Produção do Raio X (aula2)

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PRODUÇÃO DOS RAIOS X
Os raios X fazem parte do grupo das radiações eletromagnéticas. Eles causam fluorescência em certos sais metálicos, enegrecem películas fotográficas, tornam-se penetrantes ao passarem por absorvedores, produzem radiações secundárias, propagam-se em linha reta, transformam gases em condutores elétricos, causam mudanças biológicas nas células.
*Os aparelhos de Raios X não são radioativos quando desligados. Só emitem radiação quando estão ligados, ou melhor, em operação.
AMPOLA DE RAIOS X
Esses raios são produzidos no interior de um tubo de vidro refratário a vácuo (ampola ou tubo de raios X). A ampola e os cabos elétricos, estão envoltos por uma câmara protetora de chumbo, contra perigos de alta tensão ou saída de raios X, a não ser pela saída destinada ao feixe útil de radiação (diafragma ou colimador). Entre a câmara protetora e a ampola, existe uma porção de óleo que funciona como um isolante térmico e elétrico. 
A ampola de raios X contém dois eletrodos, um em cada extremidade:
Cátodo ou Eletrodo negativo
A passagem da corrente elétrica estimula o filamento a produzir elétrons por emissão termoiônica (emissão de elétrons por corpos aquecidos), por esta razão o filamento deve ser composto por um material que resista a elevadíssimas temperaturas; Tungstênio (W) com ponto de fusão de 3370˚C. 
Os elétrons emitidos pelo cátodo, são todos carregados negativamente. Eles se repelem, quando são acelerados do cátodo até o ânodo, e, portanto, a corrente de elétrons sofre uma dispersão nas proximidades do ânodo, levando ao aumento do ponto focal. 
Catodo com dois filamentos de Tungstênio
(foco fino e foco grosso)
Ânodo ou Eletrodo positivo
O Ânodo é o alvo de interação do feixe de elétrons. A potência dissipada pela interação dos elétrons é focalizada em uma área muito pequena, podendo, portanto, levar o ânodo a um superaquecimento. Por esse motivo, o ânodo é constituído de placas de Tungstênio incorporadas a um bloco de Cobre e é giratório, oferecendo uma área maior de impacto e dissipando o calor. 
Os elétrons liberados do filamento são repelidos pelo cátodo e atraídos pelo ânodo, por não encontrarem resistência no vácuo são atraídos em alta velocidade para o alvo giratório onde se chocam bruscamente liberando energia e fótons de raio X. Aproximadamente 99% da energia cinética dos elétrons é dissipada na forma de calor, e 1% na forma de raios X.
Anodo giratório onde os elétrons colidem bruscamente.
Ampola e Carcaça
É um tubo de vidro refratário com espessura suficiente para resistir ao intenso calor, bem como a pressão ao ser criado vácuo em interior. A ampola e os cabos elétricos, estão envoltos por uma câmara protetora de ferro e alumínio e em uma carcaça de chumbo de 3 a 4mm, protegidos contra perigos de alta tensão ou saída de raios X, a não ser pela saída destinada ao feixe útil de radiação (diafragma ou colimador). Sua estrutura fornece insuflação elétrica suficiente para minimizar riscos de potenciais choques, os quais seriam letais aos operadores. Para fornecer insuflação adicional e remover o calor gerado dentro do tubo, é inserido óleo ao redor da ampola.
INTERAÇÕES ATÔMICAS NA AMPOLA
Os elétrons incidentes (vindos do filamento) interagem com os elétrons do material do alvo ocasionando diferentes tipos de reações:
Excitação: neste processo o elétron que chega ao anodo, interage com um elétron do átomo de Tungstênio (W), fazendo com este salte para uma camada mais externa de sua órbita. O átomo excitado permanece nesse estado por um curto período de tempo, pois rapidamente o buraco deixado pela excitação, é preenchido por outro elétron que salta de uma camada mais externa. Quando ocorre este salto de elétrons de uma camada para outra, ocorre emissão de energia na forma de calor, não havendo a produção de raios X.
Ionização: este processo ocorre quando o elétron incidente possui energia suficiente para arrancar um dos elétrons orbitais de átomos neutros, transformando-os em um par de íons. A ionização é, portanto a eliminação direta ou indireta de um elétron de um átomo. O termo ionização serve tanto para feixe de partículas com ou sem carga elétrica, quanto para ondas eletromagnéticas. Para ionizar o átomo de W do alvo, a energia do filamento deve ser maior do que a energia da camada do átomo. 
INTERAÇÕES DOS RAIOS X COM A MATÉRIA
Ao tentar atravessar a matéria, os raios X interagem com seus átomos. Essa interação depende da estrutura molecular e do estado de agregação em que se encontra o meio, ou seja , interage de acordo com a densidade da matéria.
4.1. Atenuação
A atenuação é a redução da intensidade de um feixe de raios X à medida que ele atravessa a matéria. A atenuação se deve aos fenômenos de absorção e de espalhamento dos fótons do feixe incidente. Ela depende do fluxo e da energia dos fótons que formam o feixe de raios X. A atenuação pode ser vista como uma redução do fluxo de fótons do feixe.
Os tecidos mais densos a atenuação é maior, sendo que nos tecidos menos densos a atenuação é menor, chegando a não haver atenuação dos feixes de raio – X.
Como demonstrado acima, a atenuação dá a característica de coloração em uma escala de 30 tonalidades de cinza, possibilitando a visualização das diferentes estruturas de uma radiografia.
As estruturas ósseas possibilitam maior atenuação, consequentemente melhor visualização .
5. FATORES QUE CONTROLAM A INTENSIDADE E A QUALIDADE DOS RAIOS X
O fluxo e a qualidade dos raios X emitidos por uma ampola dependem:
a) da diferença de potencial a ela aplicada;
b) do aquecimento do filamento;
c) do material que constitui o ânodo. 
Corrente (mA); o ajuste da corrente (mA) no painel de comando controla a temperatura do filamento, e o tempo de exposição, define o intervalo de tempo em que ocorrerá o efeito termiônico, em conseqüência, o ajuste de mAs, controla a quantidade de elétrons liberados no filamento (catodo). O mAs controla a densidade da radiografia processada, ou seja, o grau de enegrecimento da imagem. A exposição no paciente é diretamente proporcional ao valor de mAs selecionado pelo operador.
Kilovoltagem (KV); os elétrons liberados no filamento são acelerados em direção ao anodo por meio da aplicação de uma diferença de potencial (KV) entre os eletrodos. O ajuste da KV controla a velocidade máxima com que os elétrons chegam ao anodo, e conseqüentemente, controla a energia dos fótons de raios X produzidos no alvo. O KV é um dos fatores que controlam a diferença de densidades em áreas adjacentes em uma radiografia, ou seja, o contraste da imagem.
Formação da imagem