Equipos y materiales radiológicos

TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN RADIOLOGÍA E IMAGENOLOGÍA[pic 1][pic 2][pic 3]

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Morelia, Michoacán, a 25 de noviembre de 2024

EQUIPOS Y MATERIALES RADIOLÓGICOS

Profesor: Tsuri Isaac Guzmán Ortiz

Alumno: Eduardo Chávez Rosiles

Grado: Primer semestre

Grupo: Sabatino

Tubo de rayos X

Un tubo de rayos X es una válvula de vacío utilizada para la producción de rayos X, emitidos mediante la colisión de los electrones producidos en el cátodo o polo negativo contra los átomos del ánodo o polo opositivo. Su funcionamiento o radiación se genera cuando los electrones impactan sobre un blanco de material altamente resistente. Contienen un  tubo fino y uno grueso, el tubo fino se usa cuando se requiere una mayor resolución espacial y menor capacidad a 300mA, el tubo grueso se usa cuando se estudian partes del cuerpo grandes y una capacidad mayor a 400mA. El cátodo posee un filamento que está situado frente al ánodo en la parte central, del ánodo está situado el blanco de wolframio sobre el que incide los electrones. Tanto el ánodo como el cátodo están en el interior de una ampolla de vidrio, el interior se ha hecho al vacío para facilitar el desplazamiento de los electrones, el haz de luz de rayos x sale en forma de abanico, a través de una ventana donde el espesor del vidrio es menor que en el resto del equipo. La ampolla está en el interior de un recipiente metálico relleno de aceite que actúa como refrigerante y todo ello va rodeado de una coraza de plomo. Cuando la corriente eléctrica pasa por el filamento este se calienta y se pone incandescente, emitiendo electrones por efecto termoiónico, en mayor cantidad cuanto mayor sea tu temperatura, es decir, cuanto mayor sea la intensidad eléctrica que circula por el filamento mayor cantidad de electrones por segundo. De esta manera se puede regular la cantidad electrones que circulan por el tubo y se puede variar la cantidad total de radiación producida sin variar su energía, La diferencia de potencial aplicada entre el ánodo positivo y el cátodo negativo se utiliza para acelerar los electrones emitidos por el filamento haciéndolos impactar contra el blanco a gran velocidad y esta velocidad dependerá de esa diferencia de potencial. Los electrones que inciden sobre el blanco a gran velocidad se frenan y una pequeña parte de su energía cinética se transforma en rayos X de frenado y el resto se disipa en forma de calor, el 99% de la energía de los electrones se transforma en calor y sólo el 1% se transforma en rayos X. El filamento suele ser una pequeña bobina de wolframio ya que este material tiene propiedades físicas de alta emisividad termoiónica, punto de fusión elevado y baja evaporación en vacío. La Copa de enfoque tiene una potente carga negativa que supera a la repulsión que se establece entre los electrones, de forma que condensa el haz de electrones en un área pequeña de ánodo, casi todos los tubos de rayos X tienen dos puntos focales, uno grande y uno pequeño.

El ánodo es el lado positivo del tubo de rayos X, existen ánodos fijos y ánodos rotatorios, el ánodo fijo se utiliza en aparatos que no requieren intensidad ni potencia altas en el tubo, el ánodo está formado por una barra de cobre, recubierto de wolframio en la zona de impacto de los electrones o superficie local, la superficie del ánodo está inclinada respecto a la dirección del haz para que los rayos X formados salgan perpendiculares al tubo; el ánodo rotatorio es capaz de producir el haz de rayos X de alta intensidad en un tiempo breve, la superficie sobre la que chocan los electrones es sensiblemente mayor. Las interacciones entre los electrones y el blanco sólo producen parcialmente emisión de rayos X, la mayor parte de las interacciones son del tipo electrón-electrón y generan una alta tasa de calor que alteraría la superficie del blanco si no existiera refrigeración, cuando blanco gira el calor se reparte por toda la pista anódica y la superficie del foco calorífico es mayor que la del foco electrónico. En los ánodos rotatorios el blanco también está inclinado con respecto a la perpendicular de la trayectoria de los electrones para poder disipar más calor sin aumentar el tamaño aparente del foco. La rotación se consigue con un motor eléctrico en el que la parte móvil está en la zona de vacío equilibrada cuidadosamente para que la rotación del conjunto anódico sea lo más libre posible.

Los dos tipos de ánodos, poseen una estructura de soporte y un blanco. El blanco utilizado en los tubos de rayos X convencionales suele ser también de wolframio ya que el material del que se construye el ánodo debe reunir ciertas propiedades como, alto punto de fusión, gran conductividad calorífica, baja tensión de vapor y alto número atómico. La energía con que se aceleran los electrones desde el cátodo al ánodo dará lugar a radiaciones de diferentes frecuencias, más elevadas cuanto mayor sea la velocidad alcanzada por estos electrones.

Los tubos de Rayos X funcionan con corriente continua de alto voltaje mayores de 40 kV, como la fuente del de energía comercial es corriente alterna debajo voltaje es necesario un circuito de alimentación que conste de una etapa de amplificación y otra de rectificación de tensión. Durante la etapa de amplificación se utiliza un transformador y amplificado que sube la tensión hasta alcanzar la que se requiere aplicar al tubo. Los transformadores se encuentran sumergidos en aceite que actúan como aislante, hay también un pequeño transformador-reductor para el alimentar el filamento, ponerlo incandescente y conseguir la emisión de electrones. El tubo de rayos X sólo deja pasar la corriente eléctrica cuando el cátodo es negativo y el ánodo positivo, la aplicación de una polaridad inversa cátodo positivo y ando negativo no permite el paso de la corriente, si el  tubo de rayos X se conecta a una corriente alterna directamente, él mismo actúa como rectificador, pues sólo aprovechará la semionda correspondiente al ánodo positivo y al cátodo negativo, en los equipos de gran potencia se emplea corriente trifásica y circuitos multipulso, de esta forma la tención de alimentación aplicada al tubo es prácticamente continua. La proyección focal de la radiación sobre la película varía a lo largo del eje del tubo siendo menor la intensidad en la zona anódica en la catódica y por tanto la densidad óptica varía de la misma forma.

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