Definición y propiedades de rayos X (radiación X)

Los rayos X o la radiación X son parte del espectro electromagnético con longitudes de onda más cortas (frecuencia más alta) que la luz visible. La longitud de onda de la radiación X varía de 0.01 a 10 nanómetros, o frecuencias de 3 × 10^dieciséis Hz a 3 × 10¹⁹ Hz. Esto coloca la longitud de onda de rayos X entre la luz ultravioleta y los rayos gamma. La distinción entre rayos X y rayos gamma puede basarse en la longitud de onda o en la fuente de radiación. A veces, la radiación x se considera radiación emitida por electrones, mientras que la radiación gamma es emitida por el núcleo atómico..

El científico alemán Wilhelm Röntgen fue el primero en estudiar rayos X (1895), aunque no fue la primera persona en observarlos. Se habían observado rayos X que emanaban de los tubos de Crookes, que se inventaron alrededor de 1875. Röntgen llamó a la luz "radiación X" para indicar que era un tipo previamente desconocido. A veces, la radiación se llama radiación de Röntgen o Roentgen, por el científico. La ortografía aceptada incluye rayos X, rayos X, rayos X y rayos X (y radiación).

El término rayos X también se usa para referirse a una imagen radiográfica formada usando radiación X y al método utilizado para producir la imagen..

Rayos X duros y blandos

Los rayos X varían en energía desde 100 eV hasta 100 keV (por debajo de la longitud de onda de 0.2-0.1 nm). Los rayos X duros son aquellos con energías fotónicas mayores de 5-10 keV. Las radiografías suaves son aquellas con menor energía. La longitud de onda de los rayos X duros es comparable al diámetro de un átomo. Los rayos X duros tienen suficiente energía para penetrar la materia, mientras que los rayos X blandos se absorben en el aire o penetran en el agua a una profundidad de aproximadamente 1 micrómetro..

Fuentes de rayos X

Se pueden emitir rayos X cuando partículas suficientemente cargadas de energía golpean la materia. Los electrones acelerados se usan para producir radiación X en un tubo de rayos X, que es un tubo de vacío con un cátodo caliente y un objetivo de metal. También se pueden usar protones u otros iones positivos. Por ejemplo, la emisión de rayos X inducida por protones es una técnica analítica. Las fuentes naturales de radiación X incluyen gas radón, otros radioisótopos, rayos y rayos cósmicos..

Cómo interactúa la radiación X con la materia

Las tres formas en que los rayos X interactúan con la materia son la dispersión de Compton, la dispersión de Rayleigh y la fotoabsorción. La dispersión de Compton es la interacción primaria que involucra rayos X duros de alta energía, mientras que la fotoabsorción es la interacción dominante con los rayos X blandos y los rayos X duros de baja energía. Cualquier radiografía tiene suficiente energía para superar la energía de unión entre los átomos en las moléculas, por lo que el efecto depende de la composición elemental de la materia y no de sus propiedades químicas..

Usos de rayos X

La mayoría de las personas están familiarizadas con los rayos X debido a su uso en imágenes médicas, pero hay muchas otras aplicaciones de la radiación:

En medicina diagnóstica, las radiografías se usan para ver las estructuras óseas. La radiación X dura se usa para minimizar la absorción de rayos X de baja energía. Se coloca un filtro sobre el tubo de rayos X para evitar la transmisión de la radiación de baja energía. La alta masa atómica de los átomos de calcio en los dientes y los huesos absorbe la radiación X, permitiendo que la mayoría de las otras radiaciones pasen a través del cuerpo. La tomografía computarizada (tomografía computarizada), la fluoroscopia y la radioterapia son otras técnicas de diagnóstico de radiación x. Los rayos X también se pueden usar para técnicas terapéuticas, como tratamientos contra el cáncer..

Los rayos X se utilizan para cristalografía, astronomía, microscopía, radiografía industrial, seguridad aeroportuaria, espectroscopía, fluorescencia y para implosionar dispositivos de fisión. Los rayos X se pueden usar para crear arte y también para analizar pinturas. Los usos prohibidos incluyen depilación con rayos X y fluoroscopios para calzar zapatos, que fueron populares en la década de 1920.

Riesgos asociados con la radiación X

Los rayos X son una forma de radiación ionizante, capaz de romper enlaces químicos e ionizar átomos. Cuando se descubrieron los rayos X, las personas sufrieron quemaduras por radiación y pérdida de cabello. Incluso hubo