Produção de raios X - Conteúdo vinculado ao blog http://fisicanoenem.blogspot.com/

Production of X rays and bulb . A conversão de arquivo do SlideShare "mata" várias animações. Todo o conteúdo vinculado a este arquivo está descrito, organizado e lincado no nosso blog:
http://fisicanoenem.blogspot.com/

1. Professor Rodrigo Penna

2. Professor Rodrigo
Penna
-Técnico em Eletrônica, CEFET/MG, 1990.
-Graduado em Física, UFMG, 1994.
Licenciatura plena.
-Pós-Graduado em Ensino de Física,
Faculdade de Educação, UFMG, 1999.
-Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares,
Departamento de Engenharia Nuclear,
UFMG, 2006.
- Doutorando em Ciências e Técnicas
Nucleares, Departamento de Engenharia
Nuclear, UFMG.
Já atuou no Ensino Fundamental, Médio, Pré-
Vestibular, Técnico e Superior, nas redes
Pública e Privada.
Site na Internet: www.fisicanovestibular
Link para curriculum no Sistema Lattes:
http://lattes.cnpq.br/6150368513460565EMAILs
[email protected]
[email protected]

3. Prof. Rodrigo Penna
3
GERAÇÃO DOS RAIOS X
Os raios X são gerados através de dois
processos que ocorrem em nível atômico:
♫A frenagem (Bremsstrahlung);
♫E os Raios X carcterísticos.
É importante salientar que tais processos se dão na
chamada ELETROSFERA. Assim, a origem dos
raios X não é NUCLEAR, ou seja, eles não são
gerados no núcleo dos átomos.

4. Prof. Rodrigo Penna
4
A Frenagem (Bremsstrahlung)
1.Elétron de alta energia penetra no átomo;
2.A atração do núcleo o faz frear;
3.Parte de sua energia cinética “vira” raio X.

5. Prof. Rodrigo Penna
5
Raios X Característicos
1.Elétron acelerado ioniza o átomo nas camadas mais internas:
K, L.
2.Fica uma vaga desocupada nesta camada;
3.Outro elétron do átomo vem ocupá-la, emitindo um fóton de
evergia típica de cada átomo utilizado como alvo.

6. Prof. Rodrigo Penna
6
Espectro de Frenagem
É contínuo, isto é, produz-se raios X de várias
energias (qualidade) diferentes. Vulgarmente,
“produz-se mais raio X ruim e menos raio X
bom.”

7. Prof. Rodrigo Penna
7
ESPECTRO CARACTERÍSTICO
Se apresenta como linhas destacadas,
“montado” sobre o espectro contínuo. É típico
para cada material utilizado como alvo.

8. Prof. Rodrigo Penna
8
MOLIBDÊNIO - MAMÓGRAFO
X-Ray Tube Monitor for Mammography Machines

9. Prof. Rodrigo Penna
9
PRATA
FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X, USADA
PARA ANÁLISE DE MATERIAIS.

10. Prof. Rodrigo Penna
10
AS AMPOLAS DE RAIOS X
ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMENTO.

11. Prof. Rodrigo Penna
11
FOTO DE UMA AMPOLA

12. Prof. Rodrigo Penna
12
FUNCIONAMENTO BÁSICO
FILAMENTO: ao ser aquecido por corrente
elétrica (2 a 5 Ampères), “cospe” elétrons. Dois
tamanhos: fino e grosso.
Os filamentos atingem temperaturas
de mais de 2.000
o
C. Para suportar
tais temperaturas, são feitos de
Tungstênio (W), material de alto ponto
de fusão.

13. Prof. Rodrigo Penna
13
CAPA FOCALIZADORA
Observe que os filamentos (“molinhas”) estão
envolvidos por uma espécie de capa metálica.
Ela é eletrizada negativamente e sua função é
“ajuntar” os elétrons.
Capa carregada
negativamente.

