Radiografía para niños
Datos para niños Radiografía(prueba diagnóstica) |
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 Radiografía del codo.
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| Características técnicas | ||
| Especialidad | Radiología | |
| Clasificación y recursos externos | ||
Una radiografía es una imagen especial que se obtiene usando un tipo de energía llamada rayos X o radiación gamma. Esta imagen se graba en una placa o de forma digital. Cuando algo se coloca entre la fuente de energía y el receptor, las partes más densas del objeto se ven con diferentes tonos de gris.
Las radiografías se usan mucho en la medicina para ver si hay fisuras o problemas en los huesos. También se usan en la industria para encontrar defectos en materiales o soldaduras, como grietas o pequeños agujeros.
El descubrimiento de los rayos X ocurrió el 8 de noviembre de 1895. Wilhelm Röntgen, un científico, estaba investigando y se dio cuenta de que había una nueva forma de energía. La llamó "radiación X" porque era desconocida. Por este gran descubrimiento, Röntgen ganó el primer Premio Nobel de Física en 1901. Él entendió de inmediato lo útil que sería para la medicina. Poco después, tomó la primera radiografía de la historia: la de la mano de su esposa.
Al principio, los rayos X se usaron principalmente para hacer diagnósticos. Pero a partir de 1897, los científicos empezaron a explorar cómo usarlos también para tratamientos.
Contenido
- ¿Qué son los rayos X y los rayos gamma?
- ¿Cómo funcionan los rayos X?
- ¿Cómo funcionan los rayos gamma?
- Radiografía intrabucal
- Véase también
¿Qué son los rayos X y los rayos gamma?
Los rayos X y los rayos gamma son tipos de energía que forman parte del espectro electromagnético. Tienen mucha energía y longitudes de onda muy cortas. Si un rayo gamma y un rayo X tienen la misma longitud de onda, sus propiedades son idénticas.
Estos rayos tienen algunas características importantes:
- Su longitud de onda es más corta cuanto más energía tienen.
- No tienen carga eléctrica ni masa.
- Viajan en línea recta a la velocidad de la luz.
- Pueden atravesar la materia. La profundidad a la que penetran depende de su longitud de onda y del material.
- La materia los absorbe. La cantidad de absorción depende de la densidad y el grosor del material, y de la longitud de onda del rayo.
- La materia los dispersa (los desvía). Esto también depende de la densidad del material y de la longitud de onda.
- Pueden ionizar la materia, lo que significa que pueden cambiar el equilibrio eléctrico de los átomos.
- Pueden impresionar una película o un detector.
- Pueden hacer que algunos materiales brillen (producir fluorescencia).
- Los seres humanos no pueden detectarlos con sus sentidos.
¿Cómo funcionan los rayos X?
Los rayos X se producen cuando electrones muy rápidos y con mucha energía chocan con la materia. Cuando un electrón choca con otro electrón que está girando alrededor de un átomo, se pueden generar rayos X especiales, llamados "característicos". Su energía depende del tipo de átomo.
Cuando los electrones chocan con el núcleo de los átomos, se produce otro tipo de radiación llamada "radiación de frenado" o "bremsstrahlung". Esta radiación tiene un rango continuo de energías.
Para crear rayos X, necesitamos tres cosas:
- Una fuente de electrones.
- Un "blanco" donde los electrones choquen.
- Algo que acelere los electrones hacia el blanco.
La energía de los electrones y de los rayos X se mide en kiloelectronvoltios (keV) o megaelectronvoltios (MeV). Un kiloelectronvoltio es la energía que gana un electrón al moverse entre dos puntos con una diferencia de 1 kilovoltio.
Fuente de electrones
Toda la materia tiene partículas con carga negativa llamadas electrones. Si calentamos un material adecuado, algunos de sus electrones se liberan y forman una "nube de electrones". En un tubo de rayos X, esta fuente de electrones está en una parte llamada "cátodo". Dentro del cátodo hay un filamento (un alambre en espiral) que se calienta con una corriente eléctrica. Al calentarse, libera electrones que esperan ser atraídos por otra parte del tubo para producir los rayos X.
Blanco de electrones
Los rayos X se generan cuando los electrones de alta velocidad chocan con cualquier tipo de materia. Para que la producción de rayos X sea más eficiente, se usa un material con un número atómico alto como blanco. Cuanto más denso sea el material, más colisiones habrá y más rayos X se generarán. En la práctica, se usa un material sólido de alto número atómico, como el tungsteno.
Aceleración de electrones
Los electrones que salen del cátodo tienen carga negativa. Por las leyes de la electricidad, los objetos con carga negativa se repelen y los objetos con carga positiva se atraen. Así, al poner una carga positiva en el "ánodo" (otra parte del tubo de rayos X) y una carga negativa en el cátodo, los electrones libres se aceleran desde el cátodo hacia el ánodo. El tubo de rayos X tiene un vacío en su interior para que los electrones puedan viajar sin chocar con otras partículas.
Intensidad de los rayos X
La intensidad de un haz de rayos X se refiere a la cantidad de rayos X que se generan. Depende de cuántos electrones estén disponibles en el cátodo. Si aumentamos la corriente que calienta el filamento, se liberan más electrones, lo que aumenta la intensidad del haz de rayos X. También, si aumentamos el voltaje positivo en el ánodo, más electrones serán atraídos y chocarán con el blanco, aumentando la intensidad. La intensidad se mide a menudo en kilovoltios (kV) o megavoltios (MV).
