FACULTAD DE: MATEMATICA FISICA QUIMICA Y INTEGRANTES
RAYOS
ESTADISTICA 014101077D
Brayan Antony Estrada Vera
FACULTAD DE MATEMATICA FISICA
QUIMICA Y Jhair Helio Herrera Vergara
ESTADISTICA EST ADISTICA 014100978H
Gladiz Isaelle !ol"sde #ar$%n Profesional Ingeniería Civil0141000&1A 'la(dia Andrea )r*(izo +larte Angela Valer Arotai-e
RAYOS X
Carrera
014100,44D 014100.0/J
angelaINGENIERO: DELGADO angelaINGENIERO: !"#$ OBANDO, JANNETTE ASIGNATURA: ASIGNA TURA: Químia
Univ Un iver ersi sida dad d An Andina dina del del Cus Cusco co
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FACULTAD DE MATEMATICA FISICA QUIMICA Y ESTADISTICA RAYOS X
Profesional de Ingeniería Civil
Universidad Andina del Cusco
Carrera
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PRESENTACION Radiaciones ionizantes se puede definir como la energía capas de separar un electrón adherido a un átomo y estos son clasificatorios, entre ellos especificamos a los rayos alfa, beta, gamma, los rayos de neutrones y los rayos X los cuales en su mayoría son dañinos para la salud pero el hombre a lo largo de los tiempos aprendió a darle su respectivo uso esto no quita los riesgos que corremos al someternos a este tipo de radiaciones ya que se conoce totalmente los grandes efectos que estos realizan en materia viva, es cierto ahora la aplicación de estas en la medicina trae muchos resultados pero la contrariedad que se dan estos tratamientos con los efectos secundarios es tremenda, tenemos así un concepto básico sobre radiaciones ionizantes, el cual es: radiaciones son emisiones de energía en el espacio causando en materia viva una serie de enfermedades debido a su gran potencia pero aun así nos salva en muchos aspectos !ebido a su accidental descubrimiento y al gran tiempo en el que dedican e"pertos en su estudio se hace cada vez más mane#able este tipo de energía ya que es un compromiso total el buscar el me#or uso para este tipo de potencia energ$tica, es así que con las me#ores intenciones describimos en este documento una de las partes correspondientes a radiaciones ionizantes el cual es la maravilla energ$tica de los rayos X
INDICE
%R&'&()*+-( ()R-!.++-( Radiaciones ionizantes /0u$ es radiación1 )ipos de radiación ionizante /0u$ es una radiografía 2R"31 R*4-' X /0u$ son y qu$ hacen los rayos X1 (aturaleza y -btención de los rayos X !&'+.5R6&()- %R-!.++7( !& R*4-' X !&)&+)-R&' !& R*4-' X
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&'%&+)R-' &l &spectro +ontinuo &l &spectro +aracterístico y la 8ey de 6oseley ()&R*++7( !& 8-' R*4-' X +-( 8* 6*)&R* *bsorción 9otoel$ctrica !ispersión de los rayos X Refle"ión y Refracción de los rayos X R&'-' %*R* 8* '*8.! /+uán seguros son los rayos X1 /0u$ tipos de e"ámenes o intervenciones conllevan dosis de radiación más elevadas1 /+uáles son los posibles efectos de la radiación sobre mi salud1 /+uánta radiación se puede aceptar1 *%8+*+-(&' +-(+8.'-(&' 558-R*9*
INTRODUCCION
Radiaciones ionizantes ;'on aquellas que tienen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo cuando interaccionan con $l, este fenómeno es conocido como ionización, de ahí la denominación de este tipo de radiaciones<=
¿Qué es radiación? ;&s la propagación de energía a trav$s del espacio %uede seren forma de radiación electroma gn$tica - en forma de un flu#o de Rayos
8a energía necesaria para producir la ionización de un atomo se encuentra entre > y ?@eA
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9oro nuclear, 9oro (uclear de la ndustria &spañola +reative +ommons *ttributionB(on+ommercial ?@ 8icense, C?D=?E consulta en ?FGDHG?D=>I!isponible en: http:GGJJJrinconeducativoorgGradiacioG?radiacionesKionizantesKyKnoKionizanteshtml
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%or tanto las radiaciones de longitud de onda inferior a L?D nm serán ionizantes
Tipos de radiación ionizante Raos !" Radiación electromagn$tica emitida en la desintegración nuclear Radiación
'on nMcleos de helio cargados positivamenteE tienen una energía muy elevada y
muy ba#a capacidad de penetración y las detiene una ho#a de papel
Radiación : 'on electrones emitidos desde el nMcleo del átomo como consecuencia de la transformación de un neutrón en un protón y un electrón Radiación
: &s la emisión de un positrón, partícula de masa igual al electrón y carga
positiva, como resultado de la transformación de un protón en un neutrón y un positrón 8as radiaciones b tienen un nivel de energía menor que las a y una capacidad de penetración mayor y son absorbidas por una lámina de metal
Radiación de neutrones: &s la emisión de partículas sin carga, de alta energía y gran capacidad de penetración 8os neutrones se generan en los reactores nucleares y en los aceleradores de partículas, no e"istiendo fuentes naturales de radiación de neutrones< ?
