnicas e políticas, o projecto global (incluindo o laser de raios-X) foi de-financiado (embora mais tarde foi revivido pela segunda administração Bush como de Defesa Nacional de Mísseis utilizando diferentes tecnologias).

Cão hip vista do raio X posterior
imagem de raios-x de contraste de fase de aranha

Fase de contraste de imagem de raios-X refere-se a uma variedade de técnicas que utilizam a informação de fase de um feixe de raios x coerente a imagem dos tecidos moles. Tornou-se um importante método para a visualização de estruturas celulares e histológicas em uma ampla gama de estudos biológicos e médicos. Existem várias tecnologias que estão sendo utilizados para imagiologia de raios-x de contraste de fase, todos os que utilizam princípios diferentes variações de fase para converter os raios-x que emergem de um objecto para variações de intensidade. Estes incluem contraste à base de propagação fase, Talbot interferometria, imagiologia-refracção aumentada, e interferometria de raios-x. Estes métodos proporcionam um contraste mais elevado em comparação com o normal de imagem de raios-x de absorção-contraste, tornando possível ver detalhes menores. Uma desvantagem é que estes métodos requerem equipamento mais sofisticado, tal como sincrotrão ou Microfocus fontes de raios-x, óptica de raios-X , e detectores de raios X de alta resolução.

faixas de energia

Os raios X moles e duros

Raios-X de elevada energia de fótons (acima 5-10 keV, abaixo 0,2-0,1 nm comprimento de onda) são chamados raios X duros , enquanto que aqueles com menor energia (e comprimento de onda maior) são chamados de raios-x de baixa energia . Devido à sua capacidade de penetração, raios-X duros são amplamente utilizados para a imagem do interior de objetos, por exemplo, em radiografia médica e de segurança do aeroporto . O termo raio-X é metonimicamente utilizado para se referir a um radiográfica imagem produzida utilizando este método, para além do próprio método. Uma vez que os comprimentos de onda de raios-X duros são semelhantes para o tamanho de átomos, eles também são úteis para a determinação das estruturas de cristal por cristalografia de raios-X . Por outro lado, os raios X suaves são facilmente absorvidos no ar; o comprimento de atenuação de 600 eV (~ 2 nm) raios-X em água é inferior a 1 micrómetro.

Raios gama

Não há consenso para uma definição distintiva entre os raios-X e raios gama. Uma prática comum é fazer a distinção entre os dois tipos de radiação com base na sua origem: Raios-X são emitidos por electrões , enquanto que raios gama são emitidos pelo núcleo atómico . Esta definição tem vários problemas: outros processos também pode gerar estes de alta energia fotões , ou, por vezes, o método de geração não é conhecido. Uma alternativa comum é distinguir radiações X e gama com base no comprimento de onda (ou, equivalentemente, a frequência ou a energia de fotões), com radiação de comprimento de onda mais curto do que algum arbitrário, tal como 10 -11 m (0,1 Å ), definida como a radiação gama . Este critério atribui um fotão a uma categoria de inequívoca, mas só é possível se o comprimento de onda é conhecido. (Algumas técnicas de medição não distinguem entre os comprimentos de onda detectados.) No entanto, estas duas definições coincidem frequentemente uma vez que a radiação electromagnética emitida pelos tubos de raios-X , geralmente tem um comprimento de onda mais longo e mais baixo de energia do fotão que a radiação emitida pelo radioactivos núcleos . Ocasionalmente, um termo ou o outro é utilizado em contextos específicos devido a precedentes históricos, com base na medição (detecção) técnica, ou com base na sua utilização pretendida, em vez do seu comprimento de onda ou fonte. Assim, os raios gama gerado para utilizações médicas e industriais, por exemplo, radioterapia , nos intervalos de 6-20 MeV , pode, neste contexto também ser referido como raios-X.

propriedades

Ionizante símbolo do perigo de radiação

De raios-X fotões transportar energia suficiente para ionizar átomos e perturbar as ligações moleculares . Isto o torna um tipo de radiação ionizante e, portanto, prejudicial para viver tecido . Um muito alta dose de radiação ao longo de um curto período de tempo, provoca doença da radiação , enquanto as doses mais baixas pode dar um aumento do risco de cancro induzido por radiação . Em imagiologia médica este aumento do risco do cancro é geralmente muito inferiores aos benefícios do exame. A capacidade de ionização de raios-X pode ser utilizada no tratamento de cancro para matar malignas células utilizando a terapia de radiação . É também utilizado para a caracterização de materiais utilizando a espectroscopia de raios-X .