14. Prof. Rodrigo Penna
14
Cátodo Ânodo
VÁCUO E ACELERAÇÃO
Dentro da ampola é feito vácuo, que permite acelerar os
elétrons. Uma alta voltagem, de milhares de volts, é aplicada
entre o filamento e o alvo (catodo e anodo, - e +) para este fim.

15. Prof. Rodrigo Penna
15
O ALVO - ANODO
É nele que os elétrons em alta velocidade irão
se chocar para produzirem os Raios X. Feito
de Tungstênio ou outros materiais.

16. Prof. Rodrigo Penna
16
DISSIPAÇÃO DE CALOR
Ao ser atingido, o alvo converte cerca de 99%
da energia dos elétrons em calor e apenas
cerca de 1% em Raios X. Para dissipar
tamanha quantidade de calor, o anodo é ligado
ou envolvido a uma haste de cobre e, na
máquina, a ampola é imersa em óleo.
Observe a cor avermelhada,
típica do Cobre, atrás do
alvo.

17. Prof. Rodrigo Penna
17
A
B
ANODO GIRATÓRIO
Nos aparelhos convencionais,
o alvo gira evitando super-
aquecimento e danos na área
atingida pelos elétrons.
Em aparelhos com alvos fixos,
como os odontológicos, a
potência precisa ser calculada
e limitada a ponto de não causar
danos irreversíveis à ampola.

18. Prof. Rodrigo Penna
18
INCLINAÇÃO DO ALVO
A inclinação do alvo
direciona o feixe de raios X
até o paciente e cria o
chamado Foco Efetivo, que
é a projeção geométrica da
área atingida pelos elétrons
no plano do objeto irradiado.
O Foco Efetivo é menor que
a região atingida, de onde
“brota” os Raios X.

19. Prof. Rodrigo Penna
19
SOFISTICAÇÃO
Focos comuns vão de 0,2 a 2 mm, mas já há de alguns mm.

20. Prof. Rodrigo Penna
20
EFEITO ANÓDICO
Os elétrons que penetram no alvo
geram raios X no interior do
mesmo. Assim, a radiação é
obrigada a atravessar uma
camada de metal antes de sair.
A geometria do alvo faz com
que a espessura da camada
varie em função do ângulo de
irradiação.
Assim, a intensidade do feixe
aumenta na direção do
Catodo.

21. Prof. Rodrigo Penna
21
EFEITO ANÓDICO - 2

22. Prof. Rodrigo Penna
22
BIBLIOGRAFIA
 Fabricante Brand X-ray tube Co, site http://www.brandx-ray.com/, em 27/02/05.
 NDT Products, site http://www.ndtproducts.ca/, em 27/05/02.
 Radioatividade, apostila educativa da CNEN, disponível no site http://www.cnen.gov.br/default2.asp, em
20/08/04.
 Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos, Luiz Tauhata, Ivan P. A. Salati, Renato Di Prinzio e
Antonieta R. Di Prinzio, IRD, CNEN - tem na biblioteca da escola. Baixei na internete, site
http://www.ird.gov.br/tauhata/FundamentosCORv5.pdf em 08/08/2004.
 The Essential Physics of Medical Imaging, Bushberg, Seibert, Leidholdt e Boone, Ed. Lippincott
Williams & Wilkins. Tem na biblioteca, mas obviamente é em inglês.
 Site interativo muito interessante, da Universidade de Bristol, Inglaterra,
http://hsc.uwe.ac.uk/radiography/RScience/RScienceshome.htm, em 27/02/05.
 Bases Físicas e Tecnológicas Aplicadas aos Raios X, Renato Dimenstein e Thomaz Ghilardi Netto,
Ed. SENAC. Tem na biblioteca.
 Aulas multimídia do Professor Sérgio Lúcio P. C. Lopes.
 Radiograph in Modern Industry, excelente livro, baixei no site da KODAK internacional.
 BONTRAGER, K.L. Tratado de Técnica Radiológica e Base Anatômica. 5ª edição. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan S.A, 200. 840 p .