FÍSICA RADIOLOGICA. Prof. Emerson Siraqui

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Ângela Fartaria Vasques
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1 FÍSICA RADIOLOGICA Prof. Emerson Siraqui

2 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Para concluirmos o que é radiações de forma bem simples é um transporte de energia que se propaga a partir de uma fonte em todas direções. Usando esta definição podemos classificar, por exemplo, o som como um tipo de radiações, pois atende a essa definições. O som é classificado como radiação mecânica e surge da energia transferida a um meio material, geralmente em forma de vibração, e se propaga através de um meio de transporte. Por exemplo, quando o cone de papel de uma alto falante vibra, produz uma seqüência de frentes de alta e baixa pressão no ar que transporta essa vibração. O transporte de energia é suficiente para fazer vibrar a membrana do nosso sistema auditivo, que transforma essa vibração em estímulos, que são percebidos pelo cérebro como som.

3 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA A radiações eletromagnéticas, por sua vez, origina-se de perturbações eletrônicas em um meio material. Por perturbações eletrônicas podemos entender: o movimento acelerado de elétrons - portanto, está intimamente associada à eletricidade. A propagação de ondas eletromagnéticas ocorre mesmo sem a presença de uma meio de transporte, sempre em linha reta. Por exemplo, a luz do Sol percorre o vazio do espaço até atingir a superfície da Terra. A velocidade de propagação das radiações eletromagnéticas no ar é aproximadamente igual a velocidade da Luz no vácuo, ou seja, cerca de Km/s. Uma onda é caracterizada fisicamente por sua amplitude, que é definida pela altura máxima da onda, e pelo comprimento de onda(), que é a distância entre dois máximos sucessíveis da onda.

4 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Radiações ionizantes: Ao interagir com a matéria, os diferentes tipos de radiações podem produzir vários efeitos que, podem ser simplesmente a sensação de calor provocadas por feixes de lasers, o aquecimento de alimentos num fôrno de microndas, uma imagem obtida numa chapa radiográfica ou então, a produção de íons e elétrons livres devido a ionização. As radiações são denominadas de ionizantes quando produzem íons, radicais e elétrons livres na matéria que sofreu a interação. A ionização se deve ao fato das radiações possuírem energia alta, o suficiente para quebrar as ligações químicas ou expulsar elétrons dos átomos após colisões.

5 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Além da capacidade de ionização, as radiações ionizantes são bastantes penetrantes, quando comparada com os demais tipos. As radiações ionizantes do tipo X e gama, são as mais penetrantes e, dependendo da sua energia, podem atravessar vários centímetros de tecido humano até metros de blindagem de concretos. Por isso são muito utilizadas para obtenção de radiografias e para controlar níveis de material contidos em silos de paredes espessas. As radiações beta são pouco penetrantes, em relação as anteriores, dependendo da sua energia, podem atravessar milímetros e até centímetros de tecido humano, já as partículas alfa possuem um poder de penetração muito pequeno, mesmo radiações com 5 MeV, não conseguem atravessar uma espessura de uma folha de papel.

6 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Mecânica Som US Eletromagnéticas Radiofreqüência Micro-ondas Infravermelho Luz visível Utravioleta Raios- x Raios- gama Corpuscular Alfa Beta RMN Radiologia Radioterapia Medicina nuclear

7 RADIAÇÕES IONIZANTES Os raios-x utilizados nas aplicações técnicas são produzidos por dispositivos denominados de tubo de raios-x, que consistem basicamente de um filamento de tungstênio que produz elétrons por emissão termoiônicas (catodo), que são acelerados fortemente por uma diferença em potencial elétrica (Kilovoltagem), até um alvo metálico (anodo), onde colidem, a maioria dos elétrons acelerados são absorvidos ou espalhados, produzindo aquecimento do alvo. Cerca de 5% dos elétrons incidentes sofrem redução de velocidades bruscas, e a energia dissipadas se converte em ondas eletromagnéticas, denominados raios-x. os elétrons estão contidos em uma ampola de vidro onde se faz vácuo para evitar a sua oxidação. Devido o processo como são produzidos também são denominados como radiação de freamento (bremsstrahlung).

8 AMPOLA DE COOKIS

9 AMPOLA DE RAIOS-X

10 PRODUÇÃO DE R-X - + kv catodo i ma/s anodo

11 PRODUÇÃO DE R-X Radiação de freamento (bremsstrahlung) elétron passa bem próximo ao núcleo do alvo e sofre desvio de sua trajetória; são produzidos raios-x de várias energias, desde valores baixos até a E max, que é = a E c do elétron incidente

12 RAIO-X DE FREAMENTO BREMSTRAHLUNG e- N+

13 PRODUÇÃO DE R-X Radiação característica Colisão entre o elétron incidente e o elétron orbital (geralmente da camada K) do alvo. Elétron orbital ejetado cria buraco, após o preenchimento R-X característico. Qualquer elétron pode ocupar a posição do elétron da camada K

14 RAIO-X CARACTERISTICO e- N+

15 GERADOR DE RAIOS-X

16 GERADOR DE RAIOS-X Corrente do tubo de raios-x:

17 GERADOR DE RAIOS-X Regras para o ajuste de correntes:

18 ATENUAÇÃO DOS R-X COM A MATÉRIA Após a produção dos fótons de raios-x serem produzidos pela ampola, ao interagiram com a matéria produzem outros dois tipos de efeitos: 1- Efeito Fotoelétrico; 2- Efeito Compton;

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