Comprimento de atenuação de raios-X em água mostrando o oxigénio borda de absorção a 540 eV, a energia -3 dependência de fotoabsor , bem como um nivelamento em energias de fotões mais elevados devido à dispersão de Compton . O comprimento de atenuação é de cerca de quatro ordens de magnitude mais tempo para raios-X duros (metade direita) em comparação com raios-X moles (metade esquerda).

Os raios X duros podem atravessar objectos relativamente espessas sem ser muito absorvida ou dispersa . Por esta razão, os raios X são amplamente utilizados para imagem no interior de objectos visualmente opacos. As aplicações mais vistos frequentemente estão em médicos de radiografia e de segurança do aeroporto scanners, mas técnicas semelhantes também são importantes na indústria (por exemplo, radiografia industrial e tomografia computadorizada industrial ) e pesquisa (por exemplo CT de pequenos animais ). A profundidade de penetração varia com várias ordens de magnitude sobre o espectro de raios-X. Isto permite que a energia de fotões de ser ajustado para a aplicação, de modo a dar suficiente transmissão através do objecto e ao mesmo tempo proporcionar um bom contraste na imagem.

Raios-X têm comprimentos de onda mais curtos do que a luz visível, o que faz com que seja possível para sondar estruturas muito menores do que pode ser visto através de um normal de microscópio . Esta propriedade é usada em microscopia de raios-X para obter imagens de alta resolução, e também em cristalografia de raios X para determinar as posições dos átomos na forma de cristais .

Interação com a matéria

Raios-X interagem com a matéria em três formas principais, através fotoabsorção , espalhamento Compton , e espalhamento Rayleigh . A força destas interacções depende da energia dos raios-X e a composição elementar do material, mas não muito sobre as propriedades químicas, uma vez que a energia dos fotões de raios-X é muito maior do que as energias de ligação químicos. Fotoabsor ou absorção fotoeléctrica é o mecanismo de interacção dominante no regime de raios-x de baixa energia e para as energias de raios-X duros inferiores. A energias mais elevadas, dispersão de Compton domina.

absorção fotoelétrica

A probabilidade de uma absorção fotoeléctrica por unidade de massa é aproximadamente proporcional a Z 3 / E 3 , onde Z é o número atómico e E é a energia do fotão incidente. Esta regra não é válida perto de energias de ligação de electrões invólucro interior onde há mudanças abruptas na probabilidade de interacção, os chamados bordos de absorção . No entanto, a tendência geral de altos coeficientes de absorção e portanto curtos profundidades de penetração para baixas energias de fotões e altos números atómicos é muito forte. Para tecidos moles, fotoabsorção domina até cerca de 26 energia do fotão keV onde espalhamento Compton assume. Para substâncias número atômico mais elevados este limite é maior. A elevada quantidade de cálcio ( Z = 20) em ossos em conjunto com a sua elevada densidade é o que os torna mostram-se tão claramente nas radiografias médicas.

A photoabsorbed fotões transfere toda a sua energia para o electrão com o qual interage, assim ionizante o átomo ao qual o electrão foi ligado e a produção de uma de fotoelectrs que é susceptível de ionizar mais átomos no seu caminho. Um electrão exterior vai ocupar a posição de electrões vago e produzir, quer um raio-X característico ou uma electrões Auger . Estes efeitos podem ser utilizados para a detecção elementar através de espectroscopia de raios-X ou espectroscopia de electrões Auger .

Efeito Compton

Dispersão de Compton é a interacção predominante entre os raios-X e do tecido mole em imagiologia médica. Dispersão de Compton é uma dispersão não elástica de fotões do raio-X por uma concha exterior de electrões. Parte da energia do fotão é transferido para o espalhamento de electrões, assim ionizante o átomo e aumentando o comprimento de onda do raio-X. O fóton espalhados pode ir em qualquer direção, mas uma direção similar à direção original é mais provável, especialmente para raios-X de alta energia. A probabilidade de diferentes ângulos de espalhamento são descritos pela fórmula Klein-Nishina . A energia transferida pode ser directamente obtido a partir do ângulo de dispersão a partir da conservação de energia e quantidade de movimento .

dispersão de Rayleigh

Dispersão de Rayleigh é o dominante espalhamento elástico mecanismo no regime de raios-X. Dispersão para a frente inelástica dá origem ao índice de refracção, que para raios X é apenas ligeiramente inferior a 1.

