fisica aplicada a radiologia

Prévia do material em texto

“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA APLICADA À 
RADIOLOGIA 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
Sumário 
 
Histórico.........................................................................................................01 
Descoberta dos Raios-X.................................................................................03 
Tubo de Raios-X............................................................................................04 
Esquema do Tubo de Raios-X.......................................................................08 
A natureza da radiação Ionizante..................................................................09 
Estrutura da matéria.......................................................................................10 
Formação da radiação X................................................................................12 
Radiação de Freamento (Bremsstrahlung).....................................................14 
Radiação característica..................................................................................16 
Efeito fotoelétrico.........................................................................................19 
Efeito Compton.............................................................................................19 
Formação da Imagem Radiológica...............................................................21 
Distorção.......................................................................................................22 
Efeito Anódico..............................................................................................24 
Divergência do Feixe de R-X .......................................................................24 
Referências Bibliográficas e Agradecimentos..............................................26 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
1 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
 
Histórico 
 
Wilhelm Conrad Röntgen (em Inglês: "William Conrad Roentgen") (27 de março de 1845 - 
10 de fevereiro de 1923) foi um físico alemão, da Universidade de Würzburg, que, em 8 de 
novembro de 1895, produziu e detectou a radiação eletromagnética, conhecida hoje como 
raios-x ou raios Röntgen. Röntgen nome é normalmente dado como "Roentgen" (uma forma 
alternativa em alemão) em Inglês, portanto, mais referências científicas e médicas que lhe são 
encontrados sob esta ortografia. 
 
 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
2 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
 Fig. 2 – primeiros exames, obs.: gratuitos 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
3 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 Fig.03 - Primeira radiografia de Roentgen 
 
Fig. 04 - Laboratório de pesquisas de Roentgen 
Descoberta de Raios-X 
 
 Em 1895, o físico Wilhelm Conrad Roentgen, estudando descargas elétricas em gases 
rarefeitos e ampolas de Crookes, por acaso descobriu os raios X. Ele tinha uma ampola de 
Crookes encerrada em uma caixa de papelão, e alimentada por uma bobina de Rumkhorff. 
Com o conjunto em um quarto escuro, ele observou que, quando o tubo funcionava, se 
produzia fluorescência num cartão pintado com platino-cianureto de bário. A fluorescência 
era observada quer estivesse voltada para o tubo a face do cartão pintada com platino 
cianureto de bário, quer a face oposta, e até com este cartão afastado a dois metros do tubo. 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
 A fluorescência não era causada
vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se 
originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa 
parede. Não sabendo do que se 
Tubos de raios X 
 
 Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na 
experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do 
tubo. Há dois tipos de tubos de raios X em uso. 
 
1º - Tubos a gás 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
A fluorescência não era causada pelos raios catódicos, pois estes não atravessam o 
vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se 
originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa 
parede. Não sabendo do que se tratava, Roentgen chamou raios-X. 
Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na 
experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do 
tubo. Há dois tipos de tubos de raios X em uso. 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
4 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
 
pelos raios catódicos, pois estes não atravessam o 
vidro do tubo. Roentgen observou a seguir que o agente causador da fluorescência se 
originava na parede do tubo de Crookes, no ponto onde os raios catódicos encontravam essa 
Raios X são produzidos todas as vezes que elétrons encontram um obstáculo. Na 
experiência de Roentgen, eles eram produzidos quando os elétrons encontravam a parede do 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
 Possuem gás à pressão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do 
cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da 
esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo 
combinado com o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz 
que a maioria dos elétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre 
o catodo e o anodo nestes tubos é de 30.000 a 50.000 volts. 
 Os elétrons saem do catodo, choca
produz raios X. 
 
 A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um 
palmo, aproximadamente. 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
ão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do 
cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da 
esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo 
om o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz 
que a maioria doselétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre 
o catodo e o anodo nestes tubos é de 30.000 a 50.000 volts. 
Os elétrons saem do catodo, choca-se com o alvo, e nesse choque se 
A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
5 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
ão de mais ou menos 0, 001 mm Hg. O tubo é esférico, e além do 
cátodo C e do ânodo A, possui um terceiro eletrodo B, chamado alvo, colocado no centro da 
esfera. O alvo B está ligado ao anodo A, de maneira que ficam ao mesmo potencial. Este alvo 
om o ânodo produz um campo elétrico que encurva a trajetória dos elétrons e faz 
que a maioria dos elétrons encontre o alvo perpendicularmente. A diferença de potencial entre 
 
se com o alvo, e nesse choque se 
A próxima figura é a fotografia de um desses tubos; o diâmetro da esfera é de um 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
2º - Tubo Coolidge 
 Neste tubo é feito o melho
elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de 
elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os 
raios X. A diferença de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes 
tubos pode ser desde 100.000 até 1.000.000 de volts
 
