Razele X

Studenti: Mare Iuliana Mate Henrieta

1)Cum functioneaza razele X ?

Razele X sunt radiatii electromagnetice ionizante, cu lungimi de unda mici, cuprinse intre 0,1 i 100 (angstrom). Razele X nu sunt foarte diferite de razele de lumina pe care le vedem cu ochiul liber. Ambele sunt forme de energie electromagnetica, dar exista intre ele cateva diferente. Razele X au o lungime de unda mai mica decat lumina vizibila, astfel ca nu le putem vedea cu ochiul liber. A doua diferenta este aceea ca razele de lumina sunt absorbite de tesuturile corpului uman, astfel ca nu pot trece prin ele, in timp ce razele X sunt absorbite doar intr-o anumita masura. Cel mai util este faptul ca diferitele tesuturi ale corpului uman absorb in mod diferit razele X. Astfel, oasele absorb o cantitate mare de energie, pe cand tesuturile moi absorb mai putina. Cand faci o radiografie, felul cum razele X trec prin corpul tau este inregistrat de o camera ce foloseste un film, asemanator cu cel de la aparatele foto clasice. Ceea ce primesti dupa radiografie este un negativ, pe care zonele mai expuse la radiatii acolo unde nu a existat niciun obstacol in calea razelor X - apar negre, iar cele mai putin expuse apar mai deschise la culoare. Astfel, zonele unde a existat tesut osos intre camera si razele X apar albe, iar cele corespunzatoare tesuturilor moi apar gri.

2)Tipuri de Radiatii :

Radiatie Alfa

Radiatie Beta

Radiatie Gamma

3)Natura radiatiilor XRadiatiile X sunt radiatii electromagnetice cu o putere de penetrare indirect proportionala cu lungimea de unda. Cu cat lungimea de unda este mai mica, cu atat puterea de penetrare este mai mare. Razele mai lungi, apropiate de banda razelor ultraviolete sunt cunoscute sub denumirea de radiatii moi. Razele mai scurte , apropiate de radiatiile gama, se numesc raze x dure. Radiatiile X se produc cand electronii cu viteza mare lovesc un obiect material. O mare parte din energia electronilor se transforma in caldura iar restul se transforma in raze x, producand modificari in atomii tintei, ca rezultat al impactului. Radiatia emisa nu este monocromatica ci este compusa dintr-o gama larga de lungimi de unda.

4) Proprietatile radiatiilor X- in vid ele se propaga cu viteza luminii; - impresioneaza placile fotografice; - nu sunt deviate de campuri electrice si magnetice; - produc fluorescenta unor substante (emisie de lumina); Exemple de substante fluorescente: silicat de zinc, sulfura de cadmiu, sulfura de zinc, care emit lumina galben-verzuie. - sunt invizibile, adica spre deosebire de lumina, nu impresioneaza ochiul omului; - patrund cu usurinta prin unele substante opace pentru lumina- ionizeaza gazele prin care trec, numrul de ioni produsi indica intensitatea radiatiilor. Pe aceasta proprietate se bazeaz functionarea detectoarelor de radiatii. - au actiune fiziologica, distrugand celulele organice, fiind, in general, nocive pentru om. Pe aceasta proprietate se bazeaz folosirea lor in tratamentul tumorilor canceroase, pentru distrugerea tesuturilor bolnave.

5) Cum se produc razele X? Razele X se pot obtine in tuburi electronice vidate, in care electronii emisi de un catod incandescent sunt accelerati de campul electric dintre catod si anod (anticatod). Electronii cu viteza mare ciocnesc anticatodul care emite radiatii X. Electronii rapizi care ciocnesc anticatodul interactioneaza cu atomii acestuia in doua moduri:Electronii, avand viteza mare, trec prin invelisul de electroni al atomilor anticatodului si se apropie de nucleu. Nucleul, fiind pozitiv, ii deviaza de la directia lor initiala. Cand electronii se indeparteaza de nucleu, ei sunt franati de campul electric al nucleului; in acest proces se emit radiatii X. La trecerea prin invelisul de electroni al atomilor anticatodului, electronii rapizi pot ciocni electronii atomilor acestuia. In urma ciocnirii, un electron de pe un strat interior (de exemplu de pe stratul K) poate fi dislocat. Locul ramas vacant este ocupat de un electron aflat pe straturile urmatoare (de exemplu de pe straturile L, M sau N). Rearanjarea electronilor atomilor anticatodului este insotita de emisia radiatiilor X.