Produção

Sempre que as partículas carregadas (electrões ou iões) de energia suficiente atingido um material, os raios X são produzidos.

Produção por elétrons

linhas de emissão de raios X característicos para alguns materiais de ânodo comuns.
ânodo
materiais
atômica
número
Photon energia [keV] Comprimento de onda [nm]
K α1 K β1 K α1 K β1
W 74 59,3 67,2 0,0209 0,0184
Mo 42 17,5 19,6 0,0709 0,0632
Cu 29 8,05 8,91 0,154 0,139
Ag 47 22,2 24.9 0,0559 0,0497
Ga 31 9,25 10,26 0,134 0,121
Em 49 24.2 27,3 0,0512 0,455
Espectro dos raios-X emitidos por um tubo de raios-X com um ródio alvo, operado a 60 kV . A curva suave, contínua é devido a bremsstrahlung , e os picos são linhas K característicos para átomos de ródio.

Raios-X pode ser gerado por um tubo de raios-X , um tubo de vácuo , que utiliza uma tensão elevada para acelerar os electrões libertados por um cátodo quente a uma velocidade elevada. Os electrões de alta velocidade colide com um alvo de metal, o ânodo , criando os raios-X. Em tubos de raios-X médico o alvo é normalmente de tungsténio ou de uma liga mais resistente a formação de rénio (5%) e tungsténio (95%), mas, por vezes, molibdénio para aplicações mais especializados, tais como quando os raios-X mais suaves são necessárias como em mamografia. Em cristalografia, um cobre alvo é mais comum, com cobalto sendo muitas vezes utilizado quando a fluorescência a partir de ferro teor na amostra de outro modo poderiam apresentar um problema.

A energia máxima de raios-X produzido de fotões está limitado pela energia do electrão incidente, que é igual à tensão sobre as vezes de tubo a carga do electrão, por isso, um tubo de 80 kV, não é possível criar os raios X com uma energia maior do que 80 keV. Quando os elétrons atingem o alvo, os raios X são criados por dois processos atômicos diferentes:

  1. De raios-X característico de emissão ( fluorescência de raios X ): Se o electrão tem energia suficiente, pode bater um electrão orbital para fora do interior do escudo de electrões de um átomo de metal, e como resultado, os electrões a partir de níveis de energia mais elevados, em seguida, preencher a vaga e fotões de raios-X são emitidos. Este processo produz um espectro de emissão de raios-X em algumas frequências discretas, por vezes referidos como as linhas espectrais. As linhas espectrais geradas depender da (ânodo) elemento de destino usados e, portanto, são chamados de linhas características. Geralmente estes são transições de conchas superior no shell K (chamadas linhas K ), em shell L (chamado L linhas) e assim por diante.
  2. Bremsstrahlung : Esta é a radiação emitida pelos electrões à medida que são espalhados pelo forte campo eléctrico perto da alta Z ( protão núcleos número). Estes raios X tem um espectro contínuo . A intensidade dos raios X aumenta linearmente com a diminuição da frequência, a partir de zero na energia dos electrões incidentes, a tensão no tubo de raios-X .

Assim, a saída resultante de um tubo consiste de um espectro contínuo bremsstrahlung caindo para zero na tensão do tubo, além de vários picos nas linhas características. As tensões usadas em tubos de raios-X de diagnóstico variar de cerca de 20 kV a 150 kV, e, portanto, as mais altas energias dos fotões de raios-X variam entre cerca de 20 keV e 150 keV.

Ambos os processos de produção de raios-X são ineficientes, com apenas cerca de um por cento da energia eléctrica consumida pelo tubo convertido em raios-X, e, assim, a maior parte da energia eléctrica consumida pelo tubo é libertada na forma de calor. Quando se produz um fluxo utilizável de raios-X, o tubo de raios X deve ser concebida para dissipar o excesso de calor.

