Producción de Rayos X

Producción de Rayos X

Los electrones viajan desde el cátodo hasta el ánodo constituyen la corriente del tubo de rayos X. Cuando esos electrones chocan contra los átomos del metal pesado del blanco (Normalmente tungsteno), interaccionan con ellos y transfieren su energía cinética al blanco.

Los electrones interaccionan con los electrones orbitales o los núcleos de los átomos del blancopor tres mecanismos diferentes, que dan lugar a emisiones energéticas diferentes:

1.- Casi toda la energía cinética de los electrones proyectil se convierte en calor. Los electrones interaccionan con los electrones externos de los átomos del blanco, pero no les transfieren energía suficiente para ionizarlos. Los electrones de la capa externa pasan simplemente a un nivel de energía mas alto (son excitados) volviendo inmediatamente a su estado de energía normal con emisión de radiación infrarroja (calor).

2.- Se produce radiación característica cuando un electrón interacciona con un electrón de una capa interna del átomo blanco. Cuando esa interacción es suficientemente violenta como para ionizar el átomo blanco se origina radiación característica. El electrón de la capa interna que se ha ionizado ha dejado un “hueco” en su orbital que será ocupado por un electrón de una capa externa. El tungsteno, por ejemplo, tiene electrones hasta en la capa P y cuando es ionizado un electrón de la capa K, su hueco puede ser ocupado por electrones de cualquiera de las capas más externas. La transición de un electrón orbital desde una capa externa hasta otra interna va acompañada de la emisión de un fotón de rayos X de energía igual a la diferencia de energías de enlace de los correspondientes electrones orbitales.

3.- Un tercer tipo de interacción es la producida cuando un electrón se aproxima lo suficiente al núcleo de un átomo del blanco como para interactuar con él. Esta interacción se establece en términos de atracción electrostática dada la carga negativa del electrón frente a la positiva del núcleo.

Debido a ella el electrón proyectil se frena y se desvía respecto a su trayectoria primaria. En este proceso el electrón pierde energía cinética. Esa energía reaparece en forma de fotón de rayos X.

Este tipo de rayos X se conoce como radiación de frenado o bremsstrahlung.

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