Ministério da Educação e Ciência da Federação Russa

Agência Federal de Educação

Instituição Estadual de Ensino de Ensino Superior Profissional SUSU

Departamento de Físico-Química

de acordo com o curso KSE: “radiação de raios X”

Concluído:

Naumova Daria Gennadievna

Verificado:

Professor Associado, KTN

Tanklevskaya N.M.

Cheliabinsk 2010

Introdução

Capítulo I. Descoberta dos raios X

Recibo

Interação com a matéria

Efeitos biológicos

Cadastro

Aplicativo

Como é feita uma radiografia

Raios X naturais

Capítulo II. Raio X

Aplicativo

Método de aquisição de imagem

Benefícios da radiografia

Desvantagens da radiografia

Raio X

Princípio de recebimento

Vantagens da fluoroscopia

Desvantagens da fluoroscopia

Tecnologias digitais em fluoroscopia

Método de digitalização multilinha

Conclusão

Lista de literatura usada

Introdução

Os raios X são ondas eletromagnéticas, cuja energia dos fótons é determinada pela faixa de energia do ultravioleta à radiação gama, que corresponde à faixa de comprimento de onda de 10−4 a 10² Å (de 10−14 a 10−8 m).

Assim como a luz visível, os raios X fazem com que o filme fotográfico fique preto. Esta propriedade é importante para a medicina, a indústria e a pesquisa científica. Passando pelo objeto em estudo e depois caindo no filme fotográfico, a radiação de raios X retrata nele sua estrutura interna. Como o poder de penetração da radiação de raios X varia de acordo com os diferentes materiais, as partes do objeto que são menos transparentes produzem áreas mais claras na fotografia do que aquelas através das quais a radiação penetra bem. Assim, o tecido ósseo é menos transparente aos raios X do que o tecido que constitui a pele e os órgãos internos. Portanto, na radiografia, os ossos aparecerão como áreas mais claras e o local da fratura, que é mais transparente à radiação, pode ser detectado com bastante facilidade. Os raios X também são usados ​​na odontologia para detectar cáries e abscessos nas raízes dos dentes, e na indústria para detectar rachaduras em peças fundidas, plásticos e borrachas.

Os raios X são usados ​​em química para analisar compostos e em física para estudar a estrutura dos cristais. Um feixe de raios X que passa através de um composto químico produz uma radiação secundária característica, cuja análise espectroscópica permite ao químico determinar a composição do composto. Quando um feixe de raios X incide sobre uma substância cristalina, ele é espalhado pelos átomos do cristal, dando uma imagem nítida e regular de manchas e listras em uma chapa fotográfica, o que permite estabelecer a estrutura interna do cristal .

O uso de raios X no tratamento do câncer baseia-se no fato de que ele mata as células cancerígenas. No entanto, também pode ter efeitos indesejáveis ​​nas células normais. Portanto, deve-se ter extremo cuidado ao usar raios X dessa maneira.

Capítulo I. Descoberta dos raios X

A descoberta dos raios X é atribuída a Wilhelm Conrad Roentgen. Ele foi o primeiro a publicar um artigo sobre raios X, que chamou de raios X (raio X). O artigo de Roentgen intitulado "Sobre um novo tipo de raios" foi publicado em 28 de dezembro de 1895 no jornal da Sociedade Físico-Médica de Würzburg. Considera-se, no entanto, comprovado que os raios X já tinham sido obtidos antes disso. O tubo de raios catódicos que Roentgen usou em seus experimentos foi desenvolvido por J. Hittorf e W. Crookes. Quando este tubo opera, raios X são gerados. Isto foi demonstrado nas experiências de Crookes e, a partir de 1892, nas experiências de Heinrich Hertz e do seu aluno Philipp Lenard através do escurecimento de chapas fotográficas. No entanto, nenhum deles percebeu o significado da sua descoberta e não publicou os seus resultados. Além disso, Nikola Tesla, a partir de 1897, fez experiências com tubos de raios catódicos, obteve raios X, mas não publicou seus resultados.

Por isso, Roentgen não sabia das descobertas feitas antes dele e descobriu os raios, mais tarde batizados em sua homenagem, de forma independente - ao observar a fluorescência que ocorre durante o funcionamento de um tubo de raios catódicos. Roentgen estudou raios X por pouco mais de um ano (de 8 de novembro de 1895 a março de 1897) e publicou apenas três artigos relativamente pequenos sobre eles, mas deram uma descrição tão abrangente dos novos raios que centenas de trabalhos de seus seguidores, então publicados ao longo de 12 anos, não puderam acrescentar nem alterar nada de significativo. Roentgen, que havia perdido o interesse pelos raios X, disse aos seus colegas: “Já escrevi tudo, não percam tempo”. A fama de Roentgen também veio da famosa fotografia da mão de sua esposa, que publicou em seu artigo (ver imagem à direita). Tal fama rendeu a Roentgen o primeiro Prêmio Nobel de física em 1901, e o comitê do Nobel enfatizou a importância prática de sua descoberta. Em 1896, o nome “raios X” foi usado pela primeira vez. Em alguns países, o antigo nome permanece - raios X. Na Rússia, os raios passaram a ser chamados de “raios X” por sugestão do estudante V.K. Raio X - Abram Fedorovich Ioffe.