Produção dos raios X 
A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são 
fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando
com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
Neste tubo é feito o melhor vácuo possível. O cátodo é aquecido por uma corrente 
elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de 
elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os 
ça de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes 
tubos pode ser desde 100.000 até 1.000.000 de volts 
A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são 
fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando
com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
6 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
r vácuo possível. O cátodo é aquecido por uma corrente 
elétrica fornecida por um gerador P. Assim aquecido ele emite muito maior quantidade de 
elétrons, (efeito Edison). Não possui o alvo B, pois o próprio ânodo atua como alvo e emite os 
ça de potencial entre o catodo e o anodo, fornecida pelo gerador G, nestes 
 
A produção dos raios X é explicada do seguinte modo: os elétrons emitidos pelo cátodo são 
fortemente atraídos pelo ânodo, e chegam a este com grande energia cinética. Chocando-se 
com o anodo, eles perdem a energia cinética, e cedem energia aos elétrons que estão nos 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
7 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
átomos do ânodo. Estes elétrons são então acelerados. E acelerados, emitem ondas 
eletromagnéticas que são os raios X, que são ondas eletromagnéticas de comprimento de onda 
muito pequeno. 
 
Aplicações dos raios X 
 
 Todos conhecem as aplicações dos raios X na medicina, em radiografias e curas de 
certas moléstias. Mas eles têm muitas aplicações na técnica e na pesquisa em Física. Eles 
muito contribuíram para o conhecimento da estrutura da matéria. Por meio de raios X se 
conseguiu provar a estrutura reticular dos cristais. Em Mineralogia, a aplicação dos raios X é 
tão intensa que foi criada dentro dela, uma especialização chamada “Ótica Cristalográfica”, 
que trata das propriedades dos cristais reveladas por raios X. 
 
Componentes do equipamento de Raios-X 
 
 Os aparelhos de raios X são constituídos de três componentes fundamentais: o tubo de 
Raios X, o gerador de alta voltagem e o painel de controle. 
 
 Fig. 05 tubo de R.X 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
8 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
Esquema de um tubo de raios X 
 
 É um tubo de vidro denominado ampola no qual se faz vácuo e que contém no seu 
interior o cátodo e o ânodo. Sua função também é de promover isolamento térmico elétrico 
entre as partes. Possui uma janela com espessura menor do que o resto da ampola (janela de 
Berílio) e pela qual passa o feixe útil com o mínimo de absorção possível. O tubo é colocado 
dentro de uma calota protetora revestida de chumbo, chamado de cabeçote a fim dereduzir a 
radiação espalhada. 
 O cabeçote contém a ampola e demais acessórios. É geralmente de alumínio ou cobre 
cuja função é de blindar radiação de fuga. Possui uma janela radio transparente por onde 
passa o feixe. O espaço é preenchido com óleo que atua como isolante elétrico térmico. 
 - (negativo) + (positivo) 
Fig. 
06 Aspecto interno da Ampola de Raios-X 
 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
9 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
A Natureza da Radiação Ionizante 
 