Uma fonte especializado de raios-X que está sendo amplamente utilizado em investigação é radiação sincrotrónica , que é gerado por aceleradores de partículas . Suas características únicas são saídas de raios-X muitas ordens de magnitude maior do que os de tubos de raios-X, ampla espectros de raios-X, excelente collimation e polarização linear .

Rajadas curtas nanossegundos de raios-X atingindo um máximo de 15 keV em energia podem ser produzidos de forma fiável por descamação fita adesiva sensível à pressão a partir do seu suporte em um vácuo moderado. Este é provável que seja o resultado da recombinação de cargas elétricas produzidas pelo carregamento triboelectric . A intensidade de raios-X triboluminescência é suficiente para que possa ser usado como uma fonte para geração de imagens de raios-X.

Produção de íons positivos rápidos

Raios-X também pode ser produzido por protões rápidas ou outros iões positivos. A emissão de raios-X induzida por protões ou emissão de raios-X induzida por partícula é amplamente usado como um método analítico. Para altas energias, a produção de secção transversal é proporcional a Z 1 2 Z 2 -4 , onde Z 1 refere-se ao número atómico do ião, Z 2 para que o átomo de alvo. Uma visão geral dessas seções transversais é dado na mesma referência.

Produção em relâmpagos e laboratoriais descargas

Os raios X são também produzidos em relâmpago anexas terrestres de raios gama pisca . O mecanismo subjacente é a aceleração de electrões em campos eléctricos relacionados com raios e a subsequente produção de fotões através de bremsstrahlung . Isso produz fótons com energias de alguns poucos keV e várias dezenas de MeV. Em descargas de laboratório com um tamanho de intervalo de aproximadamente 1 metro de comprimento e uma tensão de pico de 1, raios X-MV com uma energia de 160 keV característica são observados. Uma possível explicação é o encontro de duas flâmulas ea produção de alta energia elétrons run-distância ; no entanto, simulações microscópicos mostraram que a duração do realce do campo eléctrico entre dois serpentinas é demasiado curto para a produção de um número significativamente de electrões run-distância. Recentemente, tem sido proposto que as perturbações de ar na vizinhança de flâmulas pode facilitar a produção de electrões de execução de distância e, por conseguinte, de raios-X a partir de descargas.

detectores

Detectores de raios-X variam em forma e função, dependendo da sua finalidade. Os detectores de imagiologia, tais como aqueles usados para radiografia foram originalmente baseado em chapas fotográficas e mais tarde a película fotográfica , mas agora são principalmente substituído por vários digitais tipos de detectores, tais como placas de imagem e detectores de painel plano . Para protecção contra as radiações perigo a exposição directa é frequentemente avaliado utilizando câmaras de ionização , enquanto dosímetros são usados para medir a dose de radiação de uma pessoa tenha sido exposto a. De raios X Os espectros de pode ser medido quer por dispersão de energia ou comprimento de onda dispersivos espectrómetros .

usos médicos

Raio X.
A radiografia do tórax de uma fêmea, demonstrando uma hérnia de hiato

Desde a descoberta de Röntgen que os raios X podem identificar estruturas ósseas, raios-X foram utilizadas para imagens médicas . O primeiro uso médico era menos de um mês depois de seu artigo sobre o assunto. Até 2010, 5 bilhões de exames de imagiologia médica foi realizada em todo o mundo. Exposição à radiação de imagens médicas em 2006 representavam cerca de 50% da exposição total de radiação ionizante nos Estados Unidos.

radiografias Projectional

radiografia simples do joelho direito

Radiografia Projectional é a prática de produzir imagens bidimensionais utilizando radiação de raios-x. Os ossos contêm muito cálcio , o qual, devido à sua relativamente elevada número atómico absorve os raios-X de forma eficiente. Isso reduz a quantidade de raios-X que chegam ao detector na sombra dos ossos, tornando-os claramente visível na radiografia. Os pulmões e gás aprisionado também mostrar-se claramente por causa da menor absorção em comparação com o tecido, enquanto que as diferenças entre os tipos de tecidos são mais difíceis de ver.