Posição na escala de ondas eletromagnéticas

As faixas de energia dos raios X e raios gama se sobrepõem em uma ampla faixa de energia. Ambos os tipos de radiação são radiações eletromagnéticas e, com a mesma energia de fótons, são equivalentes. A diferença terminológica está no método de ocorrência - os raios X são emitidos com a participação de elétrons (sejam em átomos ou livres) enquanto a radiação gama é emitida nos processos de desexcitação dos núcleos atômicos. Os fótons de raios X têm energias de 100 eV a 250 keV, o que corresponde à radiação com uma frequência de 3.1016 Hz a 6.1019 Hz e um comprimento de onda de 0,005 - 10 nm (não há uma definição geralmente aceita do limite inferior da faixa de raios X na escala de comprimento de onda). Os raios X suaves têm a energia de fótons e a frequência de radiação mais baixas (e o comprimento de onda mais longo), enquanto os raios X duros têm a energia de fótons e a frequência de radiação mais altas (e o comprimento de onda mais curto).

(Fotografia de raio X (raio X) da mão de sua esposa, tirada por V.K. Roentgen)

Recibo

Os raios X surgem da forte aceleração de partículas carregadas (principalmente elétrons) ou de transições de alta energia nas camadas eletrônicas de átomos ou moléculas. Ambos os efeitos são utilizados em tubos de raios X, nos quais os elétrons emitidos por um cátodo quente são acelerados (neste caso, nenhum raio X é emitido, porque a aceleração é muito pequena) e atingem o ânodo, onde são bruscamente desacelerados ( neste caso, os raios X são emitidos: os chamados (bremsstrahlung) e ao mesmo tempo eliminam elétrons das camadas eletrônicas internas dos átomos metálicos dos quais o ânodo é feito. Os espaços vazios nas camadas são ocupados por outros elétrons do átomo. Neste caso, a radiação de raios X é emitida com uma certa energia característica do material anódico (radiação característica, as frequências são determinadas pela lei de Moseley:

onde Z é o número atômico do elemento anódico, A e B são constantes para um certo valor do número quântico principal n da camada de elétrons). Atualmente, os ânodos são feitos principalmente de cerâmica, e a parte onde os elétrons atingem é feita de molibdênio. Durante o processo de aceleração-desaceleração, apenas 1% da energia cinética do elétron vai para a radiação de raios X, 99% da energia é convertida em calor.

A radiação de raios X também pode ser produzida em aceleradores de partículas carregadas. T. N. A radiação síncrotron ocorre quando um feixe de partículas é desviado em um campo magnético, fazendo com que experimentem aceleração em uma direção perpendicular ao seu movimento. A radiação síncrotron possui um espectro contínuo com um limite superior. Com parâmetros adequadamente selecionados (intensidade do campo magnético e energia das partículas), os raios X também podem ser obtidos no espectro da radiação síncrotron.

Ilustração esquemática de um tubo de raios X. X - raios X, K - cátodo, A - ânodo (às vezes chamado de anticátodo), C - dissipador de calor, Uh - tensão do filamento do cátodo, Ua - tensão de aceleração, Win - entrada de resfriamento de água, Wout - saída de resfriamento de água (ver X- tubo de raios).

Interação com a matéria

O índice de refração de quase qualquer substância para raios X difere pouco da unidade. Uma consequência disso é o fato de que não existe material com o qual uma lente de raios X possa ser feita. Além disso, quando incidentes perpendicularmente sobre uma superfície, os raios X quase não são refletidos. Apesar disso, foram encontrados métodos em óptica de raios X para construir elementos ópticos para raios X.

Os raios X podem penetrar na matéria e diferentes substâncias os absorvem de maneira diferente. A absorção de raios X é sua propriedade mais importante na fotografia de raios X. A intensidade dos raios X diminui exponencialmente dependendo do caminho percorrido na camada absorvente (I = I0e-kd, onde d é a espessura da camada, o coeficiente k é proporcional a Z3λ3, Z é o número atômico do elemento, λ é o comprimento de onda).

A absorção ocorre como resultado da fotoabsorção e espalhamento Compton:

A fotoabsorção refere-se ao processo em que um fóton elimina um elétron da camada de um átomo, o que requer que a energia do fóton seja maior que um determinado valor mínimo. Se considerarmos a probabilidade de um evento de absorção dependendo da energia do fóton, então quando uma certa energia é atingida, ela (a probabilidade) aumenta acentuadamente até seu valor máximo. Para valores de energia mais elevados a probabilidade diminui continuamente. Por causa dessa dependência, dizem que existe um limite de absorção. O lugar do elétron eliminado durante o ato de absorção é ocupado por outro elétron, e é emitida uma radiação com menor energia de fóton, a chamada. processo de fluorescência.

