Produccion rayos x

Material de entrenamiento del OIEA sobre protección radiológica en radiodiagnóstico y en radiología
intervencionista

Producción de rayos X

Introducción
Se revisan:
• Los principales elementos de un tubo
de rayos X: estructura del cátodo y del
ánodo
• Las restricciones tecnológicas del
material del ánodo y del cátodo
• Las curvas de carga y las capacidades
caloríficas del tubo derayos X
L 6: Producción de rayos X

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Temas
•
•
•
•
•
•

Elementos básicos de una unidad de rayos X
Estructura del cátodo
Estructura del ánodo
Curvas de carga
Generador de rayos X
Control automático de exposición

L 6: Producción de rayos X

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Objetivo

Familiarizarse con los principios
tecnológicos de la producción de
rayos X

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intervencionista

Parte 6: Producción de rayos X
Tema 1: Elementos básicos de una unidad de
rayos X

Elementos básicos de una unidad de
rayos X
• Generador: circuito de
potencia que
suministra el potencial
requerido al tubo de
rayos X
• Tubo de rayos X y
colimador: dispositivo
queproduce el haz de
rayos X
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Tubos de rayos X

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Componentes del tubo de rayos X
• Cátodo: filamento que, al calentarse, es la
fuente del haz de electrones dirigido hacia
el ánodo
– filamento de wolframio

• Ánodo (estacionario o rotatorio): recibe el
impacto de los electrones y emite rayos X
• Vidrio (o metal) queencapsula el tubo (los
electrones se mueven en vacío)
• Material de blindaje (protección frente a la
radiación dispersa)

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Componentes del tubo de rayos X
encapsulado

cátodo

1:marca de la mancha focal

1: filamento de wolframio largo
2: filamento de wolframio corto
3: cátodo de tamaño real

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Parte 6: Producción de rayos X

Tema 2: Estructura del cátodo

Estructura del cátodo (I)
• El cátodo incluye los filamentos y circuitería
asociada
– wolframio: material preferido por su alto punto de
fusión (3370°C)
– baja evaporación del filamento
– no se arquea
– depósito mínimo de W sobrela cubierta de vidrio

• Para reducir la evaporación, la temperatura
de emisión del cátodo solo se alcanza antes
de la exposición.
– en espera, la temperatura se mantiene a ± 1500°C
para que los 2700°C de temperatura de emisión se
alcancen en una fracción de segundo.
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Ejemplo de un cátodo

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Estructura del cátodo(II)
• Los tubos modernos tienen dos filamentos
– Uno largo: mayor corriente/menor resolución
– Uno corto: menor corriente/mayor resolución

• La interacción coulombiana hace divergente el
haz de electrones en su camino hacia el ánodo
– Falta de electrones que produzcan rayos X
– Mayor área de impacto en el blanco
– Incremento de la mancha focal peor resolución
de la imagen
¡Lafocalización de los electrones es crucial!
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Parte 6: Producción de rayos X

Tema 3: Estructura del ánodo

Características del tubo de rayos X
• Restricciones mecánicas en el ánodo
– Material: wolframio, renio, molibdeno, grafito
– Mancha focal:superficie del ánodo sobre la que
impactan los electrones
– Ángulo anódico
– Diámetro del disco y de la pista anular (frecuencia
de rotación desde 3000 a 10000 revoluc./minuto)
Espesor ⇒ masa y material (volumen) ⇒
capacidad calorífica

• Restricciones térmicas en el ánodo
– Potencia instantánea en carga (unidades de calor)
– Curva temporal de almacenamiento de calor
– Curva temporal...