6)Aplicatiile radiatiilor X Principalele utilizari: cercetari stiintifice, industrie, medicina. Studiul radiatiilor X a jucat un rol vital in fizica, in special in dezvoltarea mecanicii cuantice. Ca mijloc de cercetare, radiatiile X au permis fizicienilor sa confirme experimental teoria cristalografiei. Folosind metoda difractiei, substantele cristaline pot fi identificate si structura lor determinate. Metoda poate fi aplicata si la pulberi, care nu au structura cristalina, dar o structura moleculara regulata. Prin aceste mijloace se pot identifica compusi chimici si se poate stabili marimea particulelor ultramicroscopice. Prin spectroscopie cu raxe X se pot identifica elementele chimice si izotopii lor. In afara de aplicatiile din fizica, chimie, mineralogie, metalurgie si biologie, razele X se utilizeaza si in industrie, pentru testarea nedestructiva a unor aliaje metalice. Pentru asemenea radiografii se utilizeaza Cobalt 60 si Caesium 137. De asemenea prin radiatii X se testeaza anumite faze de productie si se elimina defectele. Razele X ultramoi se folosesc in determinarea autenticitatii unor lucrari de arta sau la restaurarea unor picturi. In medicina, radiografele sau fluoroscoapele sunt mijloace de diagnosticare. In radiotarapie se utilizeaza in tratamentul cancerului. Aparatul computerizat, tomograful axial (scanner CAT sau CT) a fost inventat in 1972 de inginerul eletronist Godfrey Hounsfield si a fost pus in aplicare pe scara larga dupa anul 1979

Au fost descopoerite de fizicianul german Rontgen Wilhelm Conrad(1845-1923). In timpul unor experimente, fizicianul german Wilhelm Conrad Rntgen, bombardand un corp metalic cu electroni rapizi, a descoperit ca acesta emite radiatii foarte penetrante, radiatii pe care le-a denumit raze X. Radiatiile X au fost numite mai tarziu radiatii Roentgen sau Rntgen. Ele se obtin in tuburi electronice vidate, in care electronii emisi de un catod incandescent sunt accelerati de campul electric dintre catod si anod (anticatod)

Atunci cand s-au descoperit razele X, comunitatea medicala nu a inteles cat sunt de periculoase, astfel ca multi medici si pacienti s-au imbolnavit din cauza lor. Cu timpul s-a descoperit ca razele X sunt radiatii ionizante, adica pot face ca atomii pe care ii intalnesc in cale sa capete o incarcatura electrica, transformandu-se in ioni. Cum corpul nostru este si el format din atomi, incarcatura electrica pe care o capata ei poate sa distruga fasia de ADN. Iar o celula cu fasie de ADN distrusa fie moare, fie dezvolta o mutatie

Domeniul medicinii in imagistica a cunoscut o crestere fenomenala in ultimul secol. Cu aparitia calculatoarelor puternice si putin expensive, imagistica s-a extins si au gasit drumul lor in medicina. Dintre toate gama de sisteme cele dedicate planului imaginii obtinuta cu raze X, este o tehnologie in cursed dezvoltare, cum ar fi realitatea virtual. Unele aparate din imagistica is relative ieftine, cum ar fi ultrasunete, dar altele de exemplu tomografia cu emisie de pozitroni (PET), instalatia coasta milioane de dolari pentru hardware-ul si ocuparea fortei de munca a personalului cu nivel de doctorat sa opereze aparatului.

Biomedical Enginering HandbookPrinciple of medical imagingwww.wikipedia.rowww.google.ro

*