Espectroscopia De Rayos X

• Reseña Histórica • Que son los Rx • Procesos • Instrumentación

• Usos y Aplicaciones • Equipos, imágenes y video

• Cuando Roentgen descubrió casualmente, los rayos X, se encontraba trabajado con los denominados “rayos catódicos”, Estos rayos no eran más que electrones que saltaban del cátodo (por eso lo de rayos catódicos) y tendían a viajar en dirección al ánodo. Estudiando estefenómeno, Roentgen se dio cuenta de que algo, era capaz de velar las películas fotográficas que tenía cerca de su dispositivo experimental. Observó que solo cuando activaba los rayos catódicos se producía el velado, por tanto lo que fuese, X, debía surgir del dispositivo. Experimentó estos nuevos rayos desconocidos con su propia mujer, a la que consiguió hacerle la primera radiografía. Para ellointerpuso su mano en el camino de dichos rayos y colocó una película fotográfica detrás. El resultado fue una imagen de todos los huesos que constituían la mano de su esposa, que curiosamente murió de leucemia a los pocos años.

• Radiación electromagnética de longitud de onda corta que es producida por el frenado de electrones de elevada energía o por transiciones electrónicas de electrones que seencuentran en los orbitales internos de los átomos. • El intervalo de longitudes de onda de los rayos X va desde aproximadamente 10-5 Å hasta alrededor de 100 Å; sin embargo, la espectroscopía de rayos X convencional abarca la región de aproximadamente 0.1 Å a 25 Å.

Cuando una partícula acelerada con suficiente energía, colisiona con un átomo, los electrones de las capas internas son desplazados,incluso provocan su ionización o expulsión del electrón del átomo. Un electrón de alguna capa más externa ocupa el hueco producido en la capa interna cediendo su energía en forma de radiación electromagnética, siendo esta radiación (rayos X) específica para cada átomo.

• Cuando esa radiación X interacciona con la materia se producen una serie de procesos que tienen aplicación en el análisisquímico; entre ellas: • Absorción de rayos X, muy utilizada en Medicina y en detección de fallos en piezas metálicas. • Fluorescencia de rayos X, de amplia utilización en análisis cualitativo y semicuantitativo de la mayoría de los elementos. • Difracción de rayos X, muy usada para identificar estructuras cristalinas de sólidos, proporcionando información acerca de la colocación de las moléculas yátomos en un cristal a partir de la ecuación de Bragg, nλ=2d.senω. Con ella es posible obtener información en materiales como minerales, cristales sintéticos y tejidos de organismos vivos.

Los componentes básicos de un equipo de rayos X son: una fuente productora de rayos X, que se hacen incidir sobre la muestra a analizar, un monocromador para dispersar los rayos X secundarios emitidos por lamuestra y un detector de la radiación dispersada.

Fuente de Rayos X
Se trata de un tubo a alto vacío en el que se monta un cátodo de filamento de tungsteno y un ánodo sólido. Para calentar el filamento y para acelerar los electrones hacia el blanco se utilizan circuitos separados. El circuito de calentamiento permite controlar la intensidad de los rayos X emitidos, mientras que el potencialde aceleración determina su energía o longitud de onda. La producción de rayos X por bombardeo de electrones es un proceso muy poco eficaz: menos del 1% de la potencia eléctrica se convierte en potencia radiante, mientras que el resto se degrada a calor que debe ser disipado por equipos de refrigeración

Filtros y Colimadores (Monocromador)

Los filtros del tubo son útiles en general parasuavizar la radiación de fondo y mejorar los límites de detección.

Filtro de cobre de 100 micras.- suaviza la radiación de fondo y mejora el límite de detección de los elementos en el rango de 20-30 keV.

Debido a que la radiación se propaga en todas las direcciones y para que los fotones no viajen en direcciones no deseadas. Los colimadores, que consisten de una serie de láminas colocadas...