Equipamento Gerador de Raios X

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1 Equipamento Gerador de Raios X NOÇÕES DE ELETRICIDADE Algumas noções de eletricidade são importantes para uma melhor compreensão do funcionamento do equipamento gerador de raios X. Corrente elétrica Corresponde ao movimento ordenado de cargas elétricas em um condutor. Existem basicamente dois tipos de corrente elétrica: Contínua Alternada. Corrente elétrica contínua (CC) É um tipo de corrente elétrica que se propaga em um único sentido (Fig. 2.1), como a gerada por baterias e pilhas. Não há inversão da sua magnitude. Em uma tomada de corrente contínua, existirá um terminal sempre positivo (+) e outro sempre negativo (-). Corrente elétrica alternada (CA) É um tipo de corrente elétrica que circula ora num sentido, ora no sentido oposto (Fig. 2.2a e Fig. 2.2b). E a corrente existente nas residências. Em uma tomada de corrente alternada, existe uma inversão da polaridade dos terminais a cada instante, ou seja, um determinado terminal é positivo (+) num espaço de tempo, passando a ser negativo ( ) no espaço de tempo seguinte. Essa alternância pode ou não ser periódica.

2 O espaço de tempo compreendido entre o início de uma polaridade positiva (+) e o início da próxima polaridade positiva (+) é denominado ciclo ou período. Intensidade da corrente elétrica Pode ser definida como a carga elétrica total que atravessa uma seção transversal de um condutor num intervalo de tempo. Unidade de medida: ampere (A) A intensidade da corrente elétrica num tubo de raios X é medida em miliamperes: 1 miliampere 1mA = 0,001 A =10-3 ª Tensão elétrica Pode ser definida como a diferença de potencial (ddp) entre dois pontos de um condutor. Unidade de medida: Volt (V) A tensão elétrica em um tubo de raios X é medida em quilovolts (kv): 1kV =1.000V =103V.

3 Potência Corresponde à energia elétrica produzida ou consumida em um intervalo de tempo. Unidade de medida: Watt (W) A potência de um tubo de raios X é medida em quilowatts (kw): lkw =1.000W =103W. Retifícadores de corrente São maquinas convertem a corrente alternada em correte contínua. Transformadores Possuem a função de elevar, reduzir e regular tensões. Composição dos transformadores Núcleo de ferro; Bobina de entrada (enrolamento primário); Bobina de saida (enrolamento secundário). Tipos de transformador Em função do núcleo e do efeito de transformação, podemos distinguir os seguintes tipos: Transformador de núcleo envolvido; Transformador de núcleo envolvente; Autotransformador (possui apenas uma bobina); Transformador de núcleo anelar (possui apenas uma bobina). Os autotransformadores e os transformadores de núcleo anelar são usados principalmente como reguladores de tensão.

4 Isolamento e refrigeração de um transformador O sistema de isolamento e refrigeração de um transformador pode ser de ar (sistema seco) ou de óleo. O óleo possui a capacidade de isolar a alta tensão (rigidez dielé- trica) maior que o ar. PARTE GERADORA DO EQUIPAMENTO DE RAIOS X A parte geradora do equipamento de raios X, responsável pela geração do feixe de radiação, é composta pelo transformador (gerador) de alta tensão com retifícadores de corrente; mesa de comando; sistema emissor de raios X (tubo de raios X inserido na cúpula); cabos elétricos que ligam a mesa de comando ao gerador; e os cabos de alta tensão que ligam o gerador ao tubo de raios X. Podemos resumir a transformação da corrente elétrica para a produção de raios X da seguinte maneira: a corrente alternada da rede de distribuição (220V ou 380V) é transformada mediante um transformador de alta tensão em uma corrente alternada de alta tensão (kv), que por sua vez é convertida em uma corrente contínua de alta tensão pelos retificadores de corrente, sendo então utilizada na produção dos raios X (Fig. 2.3).

