interaccion de los rayos x con la materia
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IMAGENOLOGIA
INTERACCION DE LOS RAYOS X CON LA MATERIA. EFECTO
FOTOELECTRICO.EFECTOCOMPTON
INTERACCION
DE LA
RADIACION
IONIZANTE
CON LA
MATERIA
INTERACCION DE
ELECTRONES
CON LA MATERIA
INTERACCION
DE LOS
RAYOS X CON
LA MATERIA
Tres tipos
de
colisiones
Elástica
Inelástica
Radiactiva (Prod. de rayos x)
Espectro de rayos x: Espectro
continuo o de frenado y característico
Ley de atenuación
Tipos de
interacción
Formación de la imagen
radiológica
Int. Fotoeléctrico
Int. De Comptom
Producción de Pares
La partícula, al sufrir estascolisiones con los átomosdel medio, modifica suestructura electrónica,produciendo excitación,ionización o disociación.En este caso, parte de laenergía de la partículaincidente es absorbidapor el átomo.
La colisión radiactivatiene lugar cuando elelectrón incidente pasapróximo a los electronesque están en la cortezade los átomos delmedio material, dandolugar a una repulsiónentre las cargas delmismo signo.
Se produce enconsecuencia, a unavariación en la direcciónque lleva el electrónincidente, una disminuciónde su velocidad y, portanto, una pérdida deenergía que se emite enforma de radiaciónelectromagnética ofotones y se denominaRadiación de frenado
Pérdida de
energía
electromagnétic
a en forma de
fotones por
electrones que se
frenan en su paso
por el núcleo del
átomo.
–La pérdida de energía es mayor. Ejm: tungsteno
–Crece al aumentar la energía del electrón.
dN/dE = Densidad espectral)
De un blanco “delgado”E
E0EE0
De un blanco “grueso”
dN/dEdN/dE
E0= Energía de los electrones
E = Energía de los fotones emitidos
La pérdida de energía por Bremsstrahlung Crece al aumentar la energía del electrón
LEY DE ATENUACIÓN
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ATENUACIÓN DE FOTONES
Cuando un haz de fotones (rayos X o radiación γ) atraviesa un material se
observa una disminución en el número de estos: ATENUACIÓN.
Donde μ (m-1) se conoce como el coeficiente de atenuación lineal y
depende de la energía de los fotones y del material absorbente.
N = No e-
μx
DISPERSIÓN
DISPERSIÓN
FOTONES
ABSORCIÓN ATENUACIÓN
Fórmula válida si:
• Fotones monoenergéticos
• Haz colimado
• Absorbente delgado
NoN
x
0 E 2E 3E 4E 5E 6E
Espesores de semirreducción
0
20
40
60
80
100
120Radiación transmitida (%)
15
x
Coeficiente de atenuación másico: μ m = μ/r (cm2/g)
Ley de atenuación: N = N0 e-μmxm
donde xm= x·r
ATENUACIÓN DE FOTONES
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Espesor de semirreducción: Grosor del material
que consigue atenuar el haz (monoenergético) a la mitad:
d1/2= Ln(2) / μ= 0.693 / μ
ATENUACIÓN DE FOTONES
1/10
Ln 10 = d
Espesor decimorreductor :d1/10
es aquel que reduce la intensidad del haz (monoenergético) a su décima
parte:
Capa hemirreductora (CHR)
es aquella que reduce la exposición del haz (de espectro continuo) a
la mitad.
TIPOS DE
INTERACCIÓN
En este proceso el fotón es absorbido por el átomo con el cual interacciona. El
fotón interacciona invirtiendo toda su energía en separar un nuevo electrón y
darle energía cinética.
Este electrón llamado fotoelectrón, escapa del átomo con una energía cinética
Ek igual a la diferencia entre la energía del fotón incidente E(hv) y su energía de
ligadura del electrón.
Interacción Fotoeléctrica
Si el fotón tiene energía suficiente (dentro del intervalo done se produce con
mayor probabilidad la interacción fotoeléctrica), el 80% de interacciones se
produce liberando electrones de la capa de K.
La actividad y probabilidad del proceso fotoeléctrico aumentará rápidamente a
medida que lo hace el número atómico del material y la energía de los fotones
disminuye.
Dispersión Comptom
También llamado Efecto Comptom
Cundo se incrementa la energía de un fotónincidente, su longitud de onda disminuye, entoncesaumenta la probabilidad de interacción con unelectrón libre.
Es así como este fotón, al incidir cede parte de susenergía al electrón libre.
Al momento del choque, este electrón va a adquiriruna determinada energía cinética lo que va aprovocar que el fotón cambie de dirección y seadesviado con una energía inferior a la que poseíaantes de la colisión.
Este fotón tendrá una longitud de
onda mayor debido a la
energía resultante del choque.
El proceso de producción de pares consiste en la transformación de la
energía de un fotón que desaparece en la interacción
El fotón incidente desaparece convirtiéndose en materia dando lugar a
dos partículas.
Está transformación de energía recibe el nombre de materialización.
Para que este proceso suceda, se precisa por tanto una energía mayor
que 1,02 MeV.
PRODUCCIÓN DE PARES
1. Absorción
2. Penetración
Número atómico
Densidad radiográfica
Grosor del medio atravesado
Contraste de interfaces
Kilovoltaje
+ Número atómico+
absorción de Rayos X
Absorción es
proporcional a Z3.
+Densidad+Absorción
de Rayos X.
+ rayos recibidosTono +
oscuro
El hueso impide el paso
de los rayos, produce un
color blanco.
El aire permite el paso
libre de los rayos X, da
color negro.
Densidad radiográfica
+ Grosor
+Absorción de
Rayos X
Materiales de
diferente densidad
pueden dar un
mismo tono gris por
diferentes
espesores.
Visualización de una
estructura depende
de su posición en
relación a la
dirección del haz de
rayos.
+ Diferencia de
absorciones entre
diferentes tejidos +
Contraste
+ Contraste Mejor
imagen
- Kilovoltaje +
Absorbidos.