¿Qué es una radio!ra#$a %R&'? ;.na radiografía, consiste en la obtención de una imagen de la zona anatómica que se radiografía, y de los órganos internos de la misma, por la impresión en una placa fotográfica de una mínima cantidad de radiación, que se hace pasar por esa zona del cuerpo +ada tipo de te#ido del organismo de#an pasar cantidades distintas de esta radiación, por lo que la placa se impresiona con más o menos intensidad en cada zona, segMn el te#ido que tiene delante, permiti$ndonos así obtener una imagen de los órganos y te#idos de esa zona
RA(OS )
2 9isterra, &quipo editorial de 9isterra 6$dicos especialistas en 6edicina de 9amilia y en
Fisiología Fotos de archivo e imágenes 123RF.
6edicina %reventiva y 'alud
%Mblica C?D=>, consultada en ?HGDHG?D=>I !isponible en: http:GGJJJfisterracomG'aludGLproce!)Gradiografiaasp9isterra, &quipo editorial de 9isterra 6$dicos especialistas en 6edicina de 9amilia y en 6edicina %reventiva y 'alud %Mblica C?D=>, consultada en ?HGDHG?D=>I !isponible en: http:GGJJJfisterracomG'aludGLproce!)Gradiografiaasp
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¿Qué son *ué +acen ,os raos )? ;8os rayos X son una forma de radiación electromagn$tica al igual que la luz visible, pero con algunas características diferentes 8a diferencia importante es que los rayos X pueden penetrar o pasar a trav$s del cuerpo humano y producir imágenes proyectando la sombra de ciertas estructuras, tales como huesos, algunos órganos y signos de enfermedad o lesión -tra característica de los rayos X que los diferencia de la luz es que transportan una cantidad mayor de energía y depositan una parte de la misma en el interior del cuerpo al atravesarlo 8a energía de los rayos X que queda absorbida en el te#ido tiene la capacidad de producir algunos efectos biológicos en el mismo * la cantidad de energía de rayos X absorbida en los te#idos se la conoce como dosis de radiación &n radioterapia 2o tratamiento oncológico con radiación3 se utilizan dosis de radiación muy elevadas con el fin de detener la multiplicación de las c$lulas cancerosas
Natura,eza O-tención de ,os raos ) +omo es bien conocido, los rayos X son un tipo de radiación electromagn$tica descubierta por RPntgen en =QH@ %uede describirse en forma de ondas o en forma de partículas de energía &n su imagen corpuscular, los rayos X se transmiten mediante cuantos de energía denominados fotones .n fotón es una partícula que transporta una unidad elemental de energía & pero no tiene masa &n el vacío, todos los fotones via#an a la velocidad de la luz c en línea recta y constituyen el haz de rayos X &n su imagen ondulatoria, los rayos X se propagan en forma de ondas con má"imos y mínimos en su distribución de campo electromagn$tico siempre perpendiculares a la dirección de propagación &stas ondas se caracterizan por una frecuencia de oscilación n y una longitud de onda l características 8os fotones de rayos X tienen energías en el rango de los iloBelectronvoltios, entre D= y =DD eA 8a energía es directamente proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional
a la longitud de onda de acuerdo con la ecuación
,donde h es la constante de
%lanc 2h S >=L@F " =DB=Q eAT sE c S ?HHFH " =DQ mGs3 8a conversión entre energía 2eA3 y
longitud de onda 2nm3 puede hacerse directamente mediante la relación
>
3 *&*, %roteccion Radiologica de los %acientes,Aienna *ustralia, ?D=L, %- 5o" =DD,2?D=L, consultado el ?@GDHG?D=>3,!isponible en: https:GGrpopiaeaorgGR%-%GR%o%G+ontentBesGnformation9orG%atientsGpatientBinformationB"B raysG
4 5ertin, & % %rinciples and %ractice of 0uantitative XBRay 9luorescence %lenum %ress, (eJ 4or2=HF@3!isponible en" https:GGJJJuamesGpersonalKpasGt"rfG)XR9?html
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DESCU.RI/IENTO