Radiografias Projectional são úteis na detecção de patologias do sistema esquelético , bem como para a detecção de alguns processos de doença em tecidos moles . Alguns exemplos notáveis são o muito comum de raios X do tórax , o qual pode ser utilizado para identificar as doenças pulmonares tais como a pneumonia , cancro do pulmão , ou um edema pulmonar , e o raio X abdominal , o qual pode detectar intestino (ou intestinal) obstrução , ar livre (a partir de perfurações viscerais) e fluido livre (em ascite ). Raios-X também pode ser utilizado para detectar a patologia, tais como cálculos biliares (que são raramente radiopaco ) ou pedras nos rins que são muitas vezes (mas nem sempre) visível. Radiografia simples tradicionais são menos úteis para a imagiologia de tecidos moles, tais como o cérebro ou músculo . Uma área onde as radiografias projectional são usados extensivamente na avaliação é como um ortopedista implante , tal como um joelho, de substituição da anca ou do ombro, situa-se no corpo com respeito ao osso circundante. Isto pode ser avaliado em duas dimensões a partir de radiografias simples, ou pode ser avaliada em três dimensões se uma técnica chamada '2D para registro 3D' é usado. Esta técnica nega supostamente erros de projecção associados com a avaliao de posição do implante a partir de radiografias simples.

Radiografia dental é normalmente utilizado nos diagnósticos de problemas orais comuns, tais como cavidades .

Em aplicações de diagnóstico médico, os raios-X de baixa energia (suave) são indesejáveis, uma vez que são totalmente absorvida pelo corpo, aumentando a dose de radiação, sem contribuir para a imagem. Assim, uma folha de metal fina, muitas vezes de alumínio , chamado um filtro de raios-X , é normalmente colocado sobre a janela do tubo de raios-X, absorvendo a parte de baixa energia no espectro. Isso é chamado de endurecimento do feixe desde que desloca o centro do espectro para uma maior energia (ou mais difícil) raios-x.

Para gerar uma imagem do sistema cardiovascular , incluindo as artérias e veias ( angiografia ) uma imagem inicial é tomado da região anatômica de interesse. Uma segunda imagem é, então, feita do mesmo depois de uma região iodado agente de contraste tenha sido injectado nos vasos sanguíneos dentro desta área. Estas duas imagens são então digital subtraído, deixando uma imagem de apenas o contraste iodado delineando os vasos sanguíneos. O radiologista ou cirurgião em seguida, compara a imagem obtida para imagens anatómicas normais para determinar se há qualquer dano ou obstrução do vaso.

A tomografia computadorizada

Cabeça de tomografia computadorizada ( plano transversal ) slice - uma aplicação moderna de radiografia médica

A tomografia computadorizada (varrimento CT) é uma modalidade de imagiologia médica onde tomográfica ou fatias de áreas específicas do corpo, são obtidos a partir de uma grande série de imagens bidimensionais de raio-X tiradas em diferentes direcções. Estas imagens transversais podem ser combinados em um tridimensional imagem do interior do corpo e utilizado para fins de diagnóstico e terapêuticos em várias disciplinas médicas.

fluoroscopia

Fluoroscopia é uma técnica de imagiologia comumente usado por médicos ou terapeutas de radiação para se obter em tempo real de imagens em movimento, as estruturas internas de um paciente através da utilização de um fluoroscópio. Na sua forma mais simples, um fluoroscópio consiste de uma fonte de raios-X e uma tela fluorescente, entre o qual um paciente é colocado. No entanto, fluoroscopia moderna casal na tela para um raio-X intensificador de imagem e CCD câmera de vídeo que permite que as imagens sejam gravadas e reproduzidas em um monitor. Este método pode utilizar um material de contraste. Exemplos incluem a cateterização cardíaca (para examinar a bloqueios das artérias coronárias ) e deglutição de bário (para examinar para distúrbios esofágicos e distúrbios de deglutição).

Radioterapia

A utilização de Raios-X como um tratamento é conhecido como terapia de radiação e é em grande parte utilizado para a gestão (incluindo paliação ) de cancro ; requer doses de radiação mais elevadas do que aquelas recebidas para imagiologia sozinho. Raios-X vigas são utilizados para o tratamento de cancros da pele utilizando inferiores feixes de raios-x de energia, enquanto feixes de energia mais elevados são utilizados para o tratamento de cancros no interior do corpo, tais como cérebro, pulmão, próstata, e da mama.

Efeitos adversos

Radiografia abdominal de uma mulher grávida, um procedimento que deve ser realizada somente após a avaliação adequada dos benefícios contra riscos
Deformidade da mão devido a uma queimadura de raios-X. Estas queimaduras são os acidentes. Os raios X não estavam protegidos quando foram descobertos e utilizados pela primeira vez, e as pessoas receberam queimaduras de radiação.