Com a descoberta dos Raios X pelo físico W. C. Roentgen em 1895, imediatamente inciaram-
se os estudos sobre as emissões de partículas, provenientes de corpos radioativos, observando 
suas propriedades e interpretando os resultados. Nesta época, destacaram-se dois cientistas, 
Pierre e Marie Curie, pela descoberta do polônio e o radium e ainda deve-se a eles a 
denominação “Radioatividade” (propriedade de emissão de radiações por diversas 
substâncias). No começo do século XX, 1903, Rutherford, após profundos estudos formulou 
hipóteses sobre as emissões radioativas, pois convém frisar, que naquela época ainda não se 
conhecia o átomo e os núcleos atômicos e coube a este cientista a formulação do primeiro 
modelo atômico criado e que até hoje permanecem suas características. O nome “Radiação 
Ionizante” se originou da propriedade de que certa forma de energia radiante possui de 
atravessar materiais opacos à luz visível possuírem um comprimento de onda extremamente 
curto, o que lhes dá a capacidade de atravessarem materiais que absorvem ou refletem a luz 
visível. Por serem de natureza semelhante à luz, os Raios X possuem uma série de 
propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar: possuem mesma velocidade 
de propagação (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, não são afetadas por campos 
elétricos ou magnéticos, possuem a propriedade de impressionar emulsões fotográficas. 
 Poderíamos citar outras propriedades comuns entre as radiações ionizantes e a luz 
visível. Ocorre, no entanto, que vários fenômenos que observamos na luz, são muitos difíceis 
de serem detectados. O fenômeno de refração, por exemplo, ocorre nas radiações, mas numa 
escala tão pequena que são necessários instrumentos muito sensíveis para detectá-lo. Isso 
explica porque a radiação penetrante não pode ser focalizada através de lentes, como acontece 
com a luz.Características 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
10 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
As mais relevantes propriedades da radiação ionizante são: 
� Deslocam-se em linha reta. 
� Podem atravessar materiais opacos à luz, ao fazê-lo, são parcialmente absorvidos por 
esses materiais. 
� Podem impressionar películas fotográficas, formando imagens. 
� Provocam o fenômeno da fluorescência. 
� Provocam efeitos genéticos. 
� Provocam ionizações nos gases. 
� No vácuo, viajam na velocidade da Luz. 
� É polienergetico. 
� Obedecem à lei do inverso do quadrado da distância (1/r2). 
� Não são alterados por campo elétrico ou magnético. 
 A radiografia é uma fotografia tirada com raios X, em vez de ser tirada com luz. Os 
raios X podem exercer, sobre os tecidos, ações benéficas ou maléficas, conforme a dose com 
que são absorvidos. Assim como curam, também podem produzir doenças, como por 
exemplo, a doença de pele chamada radiodermite, muito perigosa porque pode se transformar 
em câncer. 
 Está provado que existe uma dose de raios X máxima que cada pessoa pode receber. 
Qualquer pessoa pode ser submetida a doses compreendidas nesse limite máximo. 
 
Estrutura da Matéria 
 
 Em 1906, Ernest Rutherford realizou experiências com bombardeio de partículas alfa 
em finas folhas de ouro (as partículas alfa são emitidas por certos radioisótopos, ocorrendo 
naturalmente). Ele achava que a maioria das partículas passava direto através da fina folha do 
metal em sua direção original. Contudo, algumas partículas foram desviadas. 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
11 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
 Isto levou ao desenvolvimento do modelo atômico que é aceito até hoje. O núcleo 
contém carga positiva do átomo e ao redor do núcleo, giram um número de elétrons. 
 Os elétrons ocupam níveis ou camadas de energia e os espaçamentos desses níveis 
causam o grande tamanho do átomo em comparação com o núcleo. 
 
 Os cientistas conheciam agora que o átomo consistia de um núcleo contendo um 
número de prótons e uma nuvem eletrônica com igual número de elétrons. Contudo eles 
achavam confuso, pelo fato do átomo de hélio (número atômico 2) pesar quatro vezes mais 
que o átomo de hidrogênio. Irregularidades no peso persistiam através da tabela periódica. 
Predisseram algumas teorias para o acontecido, mas a confusão terminou em 1932 quando 
James Chadwick, físico inglês descobriu uma partícula chamada de nêutron. 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
12 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 Essa partícula tinha uma massa igual ao do próton, mas não tinha carga. Para 
descrever essa nova propriedade, cientistas alegaram o número de massa, número de 
partículas (prótons e nêutrons no núcleo). Descrevendo o átomo, o número de massa seria 
escrito com um número superior no símbolo químico. 
 
