TUBOS DE RAYOS X
Páginas: 7 (1537 palabras)
Publicado: 8 de junio de 2013
EL TUBO DE RAYOS X
El tubo de rayos X es el lugar en donde se generan los rayos X, en base a un procedimiento mediante el cual se aceleran unos electrones en primer lugar, para después frenarlos bruscamente. De esta forma se obtienen los fotones que constituyen la radiación ionizante utilizada en radiodiagnóstico. Para ello, dicho tubo consta de un filamento metálico (cátodo) que, al ponerseincandescente, produce una nube de electrones a su alrededor -efecto termoiónico-. Estos electrones son acelerados mediante una elevada diferencia de potencial (kV), y se les lleva a chocar contra el ánodo, en donde son frenados liberando su energía cinética como fotones que constituyen los rayos X utilizados en clínica.
Todos los elementos descritos están en el interior de un "tubo" (T) de vidrioen donde se ha hecho el vacío para facilitar que el desplazamiento de los electrones sea lo más rectilíneo posible. El haz útil de rayos X sale en la dirección mostrada en la figura atravesando una región del tubo (V), en la que el espesor del vidrio es menor que en el resto, es la denominada ventana de rayos X. Rodeando esta estructura se encuentra una carcasa de plomo y acero. Entre ella y eltubo es necesaria la existencia de un sistema de refrigeración, con el fin de disipar el calor que se produce al chocar los electrones contra el ánodo: de la energía empleada en la producción de rayos X el 99% se convertirá en calor y sólo el 1% en rayos X.
Desde que Coolidge en 1913 describió el tubo de rayos X de filamento caliente prácticamente ha permanecido sin modificaciones. La másimportante es la incorporación del ánodo giratorio frente al ánodo fijo, lo que ha aumentado significativamente la vida útil del tubo de rayos X.. En las figuras 5.2.y 5.3. se pueden apreciar los dos tipos de tubos de rayos X, con ánodo giratorio y ánodo fijo, respectivamente. En radiodiagnóstico, todos los tubos de rayos X empleados en la actualidad son de ánodo giratorio.
El cátodo de un tubo derayos x.
El filamento o cátodo suele ser una pequeña bobina o muelle de wolframio, material elegido por sus buenas propiedades desde el punto de vista de emisión termoiónica (Efecto Eddison), y punto de fusión elevado. Estas propiedades alargan la vida útil del tubo.
Los electrones producidos es preciso que choquen con el ánodo en el menor espacio posible, razón por la cual se concentra el haz deelectrones en el zócalo o funda de copa metálica. En la figura 5.4. se puede apreciar el zócalo presente en los tubos de ánodo giratorio, en cuyo fondo se ubica el filamento; mientras que en la figura 5.5. se observa la disposición del filamento en el tubo de rayos X de ánodo fijo. Cuanto mayor incandescencia se produzca en el cátodo o filamento del tubo, mayor será el número de electrones quesaltarán de las últimas capas electrónicas del átomo de wolframio al espacio circundante (emisión termoiónica), y mayor será el número de electrones dispuestos a ser acelerados. Este mecanismo se regula con el miliamperaje del aparato.
La mayoría de los tubos de diagnóstico suelen tener dos filamentos de diferente tamaño (figura 5.6.) . Esto permite trabajar buscando un compromiso entre el tamañomínimo del foco -mejor resolución-, y una mayor disipación de potencia -tiempo de disparo menor-. Existen distintas formas de encapsular ambos filamentos, aunque en todos los casos la selección se realiza con facilidad desde el exterior.
El ánodo de un tubo de rayos x.
El material habitual con el que se fabrica el ánodo de un tubo de rayos X suele ser Wolframio. En el caso de lostubos de mamografía el material empleado es el Molibdeno, y recientemente se han comenzado a confeccionar también de Rodio-Paladio. El Wolframio presenta un punto de fusión elevado, ventaja adicional frente a otros materiales con alto número atómico (Z), que también hubieran podido ser adecuados para la producción de rayos X.
