ED - Detectores de radiação e produção de raio X

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ROTEIRO DE ESTUDO DIRIGIDO 4: 
- Detectores de Radiações 
- Produção de raios X 
 
1. Como podem ser classificados os sistemas de detecção de radiações? 
 
Meio: estado do meio com que a radiação interage, pode ser sólido, líquido ou gasoso. 
Fenômeno com o qual a radiação interage com o meio: excitação ou ionização. 
Pulso eletrônico: amplitude constante, proporcional à energia da radiação. 
 
2. Descreva os princípios básicos de funcionamento de um detector a gás de radiações? 
 
Tem como princípios básico a formação de pares iônicos dentro de uma massa gasosa 
contida em um recipiente. A radiação interage com as moléculas do gás por ionização, e 
o anodo coleta a carga negativa, criando uma corrente elétrica que é medida. 
 
3. Quais as aplicações de cada tipo de detector a gás? 
 
Câmaras de ionização: mede a intensidade da radiação ou suas doses cumulativas. Pode 
ser usado na inspeção de serviços de radiologia e em sistemas de geração de imagem, 
como cintilografia e pet scan. 
Contadores proporcionais: detecta partículas alfa e beta. 
Tubos Geiger-Muller: pode ser usado para monitoramento ambiental e pessoal, detecta 
radiação alfa, beta e gama, com emissão de ruído. 
 
4. Quais as características de um bom cristal cintilador? Exemplifique as aplicações deste 
tipo de detector. 
 
Deve ter bom rendimento óptico, tempo entre ionização e luminescência curto, alto 
número atômico, densidade elevada, alta eficiência, ser transparente, não absorver a 
cintilação que produz e a radiação deve ser capaz de penetrar. DETECTA X E GAMA 
São utilizados para construção de sistemas de imagens cintilografia e PET scan, são muito 
eficientes na detecção da radiação ionizante. 
 
5. Qual o princípio de funcionamento de um cintilador sólido? 
 
ATIVAÇÃO ELETRÔNICA Gera um clarão de luz dentro do cristal, proporcional à 
intensidade da radiação gama e raios X. A cintilação é captada pelo fotocatodo, que emite 
elétrons e gera uma corrente de baixa intensidade. Os elétrons são atraídos para os 
dinodos, organizados por DDP, que quando interagem com sua superfície arrancam 
elétrons, multiplicando-os. Quando os elétrons chegam ao anodo, o pulso eletrônico está 
muito alto. 
 
6. Quais as vantagens e desvantagens do filme dosimétrico? Qual a sua principal 
aplicação? 
 
Capta diferentes radiações, é de amplo uso e registro permanente. Entre suas 
desvantagens, é de baixa precisão para doses muito pequenas, propenso a falhas, sensível 
ao calor, de leitura demorada e possui necessidade de processamento. Usado 
principalmente para leitura individual das radiações alfa, beta, gama e raios X. 
 
7. Explique o funcionamento dos dosímetros termoluminescentes e justifique sua 
aplicação em substituição aos filmes dosimétricos. 
 
A radiação interage com o material e faz com que seus elétrons subam de nível de energia. 
Isso faz com que os elétrons fiquem instáveis e não consigam retornar para seu nível 
energético. Quando o cristal é aquecido, os elétrons ganham energia e conseguem retornar 
para seu nível certo, emitindo luz proporcional à dose de radiação. 
Possuem maior faixa de sensibilidade, diferentes aplicações e semelhantes ao tecido vivo, 
facilmente utilizado porque pode ser adaptado em anel e pulseiras. 
 
8. Diferencie raios X característicos de raios X de frenagem. Qual deles é importante para 
a obtenção de imagens diagnósticas? Por quê? 
 
Os raios X característicos formam-se quando um elétron orbital é atingido por um elétron 
incidente, ganha energia e é ejetado de seu átomo de origem, deixando uma vacância 
incompleta. Um elétron localizado em uma camada a frente então ocupa essa vacância, 
liberando energia eletromagnética sob a forma de raio X característico. Já os raio X de 
frenagem são obtidos quando os elétrons sofrem um desvio em sua trajetória, devido à 
força de atração exercida pelo núcleo. A variação de energia cinética que aparece devido 
a esse desvio é convertida em raio X. Os raios X de frenagem são muito mais adequados 
à formação da imagem, pois sua energia pode ser ajustada de acordo com a diferença de 
potencial. 
Raios X de frenagem em geral possuem mais energia que os RX característicos, 
penetrando melhor o material biológico. 
 
9. Caracterize a radiação X quanto a sua frequência, comprimento de onda e energia. Por 
que é uma radiação muito penetrante? 
 
São radiações sem massa, sem carga, de baixo comprimento de onda, alta freqüência, 
logo, alta energia. Devido a isso, são muito penetrantes. A frequência é próxima da 
radiação gama, tanto que há sobreposição de raios X de alta energia e raios gama de baixa 
energia. 
 
10.Defina: 
a) corrente do tubo: Corrente catódica emitida do catodo em direção ao anodo. Feixe de 
elétrons entre o catodo e o anodo. 
b) voltagem do tubo: Diferença de potencial entre o catodo e anodo criada no tubo. O 
aumento da voltagem leva à maior emissão de RX de frenagem no feixe. 
c) corrente do filamento: Corrente elétrica que aquece o filamento (efeito Joule) e cria a 
carga espacial. 
d) carga espacial: Criada pela passagem de corrente pelo filamento de catodo, excitará o 
tubo de forma a causar a corrente catódica. 
 
11. Como a voltagem do tubo e a corrente elétrica do filamento catodo podem influenciar 
nas características do feixe de raios X? 
 
A voltagem aumenta o número de raio X de frenagem do feixe de raio X, contribuindo 
para um raio X de maior energia, maior poder de penetração e melhor qualidade da 
imagem. A corrente do filamento tem a mesma ação, pois é dela que virá o raio catódico 
que no anodo será convertido em raio X. 
 
12.Qual a importância da filtragem adicional? 
 
A filtragem permite que fótons de raio X de baixa energia, que não contribuem para a 
imagem, sejam absorvidos. Dessa forma, é possível reduzir a dose aplicada no paciente 
para obtenção de imagem. 
 
13. Por que um tubo de raios X dedicado à mamografia possui características diferentes 
dos demais tubos utilizados para imagens diagnósticas? 
 
O raio X dedicado à mamografia deve conter fótons de baixa energia, a fim de penetrar 
pouco e revelar com nitidez contornos de tecidos moles. Assim, o anodo é constituído de 
molibdênio, pois o raio X característico emitido é de baixa energia (baixa energia de 
ligação entre o núcleo do átomo de molibdênio e seus elétrons orbitais); não existe 
filtragem adicional, para não barrar os raios X moles. 
 
 
 
Sugeriria a constante utilização da caneta dosimétrica (dosímetro de bolso). Esse 
instrumento afere a dose de radiação ionizante recebida por medida de tempo, que pode 
ser durante a realização de uma atividade; seu capacitor armazena carga proporcional à 
intensidade da radiação. É possível saber imediatamente a dose de radiação recebida e 
investigar se houve ou não contaminação pela substância radioativa.