Oace algo más de un siglo, en =QH@, Uilhelm +onrad RPntgen 2=Q>@B=H?L3, científico alemán de la .niversidad de UVrzburg, descubrió una radiación 2entonces desconocida y de ahí su nombre de rayos X3 que tenía la propiedad de penetrar los cuerpos opacos 'u descubrimiento vió la luz a sus @D años 2noviembre de =QH@3, tras algunos e"perimentos con los rayos catódicos y gracias a la circunstancia, casi fortuita, de que una lámina de cartón 2impregnada en cianuro de %tB5a3 mostrara una fluorescencia totalmente inesperada @ W
PRODUCCI0N DE RA(OS )
8os parámetros básicos que miden la producción de Rayos X son los A, los m* y el tiempo de e"posición en milisegundos 8os ilovoltios nos dan la profundidad de penetración de los rayos X, por decirlo así, la fuerza con la que salen los rayos disparados del tubo 8os miliamperios, la densidad de Rayos X, es decir la cantidad de Rayos creados y el tiempo de e"posición marca la duración de este proceso por cada disparoF
DETECTORES DE RA(OS )
!etectores de rayos X son dispositivos que se utilizan para medir el flu#o, la distribución espacial, el espectro u otras propiedades de los rayosBX Aarían en forma y función dependiendo de su propósito *lgunos principios comunes que se utilizan para detectar los rayos X incluyen la ionización del gas, la conversión a la luz visible en un centelleador y la producción de pares de electrónBhueco en un detector de semiconductores !etectores de imágenes, tales como los utilizados para la radiografía se basaron originalmente en placas y películas fotográficas más tarde fotográfica pero ahora son en su mayoría reemplazados por diversos tipos de detectores digitales, tales como placas de la imagen o detectores de panel planoQ
5 &isenberg R8 Radiology *n llustrated history 6osby 4ear 5oo 't 8ouis, 6, .'*=HH?!isponible en: http:GGJJJscieloclGscielophp1pidS'DF=FBHLDQ?DD@DDD>DDDDWO4%&R8(
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&tter 8& 'ome historical data relating to the discovery of the roentgen rays *YRE @W: ??DB?L=!isponible en:http:GGJJJ"taliqfrcsicesG+ristalografiaGparteKD?html
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0ue*prendemosOoycom,Yuan ', ?D=?, 0*O %rofesionales, 2?D=?, consultado el ?WGDHG?D=>3, !isponible en: http:GGqueaprendemoshoycomGcomoBseBgeneranBlosBrayosB"G
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ESPECTROS
E, Espectro Continuo &n los espectros de emisión de rayos X, habitualmente se observa una distribución de intensidad distribuida sobre un rango de energías, o longitudes de onda, amplio * esta distribución ;continua < se le denomina espectro continuo o blanco 8a procedencia inicial de dicha contribución espectral la encontramos en la fuente de rayos X utilizada, como se ha mencionado anteriormente +uando los electrones inciden sobre el ánodo metálico sienten la carga nuclear y sus trayectorias son alteradas &ste hecho produce un ;frenado energ$tico< que se compensa mediante dos víasE una la generación de calor, mediante la e"citación de fonones en el metal, y otra, a trav$s de la generación de fotones de rayos X 8a energía de los fotones emitidos dependen de la intensidad del frenado que sienten los electrones, y este frenado depende a su vez de la distancia a la que el electrón pase del nMcleo +omo la distancia es una variable continua, la distribución energ$tica de fotones emitidos mediante este proceso de frenado tambi$n lo es 'i una fuente de rayos X traba#a a un potencial U 0 todos los electrones llegan al ánodo con una energía E 0 dada por la ecuación
H