Formação da radiação X 
 
O tubo de raios X possui dois 
elementos principais e que serão a 
partir de agora objeto de estudo: 
cátodo e ânodo. 
O cátodo é o eletrodo negativo do 
tubo. É constituído de duas partes 
principais: o filamento e o corpo 
focalizador. A função básica do cátodo é 
emitir elétrons e focalizá-los em forma de 
um feixe bem definido apontado para o 
ânodo. Em geral, o cátodo consiste de um 
pequeno fio em espiral (ou filamento) 
dentro de uma cavidade (copo de 
focagem) como mostrada na figura 
anterior. 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
13 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
O filamento é normalmente feito de Tungstênio (com pequeno acréscimo de Tório) 
Toriado, pois esta liga tem alto ponto de fusão e não vaporiza facilmente (a vaporização do 
filamento provoca o enegrecimento do interior 
do tubo e a conseqüente mudança nas 
características elétricas do mesmo). A queima 
do filamento é, talvez, a mais provável causa 
da falha de um tubo. 
O corpo de focagem serve para focalizar os 
elétrons que saem do cátodo e fazer com que 
eles “colidam” no ânodo e não em outras 
partes. A corrente do tubo é controlada pelo 
grau de aquecimento do filamento (cátodo). 
Quanto mais aquecido for o filamento, mais elétrons serão emitidos pelo mesmo, e maior 
será a corrente que fluirá entre ânodo e cátodo. Assim, a corrente de filamento controla a 
corrente entre ânodo e o cátodo. 
O ânodo é o pólo positivo do tubo, serve de suporte para o alvo e atua como elemento 
condutor de calor. O ânodo deve ser de um material (tungstênio) de boa condutividade 
térmica, alto ponto de fusão (3.400°C) e alto número atômico, de forma a minimizar a 
relação de perda de energia dos elétrons por radiação (raios X) e a perda de energia por 
aquecimento. Existem dois tipos de ânodo: fixo e giratório. 
Os tubos de ânodo fixo são usualmente utilizados em máquinas de baixa corrente, tais 
como: raios-X odontológico, raios- X portátil, máquinas de radioterapia, etc. 
Os tubos de ânodo giratório são usados em máquinas de alta corrente, normalmente 
utilizadas em radiodiagnóstico. Ele permite altas correntes, pois a área de impacto dos 
elétrons fica aumentada. Como exemplo, tomemos um alvo fixo, cuja área de impacto é de 
1 mm x 4 mm, isto é, 4 mm2. Se este alvo girar com um raio de giro igual 30 mm, a área de 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
impacto seria aproximadamente: 754 mm
200 vezes mais área do que o tubo f
 O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo 
ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente 
constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de p
isolamento térmico e elétrico entre ânodo e cátodo
 
Radiação de Freamento (Bremsstrahlung)
 
Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de 
tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto, 
o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela 
de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível 
de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto 
penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá
com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar 
percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e 
somente 1% possui energia com características de radiação X.
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
impacto seria aproximadamente: 754 mm2; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de 
200 vezes mais área do que o tubo fixo. 
O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo 
ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente 
constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de p
isolamento térmico e elétrico entre ânodo e cátodo. 
Radiação de Freamento (Bremsstrahlung)Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de 
tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto, 
o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela 
de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível 
de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto 
penetra no material, cada elétron sofre uma perda energética que irá gerar radiação (fótons) 
com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar 
percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e 
somente 1% possui energia com características de radiação X. 
Radiação Bremsstrahlung 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
14 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
; nestas condições, o tubo giratório teria cerca de 
O ânodo e o cátodo ficam acondicionados no interior de um invólucro fechado (tubo 
ou ampola), que está acondicionado no interior do cabeçote do RX. A ampola é geralmente 
constituída de vidro de alta resistência e mantida em vácuo, e tem função de promover 
Essa radiação é produzida quando um elétron passa próximo ao núcleo de um átomo de 
tungstênio, sendo atraído pelo núcleo deste e desviado de sua trajetória original. Com isto, 
o elétron perde uma parte de sua energia cinética original, emitindo parte dela como fótons 
de radiação, de alta e baixa energia, comprimento de onda diferente dependendo do nível 
de profundidade atingido pelo elétron do metal alvo. Isto significa dizer que, enquanto 
gerar radiação (fótons) 
com energia e comprimento de onda também menor. Se formos considerar 
percentualmente a radiação produzida, veremos que 99% dela são emitida como calor e 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
15 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 Existem situações (raras) em que alguns elétrons muito energéticos se chocam 
diretamente com os núcleos, convertendo toda a sua energia cinética em um fóton de alta 
energia e freqüência (a rigor, esta seria outra forma de geração de radiação, onde a energia 
do fóton gerado é igual à energia do elétron incidente, o que se configura como um fóton 
de máxima energia). 
 Durante o bombardeamento do alvo, todas as possibilidades em termos de geração de 
fótons acontecem, na medida em que temos interações diferentes entre elétrons incidentes 
com o material do alvo, gerando fótons de diferentes energias. 
 A radiação de Freamento, ou 
Bremsstrahlung, se caracteriza por ter 
uma distribuição de energia relativa aos 
fótons gerados bastante amplos, como 
mostra a figura a seguir. 
 