El tubo de rayos X de filamento caliente debe de alcanzar una...
El tubo de rayos X es el lugar en donde se generan los rayos X, en base a un procedimiento mediante el cual se aceleran unos electrones en primer lugar, para después frenarlos bruscamente. De esta forma se obtienen los fotones que constituyen la radiación ionizante utilizada en radiodiagnóstico. Para ello, dicho tubo consta de un filamento metálico (cátodo) que, al ponerseincandescente, produce una nube de electrones a su alrededor -efecto termoiónico-. Estos electrones son acelerados mediante una elevada diferencia de potencial (kV), y se les lleva a chocar contra el ánodo, en donde son frenados liberando su energía cinética como fotones que constituyen los rayos X utilizados en clínica.
Todos los elementos descritos están en el interior de un "tubo" (T) de vidrioen donde se ha hecho el vacío para facilitar que el desplazamiento de los electrones sea lo más rectilíneo posible. El haz útil de rayos X sale en la dirección mostrada en la figura atravesando una región del tubo (V), en la que el espesor del vidrio es menor que en el resto, es la denominada ventana de rayos X. Rodeando esta estructura se encuentra una carcasa de plomo y acero. Entre ella y eltubo es necesaria la existencia de un sistema de refrigeración, con el fin de disipar el calor que se produce al chocar los electrones contra el ánodo: de la energía empleada en la producción de rayos X el 99% se convertirá en calor y sólo el 1% en rayos X.
Desde que Coolidge en 1913 describió el tubo de rayos X de filamento caliente prácticamente ha permanecido sin modificaciones. La másimportante es la incorporación del ánodo giratorio frente al ánodo fijo, lo que ha aumentado significativamente la vida útil del tubo de rayos X.. En las figuras 5.2.y 5.3. se pueden apreciar los dos tipos de tubos de rayos X, con ánodo giratorio y ánodo fijo, respectivamente. En radiodiagnóstico, todos los tubos de rayos X empleados en la actualidad son de ánodo giratorio.
El cátodo de un tubo derayos x.
El filamento o cátodo suele ser una pequeña bobina o muelle de wolframio, material elegido por sus buenas propiedades desde el punto de vista de emisión termoiónica (Efecto Eddison), y punto de fusión elevado. Estas propiedades alargan la vida útil del tubo.
Los electrones producidos es preciso que choquen con el ánodo en el menor espacio posible, razón por la cual se concentra el haz deelectrones en el zócalo o funda de copa metálica. En la figura 5.4. se puede apreciar el zócalo presente en los tubos de ánodo giratorio, en cuyo fondo se ubica el filamento; mientras que en la figura 5.5. se observa la disposición del filamento en el tubo de rayos X de ánodo fijo. Cuanto mayor incandescencia se produzca en el cátodo o filamento del tubo, mayor será el número de electrones quesaltarán de las últimas capas electrónicas del átomo de wolframio al espacio circundante (emisión termoiónica), y mayor será el número de electrones dispuestos a ser acelerados. Este mecanismo se regula con el miliamperaje del aparato.
La mayoría de los tubos de diagnóstico suelen tener dos filamentos de diferente tamaño (figura 5.6.) . Esto permite trabajar buscando un compromiso entre el tamañomínimo del foco -mejor resolución-, y una mayor disipación de potencia -tiempo de disparo menor-. Existen distintas formas de encapsular ambos filamentos, aunque en todos los casos la selección se realiza con facilidad desde el exterior.
El ánodo de un tubo de rayos x.
El material habitual con el que se fabrica el ánodo de un tubo de rayos X suele ser Wolframio. En el caso de lostubos de mamografía el material empleado es el Molibdeno, y recientemente se han comenzado a confeccionar también de Rodio-Paladio. El Wolframio presenta un punto de fusión elevado, ventaja adicional frente a otros materiales con alto número atómico (Z), que también hubieran podido ser adecuados para la producción de rayos X.
El tubo de rayos X de filamento caliente debe de alcanzar una...
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