E, Espectro Caracter$stico ,a 1e de /ose,e +uando una muestra es irradiada con fotones de rayos X, o mediante electrones o iones de suficiente energía, se emite un espectro característico de los átomos que la componen 8a energía de las partículas incidentes debe de ser mayor que la energía de enlace de los electrones internos de los átomos que componen la muestra * esta energía se la conoce como energía de e"citación crítica &l efecto resultante puede describirse mediante el modelo atómico de 5ohr, el cual describe a los Z electrones de un átomo orbitando alrededor de su nMcleo, ordenados en diferentes capas de energía característica !ebido a la alta energía del impacto de las partículas incidentes, un electrón de las capas internas de un átomo puede ser deslocalizado, de modo que se genera una vacante en la estructura electrónica del átomo &l átomo e"citado es inestable, ya que se encuentra en un estado de energía elevado y, por tanto, tiende a volver a su estado de mínima energía .n electrón e"terno de la estructura electrónica del átomo ocupa la vacante y el átomo emite un fotón de rayos X característico del átomo del que procede &ste proceso es el principio básico del análisis por 9luorescencia de Rayos X, XR9 8a energía del fotón de rayos X emitido es igual a la diferencia energ$tica entre el estado de energía superior 2E i 3 y el de energía inferior 2E f 3
8 0ue*prendemosOoycom,Yuan ', ?D=?, 0*O %rofesionales, 2?D=?, consultado el ?WGDHG?D=>3, !isponible en: http:GGqueaprendemoshoycomGcomoBseBgeneranBlosBrayosB"G
Uoldseth, R, 2=HFL3 +alifornia, X-Ray Energy Spectrometry, eve" +orporation, 5urlingame
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8a nueva vacante generada en la capa e"terna puede rellenarse por otro electrón aMn más e"terno, de modo que un nuevo fotón de menor energía es emitido &ste proceso se produce sucesivamente hasta que un electrón libre ocupa la Mltima vacante del electrón de valencia, de modo que, finalmente, el átomo regresa a su estado de mínima energía =D
INTERACCI0N DE 1OS RA(OS ) CON 1A /ATERIA
+uando un fotón de rayos X interacciona con la materia, son muchos los fenómenos que pueden producirse y que constituyen la base de la espectrometría de rayos X en todas sus variantes &n líneas generales, los rayos X pueden atenuarse, variar su trayectoria yGo producir fenómenos de interferencia &stos fenómenos pueden ser descritos mediante la imagen ondulatoria yGo corpuscular de los rayos X
A-sorción 2otoe,éctrica +omo hemos visto, el principal responsable de que los rayos X se atenMen, al atravesar la materia, es la aparición del efecto fotoel$ctrico &ste efecto se caracteriza por el hecho de que un fotón de suficiente energía es capaz de e"pulsar un electrón del átomo y aumentar su nivel energ$tico hasta la banda de conducción del material &n dicha interacción el fotón incidente es completamente aniquilado y el átomo, en su reestructuración energ$tica, remite un fotón secundario de menor energía y en una dirección diferente
Dispersión de ,os raos ) &l segundo efecto, responsable de la atenuación de los rayos X, es debido a la dispersión que sufren los fotones en su trayectoria a trav$s del material &ste efecto es, generalmente, menos importante que la absorción fotoel$ctrica * diferencia de esta, los fotones primarios no ionizan un átomo sino que simplemente varían su dirección de propagación
Re#,e&ión Re#racción de ,os raos ) .n haz de rayos X se comporta ópticamente como lo que es, una onda electromagn$tica equivalente a la luz visible !e esta manera, cuando un haz de rayos X atraviesa un medio homog$neo, sigue una trayectoria recta %ero si el haz de rayos X encuentra en su camino un nuevo medio, su trayectoria variará respecto a la original &sto se traduce en que parte del haz 1! X-Ray Fluorescence Spectrometry , +hemical *nalysis 'eries Yenins, R 2=HQQ3 8ondon Uiley nterscience, !isponible en:https:GGJJJuamesGpersonalKpasGt"rfG)XR9?html
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de rayos X se refle#ará dentro del primer medio y la restante se refractará dentro del segundo medio==
=?