A radiação de raios X, do ponto de vista da física, é a radiação eletromagnética, cujo comprimento de onda varia na faixa de 0,001 a 50 nanômetros. Foi descoberto em 1895 pelo físico alemão VK Roentgen.

Por natureza, estes raios estão relacionados com a radiação ultravioleta solar. As ondas de rádio são as mais longas do espectro. Atrás deles vem a luz infravermelha, que nossos olhos não percebem, mas a sentimos como calor. Em seguida vêm os raios do vermelho ao violeta. Então - ultravioleta (A, B e C). E imediatamente atrás dele estão os raios X e a radiação gama.

Os raios X podem ser obtidos de duas maneiras: pela desaceleração das partículas carregadas que passam através de uma substância e pela transição dos elétrons das camadas superiores para as internas quando a energia é liberada.

Ao contrário da luz visível, esses raios são muito longos, por isso são capazes de penetrar em materiais opacos sem serem refletidos, refratados ou acumulados neles.

Bremsstrahlung é mais fácil de obter. Partículas carregadas emitem radiação eletromagnética durante a frenagem. Quanto maior a aceleração dessas partículas e, portanto, mais acentuada a desaceleração, mais radiação de raios X é produzida e o comprimento de suas ondas torna-se menor. Na maioria dos casos, na prática, recorrem à produção de raios durante a desaceleração dos elétrons nos sólidos. Isso permite que a fonte dessa radiação seja controlada sem o perigo de exposição à radiação, pois quando a fonte é desligada, a radiação de raios X desaparece completamente.

A fonte mais comum dessa radiação é que a radiação por ela emitida não é homogênea. Ele contém radiação suave (ondas longas) e forte (ondas curtas). A radiação suave é caracterizada pelo fato de ser completamente absorvida pelo corpo humano, portanto, essa radiação de raios X causa danos duas vezes maiores que a radiação forte. Quando exposta à radiação eletromagnética excessiva em tecidos humanos, a ionização pode causar danos às células e ao DNA.

O tubo possui dois eletrodos - um cátodo negativo e um ânodo positivo. Quando o cátodo é aquecido, os elétrons evaporam dele e são acelerados por um campo elétrico. Ao se depararem com a substância sólida dos ânodos, eles começam a desacelerar, o que é acompanhado pela emissão de radiação eletromagnética.

A radiação de raios X, cujas propriedades são amplamente utilizadas na medicina, baseia-se na obtenção de uma imagem sombreada do objeto em estudo em uma tela sensível. Se o órgão diagnosticado for iluminado por um feixe de raios paralelos entre si, a projeção das sombras desse órgão será transmitida sem distorção (proporcionalmente). Na prática, a fonte de radiação é mais parecida com uma fonte pontual, por isso é colocada distante da pessoa e da tela.

Para obtê-lo, uma pessoa é colocada entre o tubo de raios X e uma tela ou filme que funciona como receptor de radiação. Como resultado da irradiação, os ossos e outros tecidos densos aparecem na imagem como sombras óbvias, aparecendo com mais contraste contra o fundo de áreas menos expressivas que transmitem tecidos com menor absorção. Nas radiografias, a pessoa fica “translúcida”.

À medida que os raios X se espalham, eles podem ser espalhados e absorvidos. Os raios podem viajar centenas de metros no ar antes de serem absorvidos. Na matéria densa, eles são absorvidos muito mais rapidamente. Os tecidos biológicos humanos são heterogêneos, portanto a absorção dos raios depende da densidade do tecido do órgão. absorve os raios mais rapidamente do que os tecidos moles porque contém substâncias com números atômicos elevados. Os fótons (partículas individuais de raios) são absorvidos por diferentes tecidos do corpo humano de diferentes maneiras, o que possibilita a obtenção de uma imagem contrastante por meio dos raios X.

