Ampola de raios X: diferenças entre revisões
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[[Ficheiro:WaterCooledXrayTube.svg|miniaturadaimagem|Diagrama de uma ampola de raios X (tubo de Coolidge) com anodo fixo.]]
A ampola, que pode ser de vidro ([[Pyrex]]) ou metal, tem seu interior mantido em [[vácuo]] e possui dois [[Elétrodo|eletrodos]]: um [[catodo]] e um [[anodo]]. No catodo há um [[filamento]] que quando atravessado por uma [[corrente elétrica]] gera calor. Uma vez aquecido, o filamento emite [[elétrons]] pelo [[Efeito termiônico|efeito termoiônico]]. Estes elétrons são acelerados em direção ao anodo em função de uma [[diferença de potencial]] existente entre estes eletrodos. Quando os elétrons atingem o anodo, sofrem uma desaceleração brusca e sua [[energia cinética]] é, em sua maior parte, convertida em calor e também em raios X por meio do fenômeno do ''[[bremsstrahlung]]'' (do alemão: radiação de freamento).<ref name="Bushong" /><ref name="Scaff" /><ref name="CBR" />
== História ==▼
[[Imagem:First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig's hand - 18951222.gif|thumb|
Em 1879, muitos cientistas já estavam interessados no estudo
Em 1895, [[Wilhelm Conrad Röntgen]] investigou os efeitos de descargas elétricas de alta [[Tensão elétrica|voltagem]] nos recém-criados [[Tubo de Crookes|tubos de Crookes]]. Inesperadamente, em seus estudos, percebeu
Em meio aos experimentos com telas fluorescentes, Röntgen colocou ocasionalmente sua mão entre o tubo e a tela fluoroscópica e assim viu o formato dos ossos de sua própria mão. Após essa descoberta, em 22 de dezembro de 1895,
A partir da possibilidade de obter-se imagens do interior de pessoas, o potencial para aplicações médicas desses novos raios foram imediatamente reconhecidos. Os raios X possibilitaram a detecção e caracterização de fraturas e luxações, desse modo revolucionou-se a [[medicina]].<ref name="Marcio" />▼
A primeira geração de tubos de Crookes foi utilizada para produção de raios X até a década de 1920. Esses tubos foram, posteriormente, aperfeiçoados por [[William David Coolidge|William David Coolidge.]] O tubo de Coolidge, também chamado de tubo de catodo quente, difere do tubo de Crookes por possuir como catodo um filamento de [[tungstênio]]. Esse filamento era aquecido por uma corrente elétrica e por meio do [[Efeito termiônico|efeito termoiônico]], produzia elétrons. Além disso, enquanto no tubo de Crookes havia um gás a baixa pressão, no tubo de Coolidge existia um vácuo de boa qualidade (10<sup>-4</sup> [[Pascal (unidade)|Pa]], ou ainda, 10<sup>-6</sup> [[Milímetro de mercúrio|Torr]]).<ref name="Marcio" /><ref name="Bases" />
== Produção dos raios X ==▼
[[Ficheiro:Bremsstrahlung.gif|miniaturadaimagem|Linhas de campo e módulo do campo elétrico gerado por uma carga negativa movendo-se em inércia e então parando repentinamente, assim gerando a radiação
Ao atingirem o anodo, a maioria dos elétrons
== Catodo ==
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Existem dois tipos de anodos:
* anodo fixo: são usados em equipamentos [[Odontologia|odontológicos]] e equipamentos portáteis que não necessitam de correntes elevadas.<ref name="Bushong" /> Nestes o anodo é feito com um material com boa [[capacidade térmica]] como o cobre. O ponto do anodo no qual o feixe de elétrons incide é chamado de alvo e é feito com uma liga de tungstênio ou [[molibdênio]] impregnado no cobre. Estes materiais possuem alto [[ponto de fusão]] e o tungstênio, em particular, possui elevado [[número atômico]] o que aumenta a eficiência na produção dos raios X.<ref name="Bushong" /><ref name="Brown" /><ref name="Emico2" />. Estes anodos podem ser refrigerados com água, no caso de aparelhos usados em [[cristalografia]] ou ainda com óleo no caso de aparelhos para [[radiografia]].<ref name="Brown" />
* anodo giratório: o anodo tem o formato de um disco e possui um eixo ligado a um motor. Durante seu funcionamento o disco gira continuamente e o feixe de elétrons incide em sua borda, dessa forma a área na qual o calor é gerado é muito maior que no caso do anodo fixo, melhorando a dissipação térmica.<ref name="Bushong" /><ref name="Brown" /> Quanto maior a rotação, melhor a dissipação térmica. Na maioria dos tubos de raios X a rotação é de 3600 rpm (rotações por minuto), enquanto em tubos alta capacidade podem chegar a 10000 rpm.<ref name="Bushong" />
▲[[Ficheiro:Bremsstrahlung.gif|miniaturadaimagem|Linhas de campo e módulo do campo elétrico gerado por uma carga negativa movendo-se em inércia e então parando repentinamente, assim gerando a radiação Bremsstrahlung.]]
