PROCESSO DE PRODUÇÃO DE RAIOS X
Tânia Aparecida Correia Furquim1 O processo de produção de raios X pode ser descrito como:
1. O catodo é aquecido e, essa energia térmica é capaz de liberar elétrons,
(processo chamado de emissão termoiônica).
2. Essa nuvem eletrônica liberada é acelerada em direção ao anodo, devido à
aplicação de uma diferença de potencial (comumente chamada pela unidade,
kV) formando uma corrente (comumente chamada pela unidade, mA). O
tempo de duração desta aplicação multiplicado pela corrente é chamada de
produto corrente-tempo, mAs.
3. Ao chocarem com o anodo, os elétrons penetram no material e passam
muito próximo dos núcleos dos átomos, causando uma desaceleração. Esse
processo faz com que estes elétrons percam energia que é emitida em forma
de fótons de raios X. Esse processo é conhecido como Bremsstrahlung ou
radiação de freamento.
4. Os elétrons podem também colidir com elétrons orbitais dos átomos do
material do anodo e retirá-los, caso a energia cinética destes seja maior ou
igual à energia de ligação dos elétrons no átomo. Ao ser removido do átomo,
o elétron deixa uma vacância naquela órbita. Isso faz com que elétrons de
camadas mais externas ocupem essa vacância. Como em órbitas mais
internas há uma menor energia de ligação, o excesso é emito em forma de
fótons de raios X. Esse fenômeno é conhecido como radiação característica
(Figura 1).
1 Física Médica do Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Doutora em Tecnologia Nuclear -­‐ Aplicações (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares -­‐ SP), Mestre em Biofísica (Instituto de Física da USP), Especialista em Radiologia Diagnóstica (Associação Brasileira de Física Médica) A.
B.
Figura 1
A. Diagrama esquemático da produção de radiação X por
Bremsstrahlung, mostrando a liberação de um fóton de raios X devido a perda de
energia do elétron com a desaceleração. B. Descrição da produção de radiação
característica, quando um elétron incidente retira um elétron orbital, causando uma
vacância. Um elétron de uma camada mais externa ocupa esta vacância e, o
excesso de energia é emitida em forma de fóton de raios X.
Depois de formados, os raios X saem do tubo passando através de uma janela de
berílio (Be) e passam por um filtro que pode ser de Mo, Rh ou W, os quais absorvem
os fótons de raios X indesejáveis para a imagem. A Figura 2 ilustra os espectros
obtidos para os alvos compostos por Mo e W.
Atualmente, algumas combinações de alvo e filtro são comuns: Mo/Mo, Mo/Rh,
Rh/Rh e W/Al. Para mamografia, a combinação Mo/Mo possui a radiação mais
homogênea de comprimentos de onda e energias discretas limitadas de forma útil;
no entanto, a dose de radiação ao paciente e a carga térmica ao tubo de raios X são
ligeiramente mais baixas com a combinação W/Al.
A combinação W/Rh emite radiação em uma energia maior e é mais efetivo para
obter imagens de mamas maiores, bem como no caso de Rh/Rh. Alguns fabricantes
de mamógrafos incluem um sistema deslizante dos filtros de Mo e Rh para melhor
combinação de técnicas operacionais para cada tipo de mama das pacientes.
Figura 2
Espectros de raios X produzidos por um alvo de Molibdênio (Mo) e um
de tungstênio (W). O alvo de Mo produz fótons com energias mais
baixas do que o de W, que melhora o contraste radiográfico1
Referência:
1
KOPANS, D. B. Breast Imaging. 2. ed. Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 1998.