Rayos X – Qué son, Cómo se generan y Aplicaciones

Rayos X – Qué son, Cómo se generan y Aplicaciones
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Los rayos X son una radiación electromagnética, no visible para el ojo humano, que es capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas. La gran aplicación por la que son conocidos los rayos X es por las radiografías de nuestros huesos que podemos obtener con ellos. Además los rayos X son utilizados en un gran número de aplicaciones que puedes ver más abajo.

Rayos X: Primera Radiografía

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

En esta imagen puedes ver donde se sitúan los Rayos X en el espectro electromagnético, con una longitud de onda menor que los rayos ultravioleta y mayor que los rayos gamma.

 

Espectro Electromagnético

Espectro Electromagnético

ORIGEN DE LOS RAYOS X. DESCUBRIMIENTO

Los rayos X en ocasiones son también conocidos como rayos Röntgen. Röntgen descubrió los rayos X en 1895 mientras experimentaba con la fluorescencia. El momento  en el que se descubrieron los rayos X fue muy importante de la ciencia. Coincidió con el descubrimiento del radio por los Curie y la radioactividad por parte de Becquerel. Todos eran colegas y cada hito estuvo muy ligado con el otro.

Te recomiendo que veas este video sobre los inicios de los rayos X y las primeras radiografías.

DE DONDE VIENEN LOS RAYOS X. COMO GENERARLOS

Los rayos X se producen en el interior de un tubo de vidrio, en el que se ha hecho un alto vacío, y donde se aplica una diferencia de potencial de aproximadamente 50 a 150 KV entre sus polos positivo y negativo. El cátodo se calienta y se produce una emisión de electrones por efecto termoiónico. Estos electrones viajan por el tubo vacío hasta llegar al ánodo, donde se producen colisiones.

Algunas de estas colisiones  provocan la promoción de algunos electrones corticales a capas superiores, que al caer a sus órbitas iniciales emiten energía EM, rayos X característicos, cuya frecuencia y energía (E=hv) están determinadas por el material del ánodo. Puedes leer más detalles técnicos aquí

APLICACIONES DE LOS RAYOS RÖNTGEN

  • Medicina – Las aplicaciones en medicina son altamente conocidas a través de las radiografías y evolución a imágenes 3D que nos permiten los Rayos X.
  • Seguridad – En aeropuertos, bancos, se utilizan los Rayos X para detección de metales.
  • Ingenieria y arquitectura – Para verificiar defectos de turbinas, tuberías y paredes y casi cualquier elemento estructural.
  • Cristalografía de Rayos X – Es una técnica experimental para el estudio y análisis de materiales, basada en el fenómeno de difracción de los rayos X por sólidos en estado cristalino.
  • Fluorescencia de Rayos X – Utilizado para análisis elemental y análisis químico, particularmente en la investigación de metales, vidrios, cerámicos y materiales de construcción, así como en la de geoquímica, ciencia forense y arqueología.

EFECTOS SOBRE LA SALUD DE LOS RAYOS X

Copiamos texto íntegro de la OMS sobre los efectos sobre la salud. Leer texto íntegro. Los rayos X son rayos ionizantes:

“El daño que causa la radiación en los órganos y tejidos depende de la dosis recibida, o dosis absorbida, que se expresa en una unidad llamada gray (Gy). El daño que puede producir una dosis absorbida depende del tipo de radiación y de la sensibilidad de los diferentes órganos y tejidos.

Para medir la radiación ionizante en términos de su potencial para causar daños se utiliza la dosis efectiva. La unidad para medirla es el sievert (Sv), que toma en consideración el tipo de radiación y la sensibilidad de los órganos y tejidos.

Es una manera de medir la radiación ionizante en términos de su potencial para causar daño. El sievert tiene en cuenta el tipo de radiación y la sensibilidad de los tejidos y órganos. El sievert es una unidad muy grande, por lo que resulta más práctico utilizar unidades menores, como el milisievert (mSv) o el microsievert (μSv). Hay 1000 μSv en 1 mSv, y 1000 mSv en 1 Sv. Además de utilizarse para medir la cantidad de radiación (dosis), también es útil para expresar la velocidad a la que se entrega esta dosis (tasa de dosis), por ejemplo en microsievert por hora (μSv/hora) o milisievert al año (mSv/año).

Más allá de ciertos umbrales, la radiación puede afectar el funcionamiento de órganos y tejidos, y producir efectos agudos tales como enrojecimiento de la piel, caída del cabello, quemaduras por radiación o síndrome de irradiación aguda. Estos efectos son más intensos con dosis más altas y mayores tasas de dosis. Por ejemplo, la dosis liminar para el síndrome de irradiación aguda es de aproximadamente 1 Sv (1000 mSv).

Si la dosis de radiación es baja o la exposición a ella tiene lugar durante un periodo prolongado (baja tasa de dosis), el riesgo es considerablemente menor porque hay más probabilidades de que se reparen los daños. No obstante, sigue existiendo un riesgo de efectos a largo plazo, como el cáncer, que pueden tardar años, o incluso decenios, en aparecer. No siempre aparecen efectos de este tipo, pero la probabilidad de que se produzcan es proporcional a la dosis de radiación. El riesgo es mayor para los niños y adolescentes, pues son mucho más sensibles a la radiación que los adultos.

Los estudios epidemiológicos realizados en poblaciones expuestas a la radiación, como los supervivientes de la bomba atómica o los pacientes sometidos a radioterapia, han mostrado un aumento significativo del riesgo de cáncer con dosis superiores a 100 mSv. Estudios epidemiológicos más recientes efectuados en pacientes expuestos por motivos médicos durante la infancia (TC pediátrica) indican que el riesgo de cáncer puede aumentar incluso con dosis más bajas (entre 50 y 100 mSv).

La radiación ionizante puede producir daños cerebrales en el feto tras la exposición prenatal aguda a dosis superiores a 100 mSv entre las 8 y las 15 semanas de gestación y a 200 mSv entre las semanas 16 y 25. Los estudios en humanos no han demostrado riesgo para el desarrollo del cerebro fetal con la exposición a la radiación antes de la semana 8 o después de la semana 25. Los estudios epidemiológicos indican que el riesgo de cáncer tras la exposición fetal a la radiación es similar al riesgo tras la exposición en la primera infancia.”