A radiação de raios X (sinônimo de raios X) possui uma ampla faixa de comprimentos de onda (de 8·10 -6 a 10 -12 cm). A radiação de raios X ocorre quando partículas carregadas, na maioria das vezes elétrons, são desaceleradas no campo elétrico dos átomos de uma substância. Os quanta formados neste caso possuem energias diferentes e formam um espectro contínuo. A energia máxima dos quanta em tal espectro é igual à energia dos elétrons incidentes. Em (cm.) a energia máxima dos quanta de raios X, expressa em quiloelétron-volts, é numericamente igual à magnitude da tensão aplicada ao tubo, expressa em quilovolts. Quando os raios X passam através de uma substância, eles interagem com os elétrons de seus átomos. Para quanta de raios X com energias de até 100 keV, o tipo de interação mais característico é o efeito fotoelétrico. Como resultado dessa interação, a energia do quantum é completamente gasta para arrancar o elétron da camada atômica e transmitir-lhe energia cinética. À medida que a energia de um quantum de raios X aumenta, a probabilidade do efeito fotoelétrico diminui e o processo de espalhamento dos quantum por elétrons livres - o chamado efeito Compton - torna-se predominante. Como resultado dessa interação, também se forma um elétron secundário e, além disso, é emitido um quantum com energia inferior à energia do quantum primário. Se a energia do quantum de raios X exceder um megaelétron-volt, pode ocorrer o chamado efeito de emparelhamento, no qual um elétron e um pósitron são formados (ver). Consequentemente, ao passar por uma substância, a energia da radiação de raios X diminui, ou seja, sua intensidade diminui. Como a absorção de quanta de baixa energia ocorre com maior probabilidade, a radiação de raios X é enriquecida com quanta de energia mais alta. Esta propriedade da radiação de raios X é utilizada para aumentar a energia média dos quanta, ou seja, para aumentar sua dureza. Um aumento na dureza da radiação de raios X é alcançado usando filtros especiais (ver). A radiação de raios X é usada para diagnóstico de raios X (ver) e (ver). Veja também Radiação ionizante.

A radiação de raios X (sinônimo: raios X, raios X) é uma radiação eletromagnética quântica com comprimento de onda de 250 a 0,025 A (ou quanta de energia de 5·10 -2 a 5·10 2 keV). Em 1895 foi descoberto por VK Roentgen. A região espectral da radiação eletromagnética adjacente à radiação de raios X, cuja energia quanta excede 500 keV, é chamada de radiação gama (ver); a radiação cujos quanta de energia estão abaixo de 0,05 kev constitui radiação ultravioleta (ver).

Assim, representando uma parte relativamente pequena do vasto espectro da radiação electromagnética, que inclui tanto as ondas de rádio como a luz visível, a radiação de raios X, como qualquer radiação electromagnética, propaga-se à velocidade da luz (num vácuo de cerca de 300 mil km/ seg) e é caracterizado por um comprimento de onda λ (a distância que a radiação percorre em um período de oscilação). A radiação de raios X também tem uma série de outras propriedades de onda (refração, interferência, difração), mas são muito mais difíceis de observar do que a radiação de comprimento de onda mais longo: luz visível, ondas de rádio.

Espectros de raios X: a1 - espectro de Bremsstrahlung contínuo em 310 kV; a - espectro de freio contínuo em 250 kV, a1 - espectro filtrado com 1 mm Cu, a2 - espectro filtrado com 2 mm Cu, b - linhas de tungstênio da série K.

Para gerar radiação de raios X, são utilizados tubos de raios X (ver), nos quais a radiação ocorre quando elétrons rápidos interagem com átomos da substância anódica. Existem dois tipos de radiação de raios X: Bremsstrahlung e característica. Os raios X de Bremsstrahlung têm um espectro contínuo, semelhante à luz branca comum. A distribuição de intensidade em função do comprimento de onda (Fig.) é representada por uma curva com máximo; para ondas longas a curva cai planamente, e para ondas curtas ela cai abruptamente e termina em um certo comprimento de onda (λ0), chamado limite de ondas curtas do espectro contínuo. O valor de λ0 é inversamente proporcional à tensão no tubo. Bremsstrahlung ocorre quando elétrons rápidos interagem com núcleos atômicos. A intensidade do bremsstrahlung é diretamente proporcional à força da corrente anódica, ao quadrado da tensão através do tubo e ao número atômico (Z) da substância anódica.

Se a energia dos elétrons acelerados no tubo de raios X exceder o valor crítico para a substância anódica (essa energia é determinada pela tensão Vcr crítica para esta substância no tubo), ocorre a radiação característica. O espectro característico é alinhado; suas linhas espectrais formam séries, designadas pelas letras K, L, M, N.

A série K é o comprimento de onda mais curto, a série L é o comprimento de onda mais longo, as séries M e N são observadas apenas em elementos pesados ​​(Vcr de tungstênio para a série K é 69,3 kV, para a série L - 12,1 kV). A radiação característica surge da seguinte forma. Os elétrons rápidos expulsam os elétrons atômicos de suas camadas internas. O átomo é excitado e depois retorna ao estado fundamental. Nesse caso, os elétrons das camadas externas menos ligadas preenchem os espaços vagos nas camadas internas, e os fótons de radiação característica são emitidos com uma energia igual à diferença entre as energias do átomo nos estados excitado e fundamental. Essa diferença (e, portanto, a energia do fóton) tem um certo valor característico de cada elemento. Este fenômeno está subjacente à análise espectral de elementos por raios X. A figura mostra o espectro linear do tungstênio contra o fundo de um espectro contínuo de bremsstrahlung.

