interaccion de los rayos X con la materia

introducción

Todos los usos que se le dan a la radiación están basados en, penetración de la materia y depósito de energía. Las imágenes radiográficas por ejemplo, son posibles porque estas penetran de manera distinta a los diferentes materiales, a diferencia de la radioterapia donde su objetivo es depositar energía en tejidos malignos para eliminarlos. Por tanto la interacción de la radiacióncon la materia es primordial es de vital importancia en varios campos como el mencionado anteriormente, la medicina y otro es la protección radiológica. Si los orígenes de las radiaciones son atómicos o nucleares, también es de esperarse que sus efectos se inicien a nivel atómico o nuclear. Imaginemos a nivel microscópico que una de las radiaciones que hemos descrito penetra en un material. Loque esta radiación encuentra a su paso son electrones y núcleos atómicos, pero en general mucho más electrones que núcleo. Cuando la materia recibe o interactúa con una radiación provoca ciertos fenómenos dependiendo del tipo de interacción que tengan la radiación con la materia obtendremos diferentes efectos, los cuales varían según el tipo de energía y el material (el elemento). Los rayos xinteraccionan con la materia de las cinco formas siguientes: 1) dispersión coherente, 2) dispersión compton, 3) efecto fotoeléctrico, 4) producción de pares y 5) fotodesintegración, pero únicamente el efecto fotoeléctrico y la dispersión compton son de importancia para obtener una imagen radiográfica.











Desarrollo.

Dispersión clásica o coherente.
La dispersión coherente consisteen la interacción de un fotón en un átomo, donde el fotón interactúa con un electrón (e-), pero el fotón no sufre ningún cambio de energía, y el electrón (e-) sufre un incremento de energía pero no suficiente como para extraerlo del átomo.
Los rayos x con energías inferiores aproximadamente a 10KeV interaccionan con la materia mediante la dispersión coherente, denominada en ocasiones clásica odispersión de Thompson. Thompson fue el primer físico que describió la dispersión coherente. En la dispersión coherente, el rayo X únicamente interacciona con un átomo diana, haciendo que este se convierta en un átomo excitado. El átomo diana libera, de forma inmediata, su exceso de energía en forma de rayo X dispersado con una longitud de onda igual a la del rayo X incidente (λ = λ’) y, por tanto,de igual energía. Sin embargo, la dirección del rayo X dispersado es diferente de la del rayo X incidente. El resultado de la dispersión coherente es un cambio en la dirección de rayo X sin que se modifique su energía. No existe transferencia de energía y, de ese modo, tampoco existe ionización. La mayoría de rayos X dispersos de forma coherente se dirigen hacia delante.
La dispersión coherenteimplica, principalmente, a los rayos X de baja energía, los cuales apenas contribuyen a la imagen médica. Sin embargo, se presenta cierta dispersión coherente a lo largo del intervalo diagnóstico. A 70KVp, un pequeño porcentaje de los rayos X experimentan dispersión coherente, que contribuye ligeramente al ruido de la imagen, el color grisáceo general de una radiografía que reduce el contraste dela imagen.

Fotodesintegración
Efecto que se produce cuando un fotón de rayos X choca con un electrón de las capas más internas cediéndole toda su energía ocasionando su salida del átomo con una determinada energía cinética. El fotón interactúa con un electrón (e-) del átomo y expulsa al electrón (e-) de la capa externa del átomo dando le parte de su energía, dispersando al fotón y creando unaradiación dispersa. Para ello, el rayo γ debe tener una energía mayor que un valor umbral, el que depende del núcleo. Los valores de la energía son elevados y no corresponden a fotones emitidos por radioisótopos, salvo algunas excepciones como es el caso del 9Be, cuyo valor umbral es 1,666MeV. La reacción 9Be (γ,n)8Be es usada en fuentes de neutrones mono-energéticos. La fotodesintegración es...