Física das Radiações - Aula 3

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Física das radiações – Aula 3
Conteúdo programático desta aula
Produção de Raio X
Radiação de frenamento (ou Bremsstrahlung).
Raio X Característico.
Espectro de Raio X.
Filtragem.
Efeito compton e fotoeletrico.
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Produção de Raio X
Os Raio x tem origem no choque de elétrons acelerados, produzidos no catodo (polo - ), contra o alvo, anodo (polo +) em um local chamado ponto ou pista focal.
Produzindo 1% de radiação x e 99% de calor.
A penas 10% de toda radiação produzida é utilizada para o radiodiagnóstico.
O filamento do catodo é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 2000º C.
O feixe de raio X que sai do tubo é composto por duas componentes: componente de radiação de frenamento (ou bremsstrahlung) e componente de raio X característicos.
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	O feixe de raios-X que sai do tubo é composto por dois tipos de raios-X:
Raios-X de Bremsstrahlung (ou frenamento) e os Raios-X Característicos.
Produção dos Raios-X
-
+
Catodo
Anodo
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Produção de Raio X – Frenamento
Visão geral
De um modo geral, os raios-X são produzidos quando elétrons em alta velocidade interagem contra alvos metálicos e são desacelerados.
Analogia: imagine um carro que está com a velocidade de 100 Km/h. Quando este carro for realizar uma curva, será necessário diminuir a velocidade antes de realizar a curva. Esta energia que ele perde quando desacelera seria o raio X.
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Produção de Raio X – Frenamento
Visão Física
Raio X é o nome dado a radiação que é emitida quando cargas são desaceleradas, ou seja, a energia cinética (energia ligada a velocidade) é transformada em radiação (energia).
Observação: os elétrons não colidem com os átomos do alvo, acontece uma interação a distância, através de campos elétricos.
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Produção de Raio X – Frenamento
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Produção de Raio X – Frenamento
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Produção de Raio X – Frenamento
Os equipamentos de Raios-X foram planejados de modo que um grande número de elétrons sejam produzidos e acelerados para atingirem um anteparo metálico (alvo) com alta energia cinética.
No tubo de Raios X os elétrons obtêm alta velocidade devido a alta tensão aplicada entre o anodo (eletrodo positivo) e o catodo (eletrodo negativo).
Os elétrons interagem com qualquer elétron ou núcleo dos átomos do anodo. (calor, cerca de 99% e Raios X, cerca de 1%).
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Produção de Raio X – Raio X característico
Os elétrons dos átomos estão ligados aos átomos através de orbitas bem definidas.
Ao passar de um estado menos ligado para outro mais ligado (por estar mais interno na estrutura eletrônica), o excesso de energia do elétron é liberado por meio de uma radiação eletromagnética, cuja energia é igual à diferença de energia entre o estado inicial e o final.
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Produção de Raio X – Raio X característico
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Produção de Raio X – Raio X característico
A denominação “característico” se deve ao fato dos fótons emitidos, por transição, serem monoenergéticos (possuem uma energia). 
A energia e intensidade do raio X são características para cada tipo de material.
Então, sempre junto com a radiação de frenamento que sai do tubo de raio X, também vamos ter raio X característicos. 
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EFEITO COMPTON
O efeito Compton é a interação de um raio X com um elétron orbital onde parte da energia do raio X incidente é transferida como energia cinética para o elétron e o restante é cedida para o fóton espalhado, levando-se em consideração também a energia de ligação do elétron.
Simplificando: Um elétron é lançado em direção a eletroesfera, ele se choca com um outro elétron que esta na eletroesfera perdendo metade de sua força, deslocando os elétrons de suas camadas, gerando assim energia.
Efeito Compton
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EFEITO FOTOELÉTRICO
O efeito fotoelétrico é caracterizado pela transferência total da energia a um único elétron orbital, que então é expelido do da sua camada.
Simplificando: Um elétron é lançado em direção a elétrosfera ele se choca com um outro elétron e perde toda a sua força deslocando então o elétron de sua camada deixando um ‘’buraco’’ fazendo com que gere energia.
Efeito Fotoelétrico
Espectro de Raio X
Os raios X que saem do tubo não possuem apenas uma energia. Possuem energia de zero até um máximo. Com intensidade diferentes.
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Componentes:
Frenamento - possuem energia de zero até um valor máximo – linha contínua.
Raio X característico: possuem valores monoenergéticos (iguais) – picos.
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Filtragem
O exame radiográfico é realizado através da transmissão dos raios X, ou seja, é necessário que os raios X atravessem o paciente..
Os raios X de baixa energia não atravessam o corpo do paciente, por isso não ajudam na formação da imagem, apenas depositam dose na pele do paciente.
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Filtragem
A filtragem do feixe serve para retirar a radiação com pouco energia “raios X moles”.
A filtragem é comumente chamada de endurecimento de feixe.
Corta os raio X de baixa energia (raios X moles) sobrando apenas os de alta energia (raios X duros).
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Filtragem
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