A energia dos elétrons acelerados no tubo de raios X é convertida quase inteiramente em energia térmica (o ânodo fica muito quente), apenas uma pequena parte (cerca de 1% a uma tensão próxima de 100 kV) é convertida em energia de bremsstrahlung.

O uso dos raios X na medicina é baseado nas leis de absorção dos raios X pela matéria. A absorção da radiação de raios X é completamente independente das propriedades ópticas da substância absorvedora. O vidro de chumbo incolor e transparente, usado para proteger o pessoal em salas de raios X, absorve quase completamente os raios X. Em contraste, uma folha de papel que não é transparente à luz não atenua os raios X.

A intensidade de um feixe de raios X homogêneo (isto é, um certo comprimento de onda) que passa através de uma camada absorvedora diminui de acordo com a lei exponencial (ex), onde e é a base dos logaritmos naturais (2.718), e o expoente x é igual a o produto do coeficiente de atenuação de massa (μ /p) cm 2 /g pela espessura do absorvedor em g/cm 2 (aqui p é a densidade da substância em g/cm 3). A atenuação da radiação de raios X ocorre devido ao espalhamento e à absorção. Consequentemente, o coeficiente de atenuação de massa é a soma dos coeficientes de absorção e dispersão de massa. O coeficiente de absorção de massa aumenta acentuadamente com o aumento do número atômico (Z) do absorvedor (proporcional a Z3 ou Z5) e com o aumento do comprimento de onda (proporcional a λ3). Esta dependência do comprimento de onda é observada dentro das bandas de absorção, em cujos limites o coeficiente apresenta saltos.

O coeficiente de dispersão de massa aumenta com o aumento do número atômico da substância. Em λ≥0,3Å o coeficiente de espalhamento não depende do comprimento de onda, em λ<0,ЗÅ он уменьшается с уменьшением λ.

Uma diminuição nos coeficientes de absorção e espalhamento com a diminuição do comprimento de onda causa um aumento no poder de penetração da radiação de raios X. O coeficiente de absorção de massa para o osso [a absorção se deve principalmente ao Ca 3 (PO 4) 2 ] é quase 70 vezes maior do que para os tecidos moles, onde a absorção se deve principalmente à água. Isso explica por que a sombra dos ossos se destaca tão nitidamente contra o fundo dos tecidos moles nas radiografias.

A propagação de um feixe de raios X não uniforme através de qualquer meio, juntamente com uma diminuição na intensidade, é acompanhada por uma mudança na composição espectral e uma mudança na qualidade da radiação: a parte de onda longa do espectro é absorvida em maior extensão do que a parte de ondas curtas, a radiação torna-se mais uniforme. Filtrar a parte de ondas longas do espectro permite, durante a terapia de raios X de lesões localizadas profundamente no corpo humano, melhorar a relação entre doses profundas e superficiais (ver filtros de raios X). Para caracterizar a qualidade de um feixe de raios X não homogêneo, utiliza-se o conceito de “camada de meia atenuação (L)” - uma camada de substância que atenua a radiação pela metade. A espessura desta camada depende da tensão no tubo, da espessura e do material do filtro. Para medir camadas de meia atenuação, são utilizados celofane (energia de até 12 keV), alumínio (20-100 keV), cobre (60-300 keV), chumbo e cobre (>300 keV). Para raios X gerados em tensões de 80-120 kV, 1 mm de cobre equivale em capacidade de filtragem a 26 mm de alumínio, 1 mm de chumbo equivale a 50,9 mm de alumínio.

A absorção e dispersão da radiação de raios X se devem às suas propriedades corpusculares; A radiação de raios X interage com os átomos como um fluxo de corpúsculos (partículas) - fótons, cada um dos quais possui uma certa energia (inversamente proporcional ao comprimento de onda da radiação de raios X). A faixa de energia dos fótons de raios X é de 0,05 a 500 keV.

A absorção da radiação de raios X se deve ao efeito fotoelétrico: a absorção de um fóton pela camada eletrônica é acompanhada pela ejeção de um elétron. O átomo é excitado e, retornando ao estado fundamental, emite radiação característica. O fotoelétron emitido carrega toda a energia do fóton (menos a energia de ligação do elétron no átomo).