RIES3OS PARA 1A SA1UD
¿Cu4n se!uros son ,os raos )? &n la mayoría de las e"ploraciones diagnósticas, no aparecerán adversos debidos a la irradiación *unque e"isten muchos tipos diferentes de efectos, los que pueden presentarse en la práctica diagnóstica son sólo unos pocos y su probabilidad muy pequeña
¿Qué tipos de e&45enes o inter6enciones con,,e6an dosis de radiación 54s e,e6adas? 8a to5o!ra#$a co5putada 2+)3 ylos inter6enciones !uiadas por i54!enes radio,ó!icas , tales como la angiografía y el cateterismo cardiaco, pueden conllevar dosis altas de radiación 2del orden de =DD a =DDD veces más altas que las de las radiografías de tóra"3
¿Cu4,es son ,os posi-,es e#ectos de ,a radiación so-re 5i sa,ud? *l elevarse el nivel de e"posición a la radiación y la dosis absorbida, aumenta la probabilidad de los efectos de la misma en función casi lineal &ntre los efectos que presentan umbral se encuentran el enro#ecimiento de la piel, la esterilidad, las cataratas y la p$rdida de cabello &n raras ocasiones se han documentado casos de radiolesiones 2eritema3 en intervenciones que e"igieron tiempos de fluoroscopia de una hora o más
¿Cu4nta radiación se puede aceptar? !e entrada debe resaltarse que no hay límites de dosis de radiación aplicables a los pacientes &sto significa que ninguna cantidad de radiación se considera e"cesiva para un paciente si el procedimiento está #ustificado por parte de un m$dico L
AP1ICACIONES
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The Optical rinciples of the !iffraction of X- Rays" +ornell .niversity %ress, Yames, R U 2=HWF3 , (eJ 4or
https:GGJJJuamesGpersonalKpasGt"rfG)XR9?html
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Elements of X-Ray #iffraction, $th E# *ddisonBUesley +ullity, 5 ! 2=HFQ3, +o 5oston https:GGJJJuamesGpersonalKpasGt"rfG)XR9?html
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8os rayos X son especialmente Mtiles en la detección de enfermedades del esqueleto, aunque tambi$n se utilizan para diagnosticar enfermedades de los te#idos blandos, como la neumonía, cáncer de pulmón, edema pulmonar, ascites &n otros casos, el uso de rayos X resulta inMtil, como por e#emplo en la observación del cerebro o los mMsculos 8as alternativas en estos casos incluyen la tomografía a"ial computerizada, la resonancia magn$tica o los ultrasonidos =L
CONC1USIONES &n radiaciones se puede entender como la capacidad energ$tica de atraer un electro de un átomo, hablando específicamente es una gran fuerza energ$tica que se clasifica en radiaciones ionizantes y no ionizantes en este traba#o especificamos lo correspondiente a energía en radiaciones ionizantes tratando puntualmente nos referimos a rayos X, los cuales pudimos comprender que aun así con su gran capacidad de ayuda ala me#ora en su bienestar del ser humano tambi$n nos trae una serie de complicaciones como son algunas enfermedades terminales, enfermedades dermatológicas, etc &sta información nos ayuda a tener un me#or conocimiento acerca de los rayos X ya que vivimos inmersos respecto a medicina en este tema, la medicina actual y la tecnología trata de controlar esta pequeña inusual pero gran cantidad de energía para su aprovechamiento en la medicina tratando así enfermedades complicadas y ayudando al tratamiento traumatológico, dental y algunos accidentes inusuales, pero tambi$n damos un alcance sobre los riesgos que causa el mane#o de este tipo de energía, registramos así algunos accidentes en industrias que a causa del mal uso de equipos de seguridad se tuvo como efectos secundarios tipos de gangrena eh incluso la p$rdida total de e"tremidades, en la bibliografía se puede confirmar algunos de estos incidentes, la gran responsabilidad de un buen mane#o está en nosotros mismos buscar la información para no sufrir este tipo de efectos colaterales al uso de rayos X
13 "niversidad de Sevilla# $i%erre%&orado de Inves&iga%ion#'%ons(l&ado el 3!)!)2!14*# +is,oni-le en.https:GGinvestigacionusesGscisiGsgiGserviciosGareaBdeBrayos"Gservicios
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en
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en:
http:GGJJJrinconeducativoorgGradiacioG?radiacionesKionizantesKyKnoKionizanteshtml ? 9isterra, &quipo editorial de 9isterra 6$dicos especialistas en 6edicina de 9amilia y en 6edicina %reventiva y 'alud %Mblica
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!isponible
en:
http:GGJJJfisterracomG'aludGLproce!)Gradiografiaasp L *&*, %roteccion Radiologica de los %acientes,Aienna *ustralia, ?D=L, %- 5o" =DD, 2?D=L,
consultado
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en:
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en:
http:GGJJJscieloclGscielophp1pidS'DF=FB
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consultado el ?WGDHG?D=>3, !isponible en: http:GGqueaprendemoshoycomGcomoB seBgeneranBlosBrayosB"G Q Uoldseth, R, 2=HFL3 +alifornia, X-Ray Energy Spectrometry, eve" +orporation, 5urlingame H X-Ray Fluorescence Spectrometry , +hemical *nalysis 'eries Yenins, R 2=HQQ3 8ondon Uiley nterscience, !isponible en:https:GGJJJuamesGpersonalKpasGt"rfG)XR9?html
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789 .niversidad
de 'evilla, Aicerrectorado de nvestigacion,2consultado el
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en: https:GGinvestigacionusesGscisiGsgiGserviciosGareaBdeB
rayos"Gservicios
Universidad Andina del Cusco13