5 Transformador O transformador de alta tensão eleva a tensão e reduz a intensidade da corrente elétrica, podendo ser, em função do tipo de corrente, de dois tipos básicos: monofásico e trifásico. Transformador monofásico de 2 pulsos por ciclo É um tipo de transformador alimentado por umá corrente elétrica monofásica de 2 pulsos por ciclo. Apresenta baixo desempenho na produção de raios X, pois a tensão elétrica total aplicada ao tubo está longe da tensão de pico (quilovoltagem (kv) determinada). Sendo assim, na produção de um feixe de radiação de determinada quilovoltagem, teremos desde raios X de baixa energia, gerados por meio de uma tensão elétrica muito baixa (sem nenhuma utilidade), até os originados pela tensão de pico (Fig. 2.4a). Transformador trifásico de 6 pulsos,12 pulsos e de tensão elétrica constante (multipulso) É um tipo de transformador alimentado por uma corrente elétrica trifásica de 6 ou 12 pulsos por ciclo ou multipulso, que possui um melhor rendimento na produção dos raios X. A tensão elétrica que alimenta o tubo de raios X para a formação do feixe de radiação varia de um valor baixo até a tensão de pico (máxima), determinando, assim, a formação de um feixe de radiação desde a tensão baixa até a tensão de pico. Portanto, quanto maior o número de pulsos por ciclo do transformador, mais próximo da tensão de pico estará a tensão elétrica total aplicada ao tubo (Fig. 2.4b e Fig. 2.4c, Fig. 2.4d). Em suma, quanto maior o número de pulsos por ciclo de um transformador, maior será o seu rendimento, ou seja: a Para uma determinada quilovoltagem (kv), a energia média do feixe de raios X é tão maior quanto maior for o número de pulsos por ciclo do transformador. Atualmente os aparelhos de raios X possuem transformador trifásico multipulso. Funções do transformador no equipamento de raios X a Regular a tensão elétrica de entrada; Elevar a tensão elétrica; Regular a quilovoltagem;

6 Regular a intensidade (miliamperagem ma). Essa é feita através de um transformador de aquecimento (reduz a tensão e eleva a intensidade da corrente elétrica); Rotação do anódio. Os retificadores de corrente elétrica de um aparelho gerador de raios X têm a função de converter a corrente elétrica alternada em contínua. Esta conversão pode ser feita de duas maneiras: retificação de meia onda retificação de onda completa. Não ha diferença na qualidade (poder de penetração) do feixe de radiaçao entre estes dois tipos de retificação, pois as voltagens presentes sao as mesmas em ambos os casos (Fig. 2.5a, Fig. 2.5b e Fig. 2.5c).

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8 Mesa de comando A mesa de comando de um equipamento gerador de mios X é o local onde se comanda a produção do feixe de radiação. Nela, existem basicamente os seguintes controles: Botão para ligar/desligar o equipamento; Controle da entrada de corrente (alguns equipamentos possuem controle automático); Controle da quilovoltagem (kv); Controle da miliamperagem (ma); Controle do tempo de exposição (s), que junto com miliamperagem (ma) resulta na miliamperagem- segundo (mas);. Controle do foco (grosso/fino); Comando para radioscopia/radiografia (alguns equipamentos); Exposímetro automático (alguns equipamentos); Botão de disparo. Cabos elétricos Cabos elétricos ligam a mesa de comando ao transformador e este ao tubo de raios X. Os cabos elétricos que unem o transformador ao tubo de raios X são cabos de alta tensão devidamente isolados (Fig. 2.6).

9 Mecanismos de segurança do equipamento gerador de raios X Todo equipamento gerador de raios X possui uma série de mecanismos de segurança, tais como: Segurança da rotação do anódio Bloqueia a geração de raios X com o anódio parado; Segurança contra excesso de carga Bloqueia a geração de raios X quando a quilovoltagem (kv) e/ou miliamperagem-segundo (roas) determinados estão acima da capacidade suportada pelo tubo; Segurança contra o excesso de aquecimento do filamento; Segurança contra o excesso de calor no tubo de raios X e na cúpula (carcaça).