O espalhamento de raios X é causado por elétrons no meio de espalhamento. É feita uma distinção entre espalhamento clássico (o comprimento de onda da radiação não muda, mas a direção de propagação muda) e espalhamento com mudança no comprimento de onda - o efeito Compton (o comprimento de onda da radiação espalhada é maior que o da radiação incidente ). Neste último caso, o fóton se comporta como uma bola em movimento, e o espalhamento dos fótons ocorre, segundo a expressão figurativa de Comton, como um jogo de bilhar com fótons e elétrons: ao colidir com um elétron, o fóton transfere para ele parte de sua energia e é espalhado, tendo menos energia (consequentemente, o comprimento de onda da radiação espalhada aumenta), um elétron voa para fora do átomo com energia de recuo (esses elétrons são chamados de elétrons Compton, ou elétrons de recuo). A absorção da energia dos raios X ocorre durante a formação de elétrons secundários (Compton e fotoelétrons) e a transferência de energia para eles. A energia da radiação de raios X transferida para uma unidade de massa de uma substância determina a dose absorvida de radiação de raios X. A unidade desta dose 1 rad corresponde a 100 erg/g. Devido à energia absorvida, ocorrem vários processos secundários na substância absorvedora, importantes para a dosimetria de raios X, pois é neles que se baseiam os métodos de medição da radiação de raios X. (ver Dosimetria).

Todos os gases e muitos líquidos, semicondutores e dielétricos aumentam a condutividade elétrica quando expostos aos raios X. A condutividade é detectada pelos melhores materiais isolantes: parafina, mica, borracha, âmbar. A mudança na condutividade é causada pela ionização do meio, ou seja, pela separação das moléculas neutras em íons positivos e negativos (a ionização é produzida pelos elétrons secundários). A ionização no ar é usada para determinar a dose de exposição aos raios X (dose no ar), que é medida em roentgens (ver Doses de radiação ionizante). Na dose de 1 r, a dose absorvida no ar é de 0,88 rad.

Sob a influência da radiação de raios X, como resultado da excitação das moléculas de uma substância (e durante a recombinação de íons), em muitos casos, um brilho visível da substância é excitado. Em altas intensidades de radiação de raios X, um brilho visível é observado no ar, papel, parafina, etc. (com exceção de metais). O maior rendimento de luminescência visível é fornecido por fósforos cristalinos, como Zn·CdS·Ag-fósforo e outros usados ​​para telas de fluoroscopia.

Sob a influência da radiação de raios X, vários processos químicos também podem ocorrer em uma substância: decomposição de compostos de haleto de prata (um efeito fotográfico usado em fotografia de raios X), decomposição de água e soluções aquosas de peróxido de hidrogênio, alterações nas propriedades de celulóide (turbidez e liberação de cânfora), parafina (turbidez e branqueamento).

Como resultado da conversão completa, toda a energia absorvida pela substância quimicamente inerte, a radiação de raios X, é convertida em calor. Medir quantidades muito pequenas de calor requer métodos altamente sensíveis, mas é o principal método para medições absolutas de radiação de raios X.

Os efeitos biológicos secundários da exposição à radiação de raios X são a base da terapia médica de raios X (ver). A radiação de raios X, cujos quanta são de 6 a 16 keV (comprimentos de onda efetivos de 2 a 5 Å), é quase completamente absorvida pelo tecido cutâneo do corpo humano; estes são chamados de raios limite, ou às vezes raios de Bucca (ver raios de Bucca). Para terapia de raios X profundos, é usada radiação filtrada com quanta de energia efetiva de 100 a 300 keV.

O efeito biológico da radiação de raios X deve ser levado em consideração não apenas durante a radioterapia, mas também durante o diagnóstico radiográfico, bem como em todos os outros casos de contato com radiação de raios X que requeiram o uso de proteção radiológica. (ver).

A descoberta e os méritos no estudo das propriedades básicas dos raios X pertencem por direito ao cientista alemão Wilhelm Conrad Roentgen. As incríveis propriedades dos raios X que ele descobriu receberam imediatamente uma enorme ressonância no mundo científico. Embora naquela época, em 1895, o cientista dificilmente pudesse imaginar quais benefícios, e às vezes danos, a radiação de raios X poderia trazer.

Vamos descobrir neste artigo como esse tipo de radiação afeta a saúde humana.

O que é radiação de raios X

A primeira questão que interessou ao pesquisador foi o que é a radiação de raios X? Uma série de experimentos permitiu verificar que se trata de uma radiação eletromagnética com comprimento de onda de 10 -8 cm, ocupando uma posição intermediária entre a radiação ultravioleta e a radiação gama.

Aplicações de raios X

Todos estes aspectos dos efeitos destrutivos dos misteriosos raios X não excluem de forma alguma aspectos surpreendentemente extensos da sua aplicação. Onde a radiação de raios X é usada?

1. Estudo da estrutura de moléculas e cristais.
2. Detecção de falhas por raios X (na indústria, detecção de defeitos em produtos).
3. Métodos de pesquisa médica e terapia.

As aplicações mais importantes dos raios X são possíveis graças aos comprimentos de onda muito curtos dessas ondas e às suas propriedades únicas.

Como estamos interessados ​​​​no efeito da radiação de raios X em pessoas que a encontram apenas durante um exame ou tratamento médico, consideraremos ainda mais apenas esta área de aplicação dos raios X.