▲== História ==
▲[[Imagem:First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig's hand - 18951222.gif|thumb|''Hand mit Ringen'': a primeira de Wilhelm Röntgen referente a mão de sua esposa, tirada em 22 de dezembro de 1895 e apresentada ao Professor Ludwig Zehnder, do Instituto de Física da Universidade de Freiburg, em 1 de janeiro de 1896.]]
▲Em 1879, muitos cientistas já estavam interessados no estudo de raios catódicos, ou seja uma nuvem de elétrons emitidos por um eletrodo (cátodo),primeiramente demonstrados por William Crookes, porém apenas em 1895 foi descoberto experimentalmente os raios X pelo físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen.<ref name="Marcio" />
▲Wilhelm Conrad Röntgen investigou os efeitos de descargas elétricas de alta [[Tensão elétrica|voltagem]] nos recém-criados [[Tubo de Crookes|tubos de Crookes]]. Inesperadamente, em seus estudos percebeu-se que uma tela de [[platinocianeto de bário]] emitia luz fluorescente, enquanto ele gerava [[Raio catódico|raios catódicos]] a poucos metros de distância. Röntgen por desconhecer esses novos raios responsável por tal efeito, os denominou de raios X.<ref name="Marcio" />
▲Em meio aos experimentos com telas fluorescentes, Röntgen colocou ocasionalmente sua mão entre o tubo e a tela fluoroscópica e assim viu o formato dos ossos de sua própria mão. Após essa descoberta, em 22 de dezembro de 1895, ele tirou a primeira foto de raio X da mão esquerda de sua esposa Anna Bertha Roentgen com [[filme fotográfico]].<ref name="Marcio" />
▲A partir da possibilidade de obter-se imagens do interior de pessoas, o potencial para aplicações médicas desses novos raios foram imediatamente reconhecidos. Os raios X possibilitaram a detecção e caracterização de fraturas e luxações, desse modo revolucionou-se a [[medicina]].<ref name="Marcio" />
▲== Produção dos raios X ==
▲Ao atingirem o anodo, a maioria dos elétrons perdem sua energia cinética nas inúmeras colisões com os átomos do anodo, convertendo-a em calor. Alguns elétrons participam na produção de raios X por dois processos fundamentais: a emissão de [[Bremsstrahlung|raios X de freamento]] e a emissão de raios X característicos (ou de [[fluorescência]]).<ref name="Emico2" />
▲A emissão de raios X característicos (ou radiação [[Fluorescência|fluorescente]]), ocorre quando um eléctron acelerado por uma diferença de potencial colide com um [[átomo]] e o [[Ionização|ioniza]], dessa forma remove-se um elétron orbital de uma das camadas internas e o rearranjo pode resultar em [[Fotão|fóton]] de raio X.<ref name="Paulo" />
▲Já os raios X de freamento ocorrem quando os elétrons aproximam-se dos [[Núcleo atómico|núcleos]] dos átomos que compõem o alvo e sofrem uma desaceleração brusca devido ao [[Campo (física)|campo coulombiano]] do núcleo. Estes raios X são chamados de ''bremsstrahlung'' (do alemão: radiação de freamento) e produzem um espectro contínuo de energia, variando de valores próximos de zero até um valor máximo que corresponde a toda a energia cinética do elétron.<ref name="Emico2"/>
== Ver também ==
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<ref name=Emico2>{{Citar livro|nome=Emico|sobrenome=Okuno|nome2=Elisabeth|sobrenome2=Yoshimura|título=Física das radiações|local=São Paulo|editora=Oficina de textos|ano=2010|página=35 e 254|capítulo=Capítulo 2 - Raios X |isbn =978-85-7975-005-2}}</ref>
<ref name="Clark">{{Citar livro|autor=George L. Clark|título=Applied X-rays|língua=en|edição=2ª|local=Nova York|editora=McGraw-Hill|ano=1955|capítulo=Cap.2 - X-rays tubes}}</ref>
<ref name="Marcio">{{Citar livro|autor=Luis Ferreira Nascimento. Marcio|título=Brief history of X-ray tube patents. World Patent Information 37 (2014): 48-53.|língua=en|ano=2014|url=https://repositorio.ufba.br/ri/bitstream/ri/17967/1/BriefHistoryX-rayTubePatents-WPI37-Nascimento.pdf|acessodata=08/08/2021}}</ref>
<ref name="Paulo">{{Citar livro|autor=Roberto Costa. Paulo|título=Produção de raios X.}}</ref>
<ref name="Penelope">{{citar livro|ultimo = Allisy-Roberts|primeiro = Penelope|ultimo2 = Williams |primeiro2 = Jerry|ano = 2007|língua = en|titulo = Physics for Medical Imaging.|editora = W.B. Saunders Company.|isbn=0702028444}}</ref>
<ref name="Bases">{{Citar livro|autor=Scaff, L. A. M.|título=Bases Físicas da Radiologia|subtítulo=Diagnóstico e Terapia|local= São Paulo|editora=Editora Sarvier|ano=1979|página=21-23|capítulo=Cap.2}}</ref>
}}
[[Categoria:Radiologia]]
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