T6. Tubo de Rayos X. Características del espectro de emisión de los Rayos X.

 Resolución de las siguientes cuestiones:

1.     Que características constructivas del tubo de rayos X  se correlacionan con qué características del espectro de emisión de los rayos X

Una característica constructiva que guarda relación con las características del espectro de emisión que se genera es la distancia física entre cátodo y ánodo ya que ésta influye en la resistencia del medio entre ambos, variando la cantidad de electrones que llegan al ánodo en función de la tensión de entrada.

 

Otra característica constructiva que influirá en el espectro de emisión es el material del que esté hecho el ánodo, dependiendo de sus características el espectro de emisión variará.

Las emisiones energéticas que se producen al impactar los electrones en el ánodo serán diferentes según el material que configura el ánodo (tungsteno, wolframio etc)

2.     Que características de la operación del tubo de rayos X se correlacionan con que características del espectro de la radiación producida (o lo que es o mismo, que controles tiene y que es lo que controlan).

La tensión (Kv), la corriente (mA) y el tiempo de exposición, son las características que regulan o controlan el espectro de emisión de RX resultante.

Como no podemos regular la intensidad del “circuito” que se crea entre ánodo y cátodo (que se ajusta con las características físicas del tubo), los 2 parámetros que nos quedan para ajustar son la diferencia de potencial (Kvoltios), que ajustan con que energía se van a emitir los rayos x (en realidad, ajustan el máximo del espectro que se va a emitir, ya que se emiten rayos x en un espectro de frecuencias concreto), y el tiempo de encendido del dispositivo, que unido a la intensidad (fijada por las características) marca la cantidad de electrones que se envían, y por lo tanto, la cantidad de rayos x generados en el ánodo.

Esta imagen representa gráficamente la distribución por energías de los fotones que constituyen el haz. Como puede verse se superponen el espectro continuo de los fotones procedentes de la radiación de frenado (85%) y el espectro discreto de los fotones procedentes de la radiación característica (15%).

En la gráfica puede apreciarse que a mayor voltaje se obtiene un espectro de mayor amplitud para la radiación de frenado, y los picos correspondientes a la radiación característica también serán mayores.

La máxima energía posible será siempre la diferencia de potencial que se haya establecido entre el cátodo y el ánodo.

3.     ¿Por que han de estar los tubos a vacío?

     Los electrones son excitados térmicamente en el cátodo, la diferencia de potencial establecida entre cátodo y ánodo arranca y acelera los electrones hacia el ánodo. Si hubiera aire en lugar de vacío en el tubo de rayos x, los electrones chocarían con las moléculas del aire y cederían parte de su energía cinética desviándose de su trayectoria.

4.  ¿Por qué es importante el espectro de emisión para la radiología, no son iguales todos los rayos X?

     Es importante el espectro de emisión  porque cada zona del cuerpo tiene un rango de energía óptimo para obtener sus mejores imágenes. Por ello, la manipulación de las características de la operación que regulan o controlan el espectro de emisión nos permite adaptarnos a los rangos de energía más adecuados para cada parte del cuerpo humano. Adjuntamos finalmente una tabla con estos rangos en Kv.