¿Explique el tubo de rayos x y su funcionamiento?

 

Es el lugar físico donde se generan los rayos x, se empieza un procedimiento en el cual se aceleran los electrones para después frenarlos bruscamente. De esta forma se obtienen los fotones que constituyen la radiación ionizante utilizada en radiodiagnóstico.

Para ello, dicho tubo consta de un filamento metálico (cátodo) que, al ponerse incandescente, produce una nube de electrones a su alrededor -efecto termoiónico-. Estos electrones son acelerados mediante una elevada diferencia de potencial (kV), y se les lleva a chocar contra el ánodo, en donde son frenados liberando su energía cinética como fotones que constituyen los rayos X utilizados. Todos los elementos descritos están en el interior de un "tubo" (T) de vidrio en donde se ha hecho el vacío para facilitar que el desplazamiento de los electrones sea lo más rectilíneo posible

Rodeando esta estructura se encuentra una carcasa de plomo y acero. Entre ella y el tubo es necesaria la existencia de un sistema de refrigeración, con el fin de disipar el calor que se produce al chocar los electrones contra el ánodo: de la energía empleada en la producción de rayos X el 99% se convertirá en calor y sólo el 1% en rayos X.

Las partes principales de un tubo de rayos x son:

✓       Ánodo: también conocido como blanco o anticátodo, se encuentra generalmente formado por una pieza de cobre (Cu) con un blanco de tungsteno (W) o molibdeno (Mo). Veremos, más adelante, que los materiales de cada parte son elegidos en

función de sus propiedades físicas. El blanco de W o Mo debe ser altamente refractario pues deberá conservar sus propiedades a altas temperaturas, mientras que debe estar adherido a un material como el Cu que funcione de disipador del calor al que es sometido.

los electrones (de carga negativa) que han sido desprendidos del cátodo por el calentamiento (y se encuentran libres) se dirigirán al ánodo acelerándose por el campo eléctrico. Así, alcanzarán su velocidad máxima al llegar al ánodo. La energía cinética (asociada a la velocidad) de los electrones alcanzará un máximo dependiente del voltaje aplicado. Al tratarse de electrones, se puede expresar esta energía en electronvoltios (eV) y la máxima energía alcanzada corresponderá numéricamente a la diferencia de potencial V. Así, para una diferencia de potencial de 100 kV, tendremos electrones con una energía máxima de 100 kV.

 

✓       Generador de diferencia de potencial: suministra energía eléctrica al tubo para la produccion de rayos x, la energia se emplea con 2 fines:

-        arrancar electrones del filamento corriente (mA)

-        acelerar los electrones del Ánodo al Cátodo voltaje (kV)

estos parámetros se seleccionan desde la consola del generador.

✓       Ampolla al vacío: todos los componentes del tubo están encerrados en una ampolla de vidrio hecha al vacío. Si no fuera así los electrones chocarían con los átomos del gas, se frenarían, los iones resultantes acabarían destruyendo el filamento.