Dosimetria e Proteção Radiológica

Documentos relacionados
PRODUÇÃO DE RAIOS X. Produção de raios X Tubo de raios X. Produção de raio x Tubo de raios X

Interação de partícula carregada com a matéria

RAIOS-X (RAIOS RÖNTGEN)

RAIOS-X (RAIOS RÖNTGEN)

Produção e qualidade dos raios X - Parte 1. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

Dosimetria e Proteção Radiológica

Efeito Fotoelétrico. Dosimetria e Proteção Radiológica. Efeito Fotoelétrico

FÍSICA MODERNA I AULA 06

SEL PRINCÍPIOS FÍSICOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS. Prof. Homero Schiabel

Física Moderna I Aula 05. Marcelo G Munhoz Edifício HEPIC, sala 212, ramal

Raios-x. Proteção e higiene das Radiações Profª: Marina de Carvalho CETEA

Uma breve história do mundo dos quanta. Érica Polycarpo Equipe de Física Coordenação: Prof. Marta Barroso

O espectro eletromagnético

Introd. Física Médica

Dosimetria e Proteção Radiológica

1318 Raios X / Espectro contínuo e característico Medida da razão h/e.

QUESTÕES DE FÍSICA MODERNA

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Radiologia Odontológica e Imaginologia

Aplicações médicas dos Raios-X

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Descoberta dos Raios-X

Equipamentos geradores de radiação para radioterapia

Capítulo 40: Tudo sobre os Átomos

Capítulo 9 Produção de Raios X e Qualidade

Teoria atômica da matéria

Capítulo 1 Radiação Ionizante

O ÂTOMO TIPOS DE RADIAÇÕES. TIPOS DE RADIAÇÕES As radiações podem ser classificadas da seguinte forma: Quanto à composição

Física D Extensivo V. 8

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

2. Propriedades Corpusculares das Ondas

Difração de raios X. Ciência dos Materiais

Interação de partículas carregadas rápidas com a matéria parte 3. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

Estrutura da Matéria BIK Prof. Fernando Carlos Giacomelli (Turma A)

Laboratório de Estrutura da Matéria II

CAPÍTULO 38 HALLIDAY, RESNICK. 8ª EDIÇÃO

ESTRUTURA ATÔMICA. Prof. Dr. Cristiano Torres Miranda Disciplina: Química Geral I QM81B Turmas Q13 e Q14

05/04/2015. Ondas. Classificação das ondas. Qualquer perturbação (pulso) que se propaga em um meio. NOÇÕES BÁSICAS EM RADIOLOGIA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA

Prof. Dr. Lucas Barboza Sarno da Silva

Instituto de Física USP. Física V - Aula 13. Professora: Mazé Bechara

Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X. Prof.Dr. Ubirajara Pereira Rodrigues Filho

TEORIAS ATÔMICAS. Menor partícula possível de um elemento (Grécia antiga) John Dalton (1807)

Física IV Poli Engenharia Elétrica: 20ª Aula (04/11/2014)

O Elétron como Onda. Difração de Bragg

Instituto de Física USP. Física V - Aula 16. Professora: Mazé Bechara

Energia certa significa: quando a energia do fóton corresponde à diferença nos níveis de energia entre as duas órbitas permitidas do átomo de H.

Física Experimental V Experimentos com raios X

Origens históricas dos raios-x. Tubos de Crookes

Física básica das radiografias convencionais

O Efeito Fotoelétrico

NOTA: Os primeiros aparelhos emitiam radiação praticamente na faixa de Raios X duros, sendo extremamente perigosos, podendo causar danos biológicos.

Instituto de Física USP. Física V - Aula 14. Professora: Mazé Bechara

AULA 01 TEORIA ATÔMICA COMPLETA

Raios atômicos Física Moderna 2 Aula 6

QUÍMICA I. Teoria atômica Capítulo 6. Aula 2

CURSO DE RADIOPROTEÇÃO COM ÊNFASE NO USO, PREPARO E MANUSEIO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATERIA

Lista de Exercícios - Física Quântica - UNIDADE 1

Espectro Eletromagnético. Professor Leonardo

Análise de alimentos II Introdução aos Métodos Espectrométricos

CAPÍTULO 38 HALLIDAY, RESNICK. 8ª EDIÇÃO

Theory Portugues BR (Brazil) Por favor, leia as instruções gerais que se encontram no envelope separado antes de iniciar este problema.

Nome: Jeremias Christian Honorato Costa Disciplina: Materiais para Engenharia

SISTEMAS DE IMAGEM MÉDICA

EFEITO FOTOELÉTRICO. Propriedade corpuscular da radiação eletromagnética Reforço à teoria quântica de Planck (quanta de energia)

LISTA 1 PARA ENTREGAR. Raios ultravioletas

SEL FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS. Prof. Homero Schiabel (Sub-área de Imagens Médicas)

EFEITO FOTOELÉTRICO. Propriedade corpuscular da radiação eletromagnética Reforço à teoria quântica de Planck (quanta de energia)

CURSO DE RADIOPROTEÇÃO COM ÊNFASE NO USO, PREPARO E MANUSEIO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS

Biofísica Bacharelado em Biologia

Distribuição da radiação* ESPECTRO

4º bimestre - Volume 3, Capítulo 19

Origens históricas dos raios-x. Tubos de Crookes

Escola Politécnica FAP GABARITO DA P2 24 de outubro de 2006

Aula 2 Evidências experimentais da teoria quântica: efeito fotoelétrico e efeito Compton

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Departamento de Química. CQ122 Química Analítica Instrumental II Prof. Claudio Antonio Tonegutti Aula 01 09/11/2012

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P3 25 de novembro de 2014

Principais Postulados de Dalton (1803)

Técnicas de Caracterização de Materiais

FÍSICA DAS RADIAÇÕES 2

Quantização da Carga, Luz e Energia

Aula 1 Conceitos Básicos sobre Radiação. F 107 Física para Biologia 1º Semestre de 2010 Prof.Dr. Edmilson JT Manganote

Disciplina: Física IV Física Moderna

Introdução às interações de partículas carregadas Parte 1. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

Física Moderna I Aula 04. Marcelo G Munhoz Edifício HEPIC, sala 202, ramal

MODELO ATÔMICO DE BOHR 1913

Aula 7 INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

Laboratório de Estrutura da Matéria II

A experiência das Linhas de Balmer

Interação da radiação com a matéria

Estrutura física da matéria Difração de elétrons

Capítulo 38 Fótons e Ondas de Matéria Questões Múltipla escolha cap. 38 Fundamentos de Física Halliday Resnick Walker

2018 Dr. Walter F. de Azevedo Jr. Produção e Propriedades dos Raios X

Técnicas de Caracterização de Materiais

Instituto de Física USP. Física V - Aula 37. Professora: Mazé Bechara

Tópicos em Métodos Espectroquímicos. Aula 2 Revisão Conceitos Fundamentais

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Tópicos em Métodos Espectroquímicos. Aula 2 Revisão Conceitos Fundamentais

Agronomia Química Analítica Prof. Dr. Gustavo Rocha de Castro. As medidas baseadas na luz (radiação eletromagnética) são muito empregadas

ELÉTRONS EM ÁTOMOS. Depois do modelo de Rutherford: Como é o comportamento dos elétrons nos átomos? Rutherford: estrutura planetária, com o

Transcrição:

Dosimetria e Proteção Radiológica Prof. Dr. André L. C. Conceição Departamento Acadêmico de Física (DAFIS) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI) Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Produção de raios X Tubo de raios X Os raios X são uma das maiores ferramentas médicas de diagnóstico desde sua descoberta por Wilhelm Roentgen em 1895. Atualmente, estima-se que são realizados aproximadamente 650 exames de raios-x médico e odontológico para cada 1000 pacientes por ano. André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 2 Produção de raio x Tubo de raios X Um tubo de raios X clássico necessita de: Fonte de elétrons Potencial de aceleração dos elétrons Material alvo (ânodo) para produção dos raios X Tubo catódico de William Crookes André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 3 1

Produção de raio x Tubo de raios X Tubo catódico de William Crookes André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 4 Interação dos elétrons com o ânodo André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 5 Radiação de frenagem Radiação de freamento ou Bremsstrahlung, Uma pequena fração dos elétrons incidentes no alvo se aproxima dos núcleos dos átomos que constituem o alvo. Eles podem perder de uma só vez uma fração considerável de sua energia emitindo um fóton de raio x Tubo catódico de William Crookes André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 6 2

Radiação de Frenagem Potenciais de Liénard-Wiechert Potencial Escalar Retardado para uma carga pontual movendo com velocidade próxima à c. Potencial Vetor Magnético para uma carga pontual movendo com velocidade próxima à c. Campos Elétrico e Magnético André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 7 Radiação de frenagem Espectro contínuo de raios X produzidos em um tubo de W hc K( elétron) ev Emax dofóton hfmax min λ min = 12,4 kvp 10 10 m Tubo catódico de William Crookes André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 8 Exercício Calcule o comprimento de onda mínimo de raios X produzidos por um gerador de 80 kvp? λ min = 0,155 10 10 m André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 9 3

Raios X característicos Raios x característicos Da mesma forma que um fóton é emitido quando um elétron da camada mais externa de um átomo (elétron de valência ) decai de um nível de energia mais alto ( nível excitado ) para outro de energia mais baixo, um fóton de energia na faixa de raios x é emitido quando as transições do elétron envolvem camadas mais internas do átomo André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 10 Raios X Característicos Quando temos transições eletrônicas entre estes níveis, ou seja, entre um estado excitado e outro, temos produção de REM (raios X característicos) E fóton hf E E L c h E Raios X característicos L L E E K E K K André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 12 4

Energia de Ligação de materiais alvo André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 13 Percentual de Produção de raios X André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 14 Variação da intensidade com o ma André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 15 5

Variação da intensidade com o kvp I kvp 2 (no ânodo) I = c. Z kvp 3 (no detector) Regra prática: Uma variação de 15% no kvp corresponde a uma mudança de um fator de 2 no mas. A energia efetiva de um feixe de raios X é aproximadamente igual a 1/3 do kvp aplicado. André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 16 Exemplo André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 17 Produção de Raios X - filtração A intensidade do feixe de elétrons determina a intensidade dos raios X produzidos. A energia dos elétrons determinam a forma do espectro bremsstrahlung, em particular o ponto final do espectro. Raios X de baixa energia são absorvidos no próprio material do tubo. André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 18 6

Ponto Focal O ângulo do ânodo é definido como o ângulo entre a superfície do alvo e o eixo central do tubo de raios X. O tamanho do ponto focal é a área do ânodo que é atingida pelos elétrons O ângulo do ânodo θ determina o tamanho do ponto focal efetivo: Ponto focal efetivo = tamanho do foco senq André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 19 Distribuição Angular da emissão dos Raios X André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 20 Produção de raios X Por causa da relativa baixa eficiência na produção de raios X, a maior parte da energia é convertida em calor. Tungstênio (alto ponto de fusão) boa emissão radioativa Dano por calor excessivo André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 21 7

Emissão de raios X Molibidênio alta emissão de raios X característicos André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 22 Equipamentos de Alta Energia Acelerador Linear Betatron Ciclotron Síncrotron André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 23 Acelerador Linear (AL) Um acelerador linear (LINAC) é um acelerador de partículas onde partículas carregadas (elétrons, prótons ou íons pesados) são acelerados em uma linha reta. André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 24 8

Mecanismo de aceleração - AL André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 25 AL usado em radioterapia André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 26 AL - Funcionamento André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 27 9

AL - Funcionamento André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 28 AL - Funcionamento André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 29 Betatron Betatron - Instalado pelo Prof. Marcelo Damy de Souza, na USP em 1948. Acelerava elétrons até 24 MeV. André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 30 10

Betatron André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 31 Ciclotron r r r F q v B mv r q B q B f m André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 32 Ciclotron r r r F q v B mv r q B q B f m babyciclotron André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 33 11

Síncrotron Componentes: (1)Canhão de elétrons; (2)Acelerador linear (3)Intensificador (4)Anel de armazenamento (5)Linhas de feixe (6)Estações experimentais André L. C. Conceição 06.09.13 Slide 34 12