Raios-X de diagnóstico (principalmente a partir de exames de TC, devido ao grande dose utilizada) aumentar o risco de problemas de desenvolvimento e do cancro em pessoas expostas. Os raios X são classificados como um agente cancerígeno por ambos da Organização Mundial de Saúde Agência Internacional de Investigação do Cancro eo governo dos EUA. Estima-se que 0,4% dos cancros atuais nos Estados Unidos são devido a tomografia computadorizada (tomografia computadorizada) realizadas no passado e que isso pode aumentar para tão alto quanto 1,5-2% com 2007, as taxas de uso CT.

Os dados experimentais e epidemiológicos actualmente não suportam a proposição de que há uma dose limite de radiação abaixo do qual não há aumento do risco de câncer. No entanto, isso está sob crescente dúvida. Estima-se que a radiação adicional de raios-X de diagnóstico irá aumentar o risco cumulativo da pessoa média de contrair câncer por 75 anos por 0,6-3,0%. A quantidade de radiação absorvida depende do tipo do do teste de raio-X e a parte do corpo envolvida. CT e fluoroscopia implicar doses mais elevadas de radiação do que os raios-X simples.

Para colocar o maior risco, em perspectiva, um raio-X simples tórax irá expor uma pessoa para a mesma quantidade de radiação de fundo que as pessoas são expostas a (dependendo da localização) todos os dias durante 10 dias, enquanto que a exposição de um raio-X dentário é aproximadamente equivalente a um dia de radiação de fundo ambiental. Cada um desses raios-X acrescentaria menos de 1 por 1.000.000 para o risco de câncer de vida. Um CT abdominal ou torácica seria o equivalente a 2-3 anos de radiação de fundo de todo o corpo, ou 4-5 anos para o abdómen ou no peito, aumentando o risco de cancro entre um tempo de vida por 1000 a 1: 10.000. Este é comparado com a chance cerca de 40% de um cidadão americano desenvolver cancro durante a sua vida. Por exemplo, a dose eficaz para o tronco a partir de um varrimento da TC do peito é de cerca de 5 mSv, e a dose absorvida é de cerca de 14 mGy. Uma tomografia computadorizada da cabeça (1.5mSv, 64mGy) que é realizada uma vez com e uma vez sem o agente de contraste, seria equivalente a 40 anos de fundo de radiação para a cabeça. Estimativa exacta de doses eficazes devido a CT é difícil com o intervalo de incerteza de estimativa de cerca de ± 19% e ± 32% para a cabeça adulto verifica, dependendo do método utilizado.

O risco de radiação é maior para um feto, de modo que em pacientes grávidas, os benefícios da investigação (raios X) deve ser equilibrada com os riscos potenciais para o feto. Nos EUA, há uma estimativa de 62 milhões de tomografias realizadas anualmente, incluindo mais de 4 milhões de crianças. Evitando raios-X desnecessários (especialmente tomografia computadorizada) reduz a dose de radiação e qualquer risco de cancro associado.

Raios-X médicos são uma fonte significativa de exposição à radiação artificial. Em 1987, eles foram responsáveis por 58% da exposição a partir de fontes artificiais no Estados Unidos . Desde fontes artificiais representavam apenas 18% do total da exposição a radiação, a maioria dos quais vieram de fontes naturais (82%), raios-X médicos representaram apenas 10% do total de exposição à radiação americano; procedimentos médicos como um todo (incluindo medicina nuclear ) responsável por 14% do total da exposição a radiação. Em 2006, no entanto, os procedimentos médicos nos Estados Unidos estavam contribuindo muito mais radiação ionizante do que era o caso no início de 1980. Em 2006, a exposição médica constituída quase metade da exposição à radiação total da população dos EUA a partir de todas as fontes. O aumento é rastreável para o crescimento no uso de procedimentos de imagem médicos, em particular, a tomografia computadorizada (CT), e para o crescimento do uso da medicina nuclear.

Dosagem devido aos raios-X dentais varia significativamente dependendo do procedimento e da tecnologia (filme ou digital). Dependendo do processo e a tecnologia, um único raio X dentário de um resultado humanos em uma exposição de 0,5 a 4 mrem. Uma série boca cheia de raios X pode resultar em uma exposição de até 6 (digital) a 18 (película) mrem, para uma média anual de até 40 mrem.