 
 
 
 
 Como se pode observar pelo gráfico 
ao lado, a maioria dos fótons obtidos possui 
baixa energia, sendo que somente uns poucos 
têm a energia equivalente à diferença de 
potencial (voltagem) aplicada ao tubo. Esse 
gráfico mostra que, são gerados muitos fótons 
de baixa energia, o que pode ser perigoso 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
16 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
para o paciente irradiado, pois estes fótons de baixa energia interagem com os tecidos 
vivos, sem contribuir para a formação da imagem radiográfica. 
 O espectro, distribuição das energias dos fótons gerados por uma radiação de 
Freamento, é mostrado na figura a seguir, onde se pode observar que a radiação não é 
monoenergética, mas sim polienergética, pois temos fótons de diferentes energias, em 
quantidades diferentes. 
 
Radiação característica 
 
Pelo visto anteriormente, alguns fótons interagem diretamente com os núcleos, convertendo 
toda sua energia em radiação, 
sem modificar o átomo alvo, 
ou seja, sem ionizá-lo. 
Existem situações, no 
entanto, em que elétron pode 
interagir com um átomo 
quebrando sua neutralidade 
(ionizando-o), ao retirar dele 
elétrons pertencentes à sua 
camada mais interna (K). Ao 
retirar o elétron da camada K, começa o processo de preenchimento dessa lacuna (busca de 
equilíbrio), por elétrons de camada superiores. Dependendo de camada que vem o elétron 
que ocupa a lacuna da camada K, teremos níveis de radiação diferenciados. 
 Como exemplo, vamos considerar que um elétron da camada L ocupe a lacuna da 
camada K, emitindo uma radiação da ordem de 59 keV; se o elétron ocupante vem da 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
17 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
camada M, a energia gerada é da ordem de 67 keV; se o elétron ocupante vem da camada 
N, teremos uma radiação da ordem de 69 keV. 
Quando se usa como alvo um material com o 
tungstênio, o bombardeamento por elétrons de alta 
energia gera uma radiação com características 
específicas (radiação característica), pois esse 
material possui um número atômico definido 
(bastante alto), necessitando um nível alto de 
energia para retirar os elétrons de sua camada K. 
A energia da radiação gerada por um alvo de tungstênio é da ordem de 70 keV. A 
condição necessária e imprescindível para que se produza a radiação característica do 
tungstênio é que os fótons devem ter uma energia máxima superior a 70 keV, já que a 
energia de ligação da camada K é da ordem de 70 keV. 
 Como se da o processo de geração da radiação característica do tungstênio? 
 Exemplo: Quando bombardeamos um alvo de tungstênio com elétrons submetidos a 
uma tensão de 100 kV, serão gerados fótons com energia de poucos keV até 100 keV, mas 
uma grande parte deles terá energia da ordem de 70 keV, característica do tungstênio. 
 Cada material emite um nível definido de radiação característica, dependendo de seu 
número atômico, como são os casos do tungstênio (radiologia convencional) e molibdênio 
(mamografia), que possuem radiações características da ordem de 70 keV e 20 keV, 
respectivamente. 
 Essa figura é o resultado da superposição da radiação característica do tungstênio 
com o espectro contínuo gerado com 100 kVp. Nela se pode observar que, além de fótons, 
com energias baixas e altas, temos um grande número deles com energias correspondentes 
somente ao tungstênio. Quando o alvo bombardeado é de molibdênio, a radiação 
característica se situa na faixa de 20 keV. 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
18 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
Interação dos raios-X com a matéria 
 