Aplicação de raios X na medicina

Apesar do significado especial da sua descoberta, Roentgen não patenteou a sua utilização, tornando-a um presente inestimável para toda a humanidade. Já na Primeira Guerra Mundial, começaram a ser utilizadas máquinas de raios X, o que possibilitou diagnosticar com rapidez e precisão os feridos. Agora podemos distinguir duas áreas principais de aplicação dos raios X na medicina:

• Diagnóstico por raios X;
• Terapia de raios X.

Diagnóstico de raios X

O diagnóstico por raios X é usado de várias maneiras:

Vejamos as diferenças entre esses métodos.

Todos esses métodos de diagnóstico baseiam-se na capacidade dos raios X de iluminar o filme fotográfico e em suas diferentes permeabilidades aos tecidos e ao esqueleto ósseo.

Terapia de raios X

A capacidade dos raios X de ter um efeito biológico nos tecidos é usada na medicina para tratar tumores. O efeito ionizante desta radiação se manifesta mais ativamente em seu efeito nas células que se dividem rapidamente, que são as células dos tumores malignos.

No entanto, você também deve estar ciente dos efeitos colaterais que inevitavelmente acompanham a terapia com raios X. O fato é que as células dos sistemas hematopoiético, endócrino e imunológico também se dividem rapidamente. Os efeitos negativos sobre eles dão origem a sinais de doença da radiação.

O efeito da radiação de raios X em humanos

Logo após a notável descoberta dos raios X, descobriu-se que os raios X tinham efeito sobre os humanos.

Esses dados foram obtidos em experimentos com animais experimentais, porém, os geneticistas sugerem que consequências semelhantes podem se estender ao corpo humano.

O estudo dos efeitos da exposição aos raios X tornou possível desenvolver padrões internacionais para doses de radiação permitidas.

Doses de raios X durante o diagnóstico de raios X

Depois de visitar a sala de raios X, muitos pacientes ficam preocupados sobre como a dose de radiação recebida afetará sua saúde?

A dose de radiação corporal total depende da natureza do procedimento realizado. Por conveniência, compararemos a dose recebida com a radiação natural que acompanha uma pessoa ao longo de sua vida.

1. Radiografia: tórax - a dose de radiação recebida equivale a 10 dias de radiação de fundo; parte superior do estômago e intestino delgado - 3 anos.
2. Tomografia computadorizada de órgãos abdominais e pélvicos, bem como de todo o corpo - 3 anos.
3. Mamografia - 3 meses.
4. As radiografias das extremidades são praticamente inofensivas.
5. Já nas radiografias dentárias, a dose de radiação é mínima, pois o paciente é exposto a um feixe estreito de raios X com curta duração de radiação.

Essas doses de radiação atendem a padrões aceitáveis, mas se o paciente sentir ansiedade antes de fazer a radiografia, ele tem o direito de solicitar um avental de proteção especial.

Exposição a raios X em mulheres grávidas

Cada pessoa é obrigada a se submeter a exames de raios X mais de uma vez. Mas existe uma regra - este método diagnóstico não pode ser prescrito para mulheres grávidas. O embrião em desenvolvimento é extremamente vulnerável. Os raios X podem causar anomalias cromossômicas e, como resultado, o nascimento de crianças com defeitos de desenvolvimento. O período mais vulnerável a este respeito é a gravidez até 16 semanas. Além disso, as radiografias da coluna vertebral, das áreas pélvicas e abdominais são mais perigosas para o feto.

Sabendo dos efeitos nocivos da radiação de raios X na gravidez, os médicos evitam de todas as maneiras possíveis seu uso durante esse período importante da vida da mulher.

No entanto, existem fontes secundárias de radiação de raios X:

• microscópios eletrônicos;
• tubos de imagem de TVs em cores, etc.

As gestantes devem estar cientes do perigo que representam.

O diagnóstico por raios X não é perigoso para mães que amamentam.

O que fazer depois de um raio-X

Para evitar efeitos mínimos da exposição aos raios X, você pode seguir alguns passos simples:

• após uma radiografia, beba um copo de leite - remove pequenas doses de radiação;
• É muito útil tomar uma taça de vinho seco ou suco de uva;
• Por algum tempo após o procedimento, é útil aumentar a proporção de alimentos com alto teor de iodo (frutos do mar).

Porém, nenhum procedimento médico ou medida especial é necessário para remover a radiação após um raio-X!

Apesar das consequências indubitavelmente graves da exposição aos raios X, o seu perigo durante os exames médicos não deve ser subestimado - são realizados apenas em determinadas áreas do corpo e muito rapidamente. Os benefícios deles excedem muitas vezes o risco deste procedimento para o corpo humano.

A medicina moderna usa muitos médicos para diagnóstico e terapia. Alguns deles foram usados ​​há relativamente pouco tempo, enquanto outros são praticados há dezenas ou mesmo centenas de anos. Além disso, há cento e dez anos, William Conrad Roentgen descobriu raios X incríveis, que causaram ressonância significativa no mundo científico e médico. E agora médicos de todo o mundo os utilizam em sua prática. O tema da nossa conversa de hoje será os raios X na medicina, discutiremos seu uso com um pouco mais de detalhes.