Os incentivos financeiros têm sido mostrados para ter um impacto significativo sobre o uso de raios-X com os médicos que são pagos uma taxa separada para cada raio-X fornecendo mais raios-X.

Outros usos

Outros usos notáveis ​​de raios-X incluem

Cada ponto, chamado de reflexão, nesta forma padrão de difração da interferência construtiva dos raios X espalhados passando por um cristal. Os dados podem ser utilizados para determinar a estrutura cristalina.

A cristalografia de raios-X em que o padrão produzido pelo difração de raios X através da grade estreitamente espaçada de átomos num cristal é gravado e, em seguida, analisados para revelar a natureza dessa estrutura. No início dos anos 1990, foram realizadas experiências em que as camadas de alguns átomos de espessura de dois materiais diferentes foram depositados numa sequência Thue-Morse. O objecto resultante foi encontrada para produzir padrões de difracção de raios-X. Uma técnica relacionada, difracção de fibra , utilizou-se por Rosalind Franklin para descobrir os helicoidal dupla estrutura do ADN . Astronomia de raios-X , que é um ramo de observação de astronomia , que lida com o estudo da emissão de raios-X de objetos celestes. Raios-X microscópico análise, que utiliza a radiação eletromagnética na faixa de raios-X moles para produzir imagens de objetos muito pequenos. Fluorescência de raios-X , uma técnica em que os raios-X são gerados dentro de um espécime e detectado. A energia de saída do raio-X pode ser utilizada para identificar a composição da amostra. Radiografia industrial usa raios-X para inspeção de peças industriais, particularmente as soldas .

Usando raios-X para efeitos de inspecção e de controlo de qualidade: as diferenças nas estruturas dos fios de matriz e títulos revelar o chip esquerda para ser falsificados.

Autenticação e controle de qualidade, raios-X é usado para autenticação e controle de qualidade dos itens embalados. CT industrial (tomografia computadorizada) é um processo que utiliza equipamentos de raios-X para produzir representações tridimensionais de componentes tanto externa quanto internamente. Isto é conseguido através do processamento de computador de imagens de projecção do objecto digitalizado em várias direcções. Pinturas são muitas vezes radiografado para revelar underdrawings e pentimenti , alterações no curso de pintura ou por restauradores posteriores. Muitos pigmentos como o branco de chumbo mostram bem em radiografias. Spectromicroscopy de raios-X foi usado para analisar as reações dos pigmentos em pinturas. Por exemplo, na análise de degradação da cor nas pinturas de van Gogh Aeroporto segurança scanners de bagagem usam raios X para inspecionar o interior da bagagem para ameaças de segurança antes de colocar em aeronaves. Controlo das fronteiras scanners de caminhão usam raios X para inspecionar o interior de caminhões.

Raios-X fotografia de arte de needlefish por Peter Dazeley

Arte de raios-X e fotografia de arte , uso artístico de raios-X, por exemplo, as obras de Stane Jagodič raio-X da remoção do cabelo , um método popular na década de 1920, mas agora proibido pela FDA. Fluoroscopia-encaixe sapatos foram popularizados na década de 1920, proibido nos EUA na década de 1960, proibido no Reino Unido na década de 1970, e até mesmo mais tarde na Europa continental. Estereofotogrametria Roentgen é usado para controlar o movimento dos ossos a partir da implantação de marcadores de espectroscopia de fotoelectrs de raios X é uma técnica de análise química baseando-se no efeito fotoeléctrico , normalmente empregues na ciência superfície . Radiação implosão é o uso de raios X de alta energia gerada a partir de uma explosão de fissão (uma bomba atómica ) para comprimir o combustível nuclear para o ponto de ignição de fusão (uma bomba H ).

