T6. Preguntas rayos X.

Francesco Missiroli y Nicholas Baracchini.

1.- Qué características constructivas del tubo de rayos X se correlacionan con qué características del espectro de emisión de los rayos X?

La distancia entre ánodo y cátodo para variar la resistencia del medio entre ambos y con lo cual regular la cantidad de electrones que se envían al ánodo en función de la tensión de entrada.
También es importante el material del que está hecho el ánodo, ya que esto varía los picos y la forma del espectro de emisión de rayos. También es importante la forma del ánodo ya que puede influir en el calentamiento o no del material y mejorar el rendimiento.

2.- Qué características de la operación del tubo de rayos X se correlacionan con qué características del espectro de la radiación producida (o lo que es lo mismo, que controles tiene y que es lo que controlan)?

La primera característica sobre la que se puede actuar en los aparatos de rayos X es la diferencia de potencial existente entre en ánodo (positivo) y el cátodo (negativo) ya que es esta diferencia de potencial la que arranca y acelera los electrones que se encuentran excitados por agitación térmica.

La segunda característica es el tiempo de exposición que es determinante para que los rayos X puedan interactuar con el tejido de interés.

3.- Por qué han de estar los tubos a vacío?

Según la ley de ohm el flujo de electrones a través de un material resistivo depende directamente de la impedancia de dicho material y de la diferencia de potencial aplicado entre sus extremos. Los tubos de rayos X pueden ser moldeados como un circuito eléctrico de tal manera que la diferencia de potencial es el voltaje aplicado en el ánodo y el cátodo y la resistencia el material que los electrones han de atravesar, en este caso vacío, el cual tiene una impedancia eléctrica característica menor que la del aire ya que éste posee moléculas con la que los electrones pueden chocar cediendo parte de su energía cinética en forma de calor (ley de Joule). Otro motivo por el cual los tubos están en vacío es para evitar la desviación de los electrones lo que dificultaría que estos incidieran en la zona correcta.

4.- Por qué es importante el espectro de emisión para la radiología ¿no son iguales todos los rayos x?

Es importante el espectro de emisión porque cada zona del cuerpo tiene un rango de energía óptimo para obtener sus mejores imágenes. Por ello, la manipulación de las características de la operación que regulan o controlan el espectro de emisión nos permite adaptarnos a los rangos de energía más adecuados para cada parte del cuerpo humano.

T5. Cuantificaciòn y fuentes naturales de radioactividad.

Nicholas Baracchini y Francesco Missiroli.

http://ibiibaracchini.blogspot.com.es/2017/10/t5.html?spref=bl

T4. Documentaciòn cientifica.


https://drive.google.com/open?id=0B6T8ttgOxE9wbGRUSkczSHI5QWc

T3. Radiaciones

[ 1 ] Cuando se aniquilan un positrón y un electrón, ¿de qué energía son los dos fotones que se generan?

Segundo los estudios sobre la Teoría de la Relatividad de Einstein la energía de un fotón puede ser expresada por:

Donde:

m = la masa del electròn = 9,11*10^(-31) [Kg] ;

c = velocidad de la luz ≈  3*10^(8)  [m / s] ;

Resulta E = 8,18*10^(-14) [J].

Desde que:   1 eV = 1,6*10^(-19) J 

   E = 511,25 [keV] .




[ 2 ]  Con la intención de tener una idea cuantitativa de dónde está el límite de la rediación ionizante (dañina para las personas) vamos a buscar la energía de enlace de un enlace típico de la química orgánica (un C-H o algo similar) y ver de qué energía ha de ser un fotón para romperlo.

Energìa enlace C-H = 414 [ kJ/mol ] ;

Utilizamos la Relación de Planck-Enstein expresada aquì a lado.

Desde que:

1 mol = 6,022*10^(23) particulas ;

E =  414 [ kJ/mol ] / 6,022*10^(23) [ 1/mol ] = 6,875*10^(-19) [ J ].

1 eV = 1,6*10^(-19) J   E = 4,2967 [ eV ].

Utilizando la relaciòn mencionada antes:

f = E / h = 4,2967 [ eV ] / 4,136*10^(-15) [ eV*s ] =  1,0389*10^(15) [ Hz ] .

T2. Origen de la radioactividad

[ 1 ] Se mide en elettronvolt (eV); un eV se puede definir como coulomb*volt y desde que la carga de un e → 1,6*10^(-19) C resulta que 1ev → 1,6*10^(-19) J.

[ 2 ] Es del orden de Megaelettronvolt (MeV) o Kiloelettronvolt (KeV). Las reacciones químicas en cambio son del orden de elettronvolt (eV).

Ejemplo:  considero el isòtopo con masa once del boro (11B). El nucleo 11B es estable, y la suddivisiòn energeticamente favorida  (11B → α + 7 Li) se encuentra a una energìa mayor de 8.664 MeV. Este significa que tenemos que fonir al sistema una energìa 8.664 MeV porque el nùcleo pueda romperse en dos partes. Una tècnica utilizada es bombardar los nùcleos de 10B con paquetes de neutrones a baja energìa y transformar el 10B en 11B. El 11B se forma en un estado exaltado 11B* con energìa 11.454 MeV, superior a el lìmite necesario para producir las dos partes. La reacciòn es: n+10B → 11Β*→ α + 7 Li , las dos partes se dividen la energìa que falta (11.454- 8.664) MeV=2.790 MeV en forma de energìa cinetica. 

[ 3 ]