Os raios X são um tipo de radiação eletromagnética. São caracterizados por qualidades de penetração significativas, que dependem do comprimento de onda da radiação, bem como da densidade e espessura dos materiais irradiados. Além disso, os raios X podem fazer com que uma série de substâncias brilhem, influenciar organismos vivos, ionizar átomos e também catalisar algumas reações fotoquímicas.

Aplicação de raios X na medicina

Hoje, as propriedades dos raios X permitem que eles sejam amplamente utilizados em diagnósticos de raios X e terapia de raios X.

Diagnóstico de raios X

O diagnóstico de raios X é usado ao realizar:

Raio X (radioscopia);
- radiografia (imagem);
- fluorografia;
- Radiografia e tomografia computadorizada.

Raio X

Para realizar tal estudo, o paciente deve posicionar-se entre o tubo de raios X e uma tela fluorescente especial. Um radiologista especialista seleciona a rigidez necessária das radiografias, obtendo na tela uma imagem dos órgãos internos, bem como das costelas.

Radiografia

Para realizar este estudo, o paciente é colocado em um cassete contendo um filme fotográfico especial. A máquina de raios X é colocada diretamente acima do objeto. Como resultado, aparece no filme uma imagem negativa dos órgãos internos, que contém uma série de pequenos detalhes, mais detalhados do que durante um exame fluoroscópico.

Fluorografia

Este estudo é realizado durante exames médicos em massa da população, inclusive para detecção de tuberculose. Nesse caso, uma imagem de uma tela grande é projetada em um filme especial.

Tomografia

Ao realizar a tomografia, os feixes de computador ajudam a obter imagens de órgãos em vários lugares ao mesmo tempo: em seções transversais de tecido especialmente selecionadas. Esta série de raios X é chamada de tomograma.

Tomografia computadorizada

Este estudo permite registrar seções do corpo humano usando um scanner de raios X. Posteriormente, os dados são inseridos em um computador, resultando em uma imagem transversal.

Cada um dos métodos de diagnóstico listados é baseado nas propriedades de um feixe de raios X para iluminar um filme fotográfico, bem como no fato de que os tecidos e ossos humanos diferem em diferentes permeabilidades aos seus efeitos.

Terapia de raios X

A capacidade dos raios X de influenciar os tecidos de uma maneira especial é usada para tratar formações tumorais. Além disso, as qualidades ionizantes desta radiação são especialmente perceptíveis quando afectam células que são capazes de se dividir rapidamente. São precisamente essas qualidades que distinguem as células das formações oncológicas malignas.

No entanto, é importante notar que a terapia com raios X pode causar muitos efeitos colaterais graves. Este efeito tem um efeito agressivo sobre o estado dos sistemas hematopoiético, endócrino e imunológico, cujas células também se dividem muito rapidamente. A influência agressiva sobre eles pode causar sinais de enjôo devido à radiação.

O efeito da radiação de raios X em humanos

Ao estudar os raios X, os médicos descobriram que eles podem causar alterações na pele que lembram uma queimadura solar, mas são acompanhadas por danos mais profundos à pele. Essas ulcerações demoram muito para cicatrizar. Os cientistas descobriram que tais lesões podem ser evitadas reduzindo o tempo e a dose de radiação, bem como usando blindagem especial e métodos de controle remoto.

Os efeitos agressivos dos raios X também podem se manifestar a longo prazo: alterações temporárias ou permanentes na composição do sangue, suscetibilidade à leucemia e envelhecimento precoce.

O efeito dos raios X em uma pessoa depende de muitos fatores: qual órgão é irradiado e por quanto tempo. A irradiação dos órgãos hematopoiéticos pode causar doenças do sangue e a exposição aos órgãos genitais pode levar à infertilidade.

A realização de irradiação sistemática está repleta de desenvolvimento de alterações genéticas no corpo.

O verdadeiro dano dos raios X no diagnóstico por raios X

Ao realizar um exame, os médicos utilizam o número mínimo possível de radiografias. Todas as doses de radiação atendem a certos padrões aceitáveis ​​e não podem prejudicar uma pessoa. Os diagnósticos de raios X representam um perigo significativo apenas para os médicos que os realizam. E então os métodos modernos de proteção ajudam a reduzir ao mínimo a agressão dos raios.

Os métodos mais seguros de diagnóstico por raios X incluem radiografias das extremidades, bem como radiografias dentárias. O próximo lugar neste ranking é a mamografia, seguida pela tomografia computadorizada e depois pela radiografia.

Para que o uso dos raios X na medicina traga apenas benefícios ao ser humano, é necessário realizar pesquisas com o auxílio deles somente quando indicado.