Concetti Chiave
- I raggi X sono onde elettromagnetiche prodotte tramite una sorgente di elettroni, una forza che li accelera e un bersaglio che li frena.
- La dose assorbita misura la quantità di radiazione assorbita, espressa in gray (Gy), mentre l'intensità di dose è la dose assorbita per unità di tempo.
- Il tubo di Crookes e il tubo di Coolidge sono dispositivi utilizzati per generare raggi X tramite diverse modalità di interazione tra elettroni e anodi.
- Nella produzione di raggi X, la maggior parte dell'energia cinetica si trasforma in calore, mentre solo il 2% si converte in raggi X.
- Le particelle alfa, beta e gamma hanno diversi gradi di penetrazione e effetti biologici, con i raggi gamma che richiedono protezioni più spesse come il piombo.
I raggi X sono onde elettromagnetiche che viaggiano nel vuoto. Non esistono in natura.
Per produrre i raggi X sono necessari:
● una sorgente di elettroni;
● una forza che li acceleri;
● un bersaglio che li freni.
Indice
Misurazione della dose assorbita
La dose assorbita descrive quantitativamente la quantità di radiazione assorbita.
È il rapporto tra l’energia assorbita in Joule e la massa in kg. L’unità di misura è il gray (Gy).
L’intensità di dose assorbita indica la dose assorbita per unità di tempo ed è espressa in gray/sec o anno.
La dose assorbita descrive quantitativamente la quantità di radiazione assorbita. È il rapporto tra l’energia assorbita in Joule e la massa in kg. L’unità di misura è il gray (Gy).
L’intensità di dose assorbita indica la dose assorbita per unità di tempo ed è espressa in gray/sec o anno
Effetti delle radiazioni sugli organismi
L’effetto di una radiazione su un organismo dipende da quanta energia è trasportata dalle singole particelle che la compongono, quanta energia è trasferita complessivamente all’organismo e quanta nell’unità di tempo, e dal tipo di radiazione, corpuscolare a-b o elettromagnetica x-y.
A parità di dose assorbita, l’esposizione a radiazioni diverse provoca danni biologici diversi. I raggi x hanno 1 quindi il grey (dose assorbita) in questo caso corrisponde al sievert (dose equivalente).
Funzionamento del tubo di Crookes
Nel tubo di Crookes un insieme di elettroni, emessi da una spirale di tungsteno (catodo) portata ad incandescenza
(effetto termoelettrico), vengono focalizzati attraverso un riflettore e vengono accelerati in linea retta da una differenza di potenziale.
Gli elettroni si muovono nel tubo, all’interno del quale c’è il vuoto e, successivamente, incontrano l’anodo, anch’esso composto da tungsteno, dove vengono frenati. Interagendo con l’anodo, cedono la loro energia e in questo modo si formano i raggi X.
Funzionamento del tubo di Coolidge
Il tubo di Coolidge presenta una batteria a corrente continua, il circuito viene chiuso e al suo interno presenta una spirale di metallo che rappresenta una resistenza. Quando gli elettroni passano nel circuito dal + al – la scaldano e per effetto termoionico fanno una nube di elettroni. Se aggiungo un circuito fuori a corrente continua gli elettroni vengono attratti dall’anodo e quando vi arrivano trovano il metallo con cui interagiscono e lo fanno in 2 modi:
● Brebstrahlung o frenamento: l’elettrone negativo viene attratto dalla differenza di potenziale. Prima di sbattere si avvicina ad altri elettroni negativi, quindi, viene respinto e deviato. Mentre viene deviato, perde parte della sua energia emettendo il fotone X (usato per fare le immagini).
● Radiazione tipica: Se invece l’elettrone è abbastanza accelerato, interagisce con un altro elettrone, lo sbatte fuori, entra nell’atomo, va a riempire il vuoto del guscio, e viene emessa una radiazione X caratteristica, che ha sempre la stessa lunghezza d’onda che dipende dal materiale usato per fare l’anodo.
In questa interazione il 98% dell’energia cinetica si trasforma in calore e il 2% in raggi X.
Utilizzo dei raggi X in diagnostica
Quando si usano i raggi X in diagnostica, ci sono due valori da considerare:
● Quantità: dipende da quanti elettroni ci sono nella spirale e quindi dall’intensità di corrente che viene utilizzata.
● Qualità: quanta energia hanno gli elettroni.
In mammografia servono delle interazioni precise quindi si usano dei tubi che hanno una radiazione caratteristica
intorno a 70-80 kV in modo da interagire correttamente con i tessuti molli della mammella.
Caratteristiche delle particelle alfa, beta e gamma
Particelle alfa (nuclei He, radiazione corpuscolare): forte effetto biologico ma vengono bloccate facilmente (anche solo una mano).
Particelle beta (radiazione corpuscolare): positroni e elettroni. Sono più penetranti ma vengono fermate da un foglio di alluminio.
Particelle gamma (privi di massa) sono i più penetranti, ci vogliono anche 5 cm di piombo per fermarli.
Domande da interrogazione
- Quali sono i raggi X?
- Come si produce i raggi X?
- Cosa indica la dose assorbita?
- Cosa indica l'intensità di dose assorbita?
- Quali sono le particelle che compongono la radiazione elettromagnetica?
I raggi X sono onde elettromagnetiche che viaggiano nel vuoto.
Per produrre i raggi X sono necessari una sorgente di elettroni, una forza che li acceleri e un bersaglio che li freni.
La dose assorbita descrive quantitativamente la quantità di radiazione assorbita ed è il rapporto tra l'energia assorbita in Joule e la massa in kg.
L'intensità di dose assorbita indica la dose assorbita per unità di tempo ed è espressa in gray/sec o anno.
Le particelle che compongono la radiazione elettromagnetica sono corpuscolari a-b o elettromagnetiche x-y.
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