RAYOS X Y SU ESPECTROSCOPIA

Rayos X

• Los Rayos X son radiaciones electromagnéticas penetrante, producidas por el bombardeo de un blanco, con electrones de alta velocidad.

• Wilhelm Röntgen notó que cuando realizaba descargas eléctricas en un tubo de vacio, una pantalla fluorecente ubicada en el extremo de la mesa de su laboratorio brillaba ligeramente

EL DESCUBRIMIENTO DE

LOS RAYOS X

• Son absorbidos diferentemente al atravesar materia de composición, densidad y espesor variable.

• No son afectados por campos magnéticos ni eléctricos.

Características de los rayos x

• Son reflectados, difractados, refractados y polarizados.

• Son capaces de producir reacciones biológicas, como el daño y muerte de células vivientes como así también producir mutaciones genéticas.

Características de los rayos x

• Los rayos X se producen a raíz de las transiciones de los electrones atómicos internos de una órbita a otra.

Naturaleza de los rayos X

• El primer tubo de rayos X fue el tubo de Crookes, llamado así en honor a su inventor, el químico y físico británico William Crookes

• En 1913 el estadounidense Coolidge creó su propio tubo, que crea un vacío muy alto, contiene un filamento calentado y un blanco

Tubo de rayos x

Un acelerador de electrones dentro del tubo dispara electrones de alta energía en un blanco metálico hecho de átomos pesados, tales como el tungsteno. Los rayos X salen debido a un proceso atómico inducido por los electrones energéticos que inciden en el blanco.

Producción de Rayos X

Los rayos X también producen fluorescencia en determinados materiales, como el platinocianuro de bario o el sulfuro de cinc. Si se sustituye la película fotográfica por uno de estos materiales fluorescentes, puede observarse directamente la estructura interna de objetos opacos

Propiedades de los rayos X

Fluorescencia

Otra característica importante de los rayos X es su poder de ionización, que depende de su longitud de onda.

Propiedades de los rayos X

Ionización

Los rayos X pueden difractarse al atravesar un cristal, o ser dispersados por él, ya que el cristal está formado por redes de átomos regulares que actúan como redes de difracción muy finas

Propiedades de los rayos X

Difracción

La interacción de la radiación X con la materia provoca la dispersión y los centros de dispersión interfieren entre si. Cuando la distancia entes estos centros es del orden de la longitud de onda de la radiación incidente, se produce la difracción.

Difracción

Es la emisión fluorescente de radiación X cuando se irradia la materia con esta misma radiación. Las longitudes de onda de las líneas espectrales fluorescentes son ligeramente superiores que las de absorción

Fluorescencia

Cuando se irradia la materia con un haz de radiación X, su potencia disminuye debido a la absorción y la dispersión de la radiación aunque la dispersión es prácticamente despreciable si la absorción es importante.

Absorción

Esta radiación puede obtenerse:•En un tubo de rayos X, •Por exposición de la materia a un haz primario de radiación X•Por exposición de la materia a la radiación X originada tras la desintegración radioactiva

Emisión

CaracterísticasInteracción

Interacción con la materia

ESPECTROCOPIA

• La espectroscopia es el estudio del espectro luminoso de los cuerpos, con aplicaciones en disciplinas científicas.

• El objetivo es caracterizar la luz proveniente de un objeto de acuerdo a las longitudes de onda que la componen y hacer una curva de intensidad v/s longitud de onda, llamado espectro.

Estudia los espectros producidos cuando los electrones componentes de las capas internas de los átomos cambian sus estados cuánticos de energía.

Espectroscopia de rayos X

La emisión de rayos-x puede ser generada por la pérdida de energía de electrones, u otro tipo de partículas cargadas.

Emisión de Rayos X

La absorción se produce por la atenuación del haz transmitido al perder energía por todo tipo de interacciones, fundamentalmente las térmicas, la fluorescencia, las dispersiones inelásticas

Absorción de los Rayos X

Los electrones se encuentran en el átomo distribuidos en los distintos niveles y subniveles de energía. Los electrones se sitúan en estos niveles ocupando primero aquéllos de menor energía hasta colocarse todos; a este estado de mínima energía del átomo se le denomina estado fundamental.

FLUORECIENCIA

• La difracción es un fenómeno característico de las ondas, que consiste en la dispersión de las ondas cuando se interaccionan con un objeto ordenado.

• Podemos utilizar la difracción de rayos X como método para explorar la naturaleza de la estructura molecular

DIFRACCIÓN

• El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica.

• Los elementos químicos y sus isótopos pueden identificarse mediante espectroscopia de rayos X, que determina las longitudes de onda de sus espectros de líneas.

Desarrollo Científico

Aplicaciones de los Rayos X

• Son muy útiles para examinar objetos, por ejemplo piezas metálicas, sin destruirlos. Las imágenes de rayos X en placas fotográficas muestran la existencia de fallas.

Soldadura mal hecha por falta de penetración (línea negra)

Imagen radiográfica de una soldadura bien hecha

Tecnología e Industria

• Los rayos X ultra blandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros.

Fotografía de una pintura y su radiografía mostrando dos pinturas superpuestas en el mismo lienzo

Obras de Arte

• Gracias a los telescopios de rayos x, los científicos pueden estudiar los fenómenos de galaxias a millones de años luz de distancia mediante la interpretación de fotografías de Rayos X.

Astrología

• Las fotografías de rayos X o radiografías se emplean mucho en medicina (odontología, traumatología, cirugía…) como herramientas de diagnóstico.

MEDICINA

• Las primeras radiografías se hicieron sin saber la exposición necesaria para que las fotografías fueran claras

MEDICINA

• En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer