Rayos X

RAYOS X

La aplicación de rayos X tanto en medicina como en la industria e investigación, es ampliamentedifundida a través de todo el mundo y sin duda constituye el principal agente de riesgo radiológi-co. Esto se debe al gran número de personas expuestas directa o indirectamente por su labor,por su condición de paciente, o bien como público, de alguna instalación con este tipo de equi-pamiento. Es por eso que en la formación profesional en Protección Radiológica, resulta de sumaimportancia poseer un conocimiento adecuado de todos los aspectos vinculados a la generacióny uso de equipos de rayos X.

GENERACION DE RAYOS X

Los rayos X están constituidos por fotones de energías tales que en su proceso de interaccióncon la materia producen efectos ionizantes (fotoeléctrico, Compton, formación de pares electrón-positrón) y abarcan un rango de longitudes de onda en gran parte coincidente con el de los foto-nes gamma de fuentes radiactivas de uso médico e industrial.Para poder generar rayos X en forma convencional, es necesario contar con los siguientes ele-mentos:

• Tubo o ampolla de rayos X.

• Fuente de alta tensión.

• Circuito y/o sistema de control de emisión.

TUBO DE RAYOS X

Este elemento es el corazón del equipo generador de rayos X. Consiste de una ampolla dondese realizó alto vacío, del orden de 10 a la -4 atmósferas, en cuyo interior pueden identificarse dos elec-trodos: uno denominado cátodo, (a polarizar negativo), dentro o en proximidades de la cual seemplazan uno o más filamentos, y otro denominado, ánodo(a polarizar positivo), que podrá ser fijo o giratorio. Al polarizar los electrodos, se establece entre ellos un campo eléctrico capaz deacelerar los electrones de una nube formada por emisión termoiónica en las proximidades delfilamento, cuando por él circula una corriente. En el ánodo se ha construido una zona o pista(región de producción de rayos X) de un material especialmente seleccionado por sus caracterís-ticas físicas (wolframio o tungsteno, molibdeno o rhodio en diferentes aleaciones) que actúacomo blanco de impacto de los electrones acelerados electrostáticamente.En la Figura 1 se observa un esquema del tubo y sus elementos constitutivos:

Figura 1. Tubo de rayos X moderno, de ánodo giratorio.El esquema muestra la relación entre el filamento y el blanco giratorio

En la Figura 2 se muestra: Un dispositivo del cátodo, en el cual pueden apreciarse las cúpulas enfocadoras y dos fila-mentos de tamaños distintos. Estos elementos están dispuestos de forma que se produzcanhaces de electrones que se enfoquen hacia rectángulos estrechos, sobre el blanco. El fila-mento menor produce una corriente de electrones con un área transversal reducida y, por lotanto, un foco más pequeño. La aplicación del principio de foco lineal y del ángulo del blanco (ánodo) con objeto de obte-ner un foco efectivo pequeño. Al observarlo en dirección del rayo central, el foco real aparecemucho más chico (foco efectivo).

Figura 2. dispositivo del cátodo y aplicación del principio de foco lineal y del ángulo del blanco

FUENTE DE ALTA TENSIÓN

A los fines de poder polarizar los electrodos constitutivos del tubo de rayos X es necesario unsistema que provea valores de diferencia de potencial que variarán entre 20 kV y 150 kV paraequipos de radiodiagnóstico, pudiendo llegar hasta 400 kV para radioterapia convencional o ra-diografía industrial.

En todos los casos se utilizan transformadores elevadores de tensión, pero según las necesida-des de cada aplicación variará, tanto la alimentación eléctrica (que podrá ser monofásica o trifá-sica o en algunos casos especiales un pack de baterías), como los procesos de rectificación dela corriente alterna de alta tensión, que según existan o no y/o sean de mayor o menor compleji-dad, permitirán la obtención de equipos de muy variada condición de estabilidad y confiabilidaddel valor de potencial seleccionado.

De acuerdo a la alimentación eléctrica, los generadores pueden clasificarse en

• Autorrectificados.

• Con rectificación de media onda.

• Con rectificación de onda completa (monofásico o trifásico).

• Polifásicos o multipulsados.

• De alta frecuencia o potencial constante.

•

En la Figura 3 y 4 se muestran diferentes tipos de alimentación:

Figura 3: circuito típico de un tubo de rayos x autorectificado.

figura 4: formas de alimentación de alta tencion para diferentes tipos de generadores.

CIRCUITOS DE CONTROL DE EMISIÓN

La intensidad y calidad del haz de rayos X emitidos por un tubo dependerá fundamentalmente de:

• La diferencia de potencial entre ánodo y cátodo (kilovoltaje, kV) que fijará la energíamáxima de los fotones.

• El producto de la corriente de tubo por el tiempo de exposición (mAs), siendo ésta lacarga neta y en consecuencia, proporcional al número de electrones que efectivamente cho-carán contra el blanco del ánodo. De ellos dependerá el número de fotones producidos y laintensidad del haz.

Este tipo de dispositivos de control pueden ser de tecnologías muy diferentes pero en todos loscasos permiten al operador seleccionar

...