Ley de la inversa del cuadrado
La intensidad de un haz de rayos X disminuye a medida que te alejas de la fuente. Específicamente, la intensidad es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Esto significa que si duplicas la distancia desde la fuente, la intensidad se reduce a una cuarta parte. Y si reduces la distancia a la mitad, la intensidad se multiplica por cuatro. Esto es importante para la seguridad y para obtener buenas imágenes.
¿Cómo interactúan los rayos X con la materia?
Ionización
La ionización ocurre cuando un átomo pierde o gana electrones, cambiando su equilibrio eléctrico. Los átomos con menos electrones o las partículas con carga eléctrica se llaman iones. Los rayos X, al pasar a través de la materia, pueden desalojar un electrón de un átomo, creando un "par iónico" (un átomo cargado positivamente y un electrón cargado negativamente). Así, los rayos X causan ionización a su paso.
Absorción fotoeléctrica
Cuando los rayos X con poca energía atraviesan la materia, su energía puede ser transferida a un electrón de un átomo. Esto se llama "efecto fotoeléctrico" o "absorción". Toda la energía del rayo X se absorbe. Este proceso ayuda a crear el contraste en la imagen radiográfica, mostrando las diferencias entre los tejidos.
Efecto Compton
Cuando los rayos X con más energía atraviesan la materia, pueden chocar con un electrón de las capas más externas de un átomo. En este caso, el rayo X no entrega toda su energía. Parte de la energía se usa para liberar el electrón, y la energía restante forma un nuevo rayo X con menos energía que se desvía en una dirección diferente. Este proceso se repite hasta que el rayo X se absorbe por completo o sale del material.
Producción de pares
Este proceso ocurre solo con rayos X de muy alta energía. Cuando un rayo X de alta energía se acerca al núcleo de un átomo, su energía se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón (que es como un electrón pero con carga positiva). El positrón tiene una vida muy corta y rápidamente se une con un electrón, produciendo dos nuevos rayos X que se mueven en direcciones opuestas.
Radiación dispersa
Los procesos anteriores liberan electrones que se mueven en diferentes direcciones. Estos electrones pueden generar nuevos rayos X, llamados "radiación dispersa" o "dispersión secundaria". La radiación dispersa tiene poca energía y se mueve en direcciones aleatorias.
Dispersión interna
Es la dispersión que ocurre dentro del objeto que se está radiografiando. Puede hacer que los bordes de la imagen se vean borrosos.
Dispersión lateral
Es la dispersión de rayos que vienen de las paredes o de objetos cercanos al que se está estudiando, y que entran por los lados del objeto.
Retrodispersión
La retrodispersión es cuando los rayos se desvían desde la superficie o los objetos que están debajo o detrás del objeto principal, y se dirigen hacia arriba. Esto también puede hacer que la imagen se vea menos clara.
¿Cómo funcionan los rayos gamma?
Los rayos gamma son producidos por el núcleo de isótopos radiactivos. Estos isótopos son variedades de un mismo elemento químico que tienen un peso atómico diferente. Su núcleo es inestable y se desintegra, liberando energía en forma de rayos gamma. La longitud de onda y la intensidad de los rayos gamma dependen del isótopo y no se pueden cambiar.
Fuentes naturales de isótopos
Algunos elementos, como el radio, tienen núcleos inestables de forma natural y se desintegran. El radio es un ejemplo conocido de fuente radiactiva natural. Estos elementos liberan energía de varias maneras:
- Rayos gamma: energía electromagnética de origen nuclear con longitudes de onda cortas.
- Partículas alfa: partículas con carga positiva.
- Partículas beta: partículas con carga negativa.
Las partículas alfa y beta tienen poco poder de penetración. Son los rayos gamma los que se usan en radiografía porque pueden penetrar la materia más profundamente. Los rayos gamma pueden dañar el núcleo de las células, por eso se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.
Fuentes artificiales de isótopos
Los isótopos radiactivos también se pueden fabricar. Una forma es en un reactor atómico, donde se produce la fisión del uranio-235. Un subproducto de este proceso es el cesio-137, que se usa como fuente de radiación.
La forma más común de crear radioisótopos es bombardeando ciertos elementos con neutrones. Esto cambia el núcleo del elemento, haciéndolo inestable o radiactivo. Algunos radioisótopos comunes creados así son el cobalto-60, el tulio-170, el selenio-75 y el iridio-192. El número en su nombre indica su número de masa. Los isótopos artificiales emiten rayos gamma, partículas alfa y beta igual que los naturales.
Intensidad de los rayos gamma
La intensidad de los rayos gamma se mide en unidades como roentgens por hora o sieverts por hora a una distancia fija. La "actividad" de una fuente de rayos gamma (la cantidad de material radiactivo) determina la intensidad de su radiación. La actividad se mide en curies o becquerel.
Vida media de los isótopos
La "vida media" o "período de semidesintegración" es el tiempo que tarda la actividad de un radioisótopo en reducirse a la mitad de su intensidad inicial. Es una característica única de cada isótopo. En radiografía, la vida media nos ayuda a saber cómo cambia la actividad de una fuente de rayos gamma con el tiempo.
Radiografía intrabucal
La radiografía intrabucal es una técnica que se usa en odontología. Consiste en colocar pequeñas placas radiográficas dentro de la boca del paciente. Luego, un aparato de rayos X desde el exterior impresiona estas placas para obtener imágenes de los dientes y las estructuras cercanas.
Véase también
En inglés: Radiography Facts for Kids