Visibilidade

Embora geralmente considerado invisível ao olho humano, em circunstâncias especiais, os raios X podem ser visíveis. Brandes, em um experimento pouco tempo depois de Röntgen papel do marco 1895, relatada após adaptação ao escuro e colocando seu olho perto de um tubo de raios-X, vendo um brilho fraco "azul-cinzento", que parecia ter origem dentro do próprio olho. Ao ouvir isso, Röntgen revisada seus livros de registro e descobri que ele também tinha visto o efeito. Ao colocar um tubo de raios-X no lado oposto de uma porta de madeira Röntgen tinha notado o mesmo brilho azul, parecendo emanar do olho em si, mas pensou que suas observações para ser espúria, porque ele só viu o efeito quando ele usou um tipo de tubo. Mais tarde, ele percebeu que o tubo que tinha criado o efeito era o único poderoso o suficiente para fazer o brilho claramente visível eo experimento foi posteriormente prontamente repetíveis. O conhecimento que os raios X são realmente fraca visível a olho nu adaptado ao escuro em grande parte foi esquecida hoje em dia; este é provavelmente devido ao desejo de não repetir o que hoje seria visto como um experimento de forma imprudente perigosa e potencialmente prejudiciais com radiação ionizante . Não se sabe o que mecanismo exacto no olho produz a visibilidade: poderia ser devido a detecção convencional (excitação de rodopsina moléculas na retina), a excitação directa de células nervosas retinais, ou a detecção secundário através de, por exemplo, indução de raios X de fosforescência no globo ocular com detecção da retina convencional da luz visível produzida secundariamente.

Embora os raios-X são de outro modo invisíveis, é possível ver a ionização das moléculas de ar, se a intensidade do feixe de raios-X é elevada o suficiente. A linha de luz a partir do wiggler no ID11 no European Synchrotron Radiation Facility é um exemplo deste tipo de alta intensidade.

Unidades de medida e exposição

A medida de raios-X ionizante habilidade é chamada a exposição:

  • O coulomb por quilograma (C / kg) é o SI unidade de radiação ionizante exposição, e é a quantidade de radiação necessária para criar um coulomb de carga de cada polaridade em um quilograma de matéria.
  • O roentgen (R) é uma unidade tradicional obsoleto de exposição, o que representou a quantidade de radiação necessária para criar uma unidade electrostático de carga de cada polaridade em um centímetro cúbico de ar seco. 1 roentgen = 2,58 x 10 -4 C / kg.

No entanto, o efeito da radiação ionizante na matéria (especialmente tecidos vivos) está mais intimamente relacionada com a quantidade de energia depositada em vez de lhes a carga gerada. Esta medida de energia absorvida é chamado de dose absorvida :

  • A cinza (Gy), o qual tem unidades de (joules / kg), é a unidade SI de dose absorvida , e é a quantidade de radiação necessária para depositar um joule de energia de um quilograma de qualquer tipo de matéria.
  • O rad é a (obsoleto) unidade tradicional correspondente, igual a 10 milijoules de energia depositada por quilograma. 100 rad = 1 cinzento.

A dose equivalente é a medida do efeito biológico de radiação no tecido humano. Para os raios X, é igual à dose absorvida .

  • O homem equivalente Roentgen (REM) é a unidade de dose equivalente tradicional. Para os raios X, é igual à do rad , ou, por outras palavras, 10 milijoules de energia depositada por quilograma. 100 REM = 1 Sv.
  • O Sievert (Sv) é a unidade SI de dose equivalente , e também da dose eficaz . Para os raios X a "dose equivalente" é numericamente igual a um cinzento (Gy). Um Sv = 1 Gy. Para a "dose eficaz" de raios-X, geralmente não é igual ao Gray (Gy).
Quantidades relativas de radiação vista   talk   edição
Quantidade Unidade Símbolo Derivação Ano SI equivalência
Actividade ( A ) curie Ci 3,7 x 10 10 s -1 1953 3,7 × 10 10  Bq
becquerel Bq s -1 1974 SI
Rutherford Rd 10 6 s -1 1946 1.000.000 Bq
Exposição ( X ) röntgen R esu / 0.001293 g de ar 1928 2,58 × 10 -4 C / kg
Fluência (Φ) (Área recíproca) m -2 1962 SI
Dose absorvida ( D ) erg erg⋅g -1 1950 1,0 x 10 -4 Gy
rad rad 100 erg⋅g -1 1953 0,010 Gy
cinzento Gy J ⋅kg -1 1974 SI
Dose equivalente ( H ) homem equivalente röntgen rem 100 erg⋅g -1 1971 0,010 Sv
sievert Sv J⋅kg -1 × W R 1977 SI

Veja também

Referências

links externos