 Na faixa de energias que inclui os raios X e gama, há várias interações possíveis com 
o átomo ou com elétrons atômicos ou ainda com o núcleo, mas há também a possibilidade de 
não-interação, ou seja, a interação da radiação eletromagnética pode atravessar distâncias 
consideráveis em um meio material sem modificá-lo e sem se modificar. As probabilidades de 
interação (e de não-interação) dependem de características do meio e da radiação. A radiação 
eletromagnética ionizante é tratada, em boa parte dos casos, como um conjunto de partículas – 
os fótons. A cada energia de fóton hv corresponde um momento associado hv / c, e, dessa 
forma, podem ocorrer ‘colisões’ em que o fóton transfere energia e momento para outras 
partículas. 
 As principais interações que ocorrem na matéria com fótons de energias na faixa de 
poucos keV até dezenas de MeVsão: 
• espalhamento coerente (ou efeito Rayleigh): corresponde à absorção e re-emissão da 
radiação pelo átomo, em uma direção diferente da de incidência. Somente neste efeito a 
radiação é tratada como onda; em todos os outros se considera a radiação eletromagnética 
como constituída de fótons; 
• efeito fotoelétrico: o fóton é absorvido pelo átomo e um elétron atômico é liberado para se 
mover no material. A energia cinética adquirida por esse elétron é a diferença entre a energia 
do fóton e a energia de ligação do elétron ao átomo; 
• efeito Compton (ou espalhamento inelástico): trata-se do espalhamento de um fóton por um 
elétron livre do material. Há transferência de parte da energia e do momento do fóton para o 
elétron, e um fóton com a energia restante é espalhado em outra direção; 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
19 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 Na obtenção da imagem por raios-X dois tipos de interação entre a radiação e a 
matéria são importantes: o efeito fotoelétrico e o efeito Compton. Aqui, diferente da produção 
de raios-X, é o fóton que vai interagir com o átomo do organismo que se quer estudar (ou 
melhor, produzir uma imagem). 
 
O efeito fotoelétrico 
 
 Ocorre quando um fóton de raios-X choca-se com um elétron de um átomo e desloca-o 
de sua camada orbitária no átomo. Com a perda do elétron, o átomo fica ionizado. Nesta 
situação toda a energia do fóton de raios-X é utilizada para deslocar o elétron. Este efeito é 
muito acentuado nos materiais muito densos como, por exemplo, no chumbo e depende do 
número atômico do elemento (é proporcional ao cubo desse número). 
 
O efeito Compton 
 
 Neste caso o fóton aproxima-se do átomo, choca-se com um elétron orbitário pode ou 
não arrancá-lo da camada orbitária, dependendo da energia envolvida, mas o que é 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
20 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
fundamental: não cede toda a sua energia e neste caso o fóton dos raios-x é desviado de sua 
trajetória. Nesta nova trajetória ele pode interagir com outros átomos e sofrer de novo desvio 
de sua trajetória. No final, a trajetória deste fóton não é retilínea. Como a obtenção das 
imagens de raios-X depende da diferença de densidade entre as diversas estruturas, e do 
arranjo linear entre a fonte e o local de detecção (como a sombra de uma lâmpada), uma 
trajetória não retilínea resulta em um prejuízo na interpretação das diferenças de densidade e 
borramento do contorno (imagine que mais que uma lâmpada ilumine um objeto, de forma a 
produzir mais que um limite da sua sombra). 
 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
 
Formação da Imagem Radiológica
Detalhe na Imagem 
 O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez 
dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas 
de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detal
como borramento ou ausência de nitidez.
 A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a 
nitidez da imagem relacionado ao posicionamento é o movimento.
 Outros fatores que influenciam no detalhe são tamanho
(Distância foco-filme) e DOF (Distância objeto
menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. 
Portanto, o pequeno ponto focal selecionado no painel 
possível. 
 O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também 
melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado 
acima. 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
Formação da Imagem Radiológica 
O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez 
dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas 
de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detal
como borramento ou ausência de nitidez. 
A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a 
nitidez da imagem relacionado ao posicionamento é o movimento. 
Outros fatores que influenciam no detalhe são tamanho do ponto focal, DFoFi 
filme) e DOF (Distância objeto-filme). O uso de menor ponto focal resulta em 
menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. 
Portanto, o pequeno ponto focal selecionado no painel de controle deve ser usado sempre que 
 
O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também 
melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
21 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
O detalhe pode ser definido como a nitidez de estruturas na radiografia. Essa nitidez 
dos detalhes da imagem é demonstrada pela clareza de linhas estruturais finas e pelas bordas 
de tecidos ou estruturas visíveis na imagem radiográfica. A ausência de detalhes é conhecida 
A radiografia ideal apresentará boa nitidez da imagem. O maior impedimento para a 
do ponto focal, DFoFi 
filme). O uso de menor ponto focal resulta em 
menor borramento geométrico, ou seja, em uma imagem mais nítida ou melhores detalhes. 
de controle deve ser usado sempre que 
 
O uso do pequeno ponto focal, a menor DOF possível e uma DFoFi maior, também 
melhoram os detalhes registrados ou a definição na radiografia conforme descrito e ilustrado 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
22 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
Sumário para controle de detalhes: 
� Pequeno ponto focal – usar pequeno ponto focal, sempre que possível, para melhorar 
os detalhes. 
� Menor tempo de exposição – usar menor tempo de exposição possível para controle 
voluntário e movimento involuntário. 
� Velocidade filme/écran – Usar velocidade filme-écran mais rápida para controlar os 
movimentos voluntários e involuntários. 
� DFoFi – usar maior DFoFi para melhorar os detalhes. 
� DOF – usar menor DOF para melhorar os detalhes. 
 
Distorção 
 O quarto fator de qualidade da imagem é a distorção, que pode ser definida como a 
representação errada do tamanho ou do formato do objeto projetado em meio de registro 
radiográfico. A ampliação algumas vezes é relacionada como um fator separado, mas, como é 
uma distorção do tamanho, pode ser incluída com a distorção do formato. Portanto, a 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e, 
como tal, é indesejável. 
 O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator 
importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem 
obtida. 
 
 Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta se
radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a 
DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto,a distorção deve ser minimizada e 
controlada. 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e, 
O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator 
importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem 
 
Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta se
radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a 
DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
23 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
distorção, seja de formato ou de tamanho, é uma representação errada do objeto verdadeiro e, 
 
O correto alinhamento da parte anatômica que esta sendo radiografada é fator 
importante para a redução da distorção e conseqüentemente para a melhoria da imagem 
Entretanto, nenhuma radiografia é uma imagem exata da parte do corpo que esta sendo 
radiografada. Isso é impossível porque há sempre alguma ampliação e/ou distorção devido a 
DFoFi e à divergência do feixe de raios X. Portanto, a distorção deve ser minimizada e 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
24 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
Efeito Anódico 
 
Descreve um fenômeno no qual a intensidade da 
radiação emitida da extremidade do catodo do 
campo de raios X é maior do que aquela na 
extremidade do anodo. Isso é devido ao ângulo da 
face do anodo, de forma que há maior atenuação 
ou absorção dos raios-X na extremidade do anodo. 
 A diferença na intensidade do feixe de raios 
X entre catodo e anodo pode variar de 30% a 50%. 
 Na realização de estudos radiológicos do 
fêmur, perna, úmero, coluna lombar e torácica 
deve-se levar em conta a influência do efeito anódico na realização das incidências 
radiológicas pertinentes a estes estudos. 
 
Divergência do feixe de raios X 
 Este é um conceito básico, porém importante, a ser compreendido em um estudo de 
posicionamento radiográfico. A divergência do feixe de raios X ocorre porque os raios X 
originam-se de uma fonte estreita no tubo e divergem ou espalham-se para cobrir todo o filme 
ou receptor de imagem. 
O tamanho do feixe de raios X é limitado por colimadores ajustáveis, que absorvem os raios 
X periféricos dos lados, controlando, assim, o tamanho do campo de colimação. Quanto maior 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
 
Avenida XV de Novembro, 413
Tel.: (11) 4678
COLÉGIO TÉCNICO
 
o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens 
externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens externas.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade
de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO
 SÃO BENTO
o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens 
externas. Isso aumenta o potencial de distorção nestas margens externas. 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
25 
CEP: 08500-405 
COLÉGIO TÉCNICO 
SÃO BENTO 
o campo de colimação e menor o DFoFi, maior o ângulo de divergência nas margens 
 
 
 
 
“Tradição em formar Profissionais com Qualidade” 
 
26 
Avenida XV de Novembro, 413-Centro - Ferraz de Vasconcelos –SP-CEP: 08500-405 
Tel.: (11) 4678-5508- colegiosaobento@uol.com.br 
COLÉGIO TÉCNICO 
 SÃO BENTO 
 
Referências Bibliográficas 
 
 
Curry TS, Dowtey JI, Murry RC. Christensen`s Physics of Diagnostic radiology. 4a edição. Filadélfia: 
Lea &Febiger 1990. 
 
Friedman M, Friedland GW. As Dez Maiores Descobertas da Medicina. São Paulo: Companhia das 
Letras 2000: 170-194. 
 
Paul LW, Juhl JH. Interpretação Radiológica 6a edição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara 1996. 
 
Agradecimentos 
 
Agradecemos a toda equipe do Colégio Técnico São Bento e em especial ao Professor Marciel 
Pereira Oliveira que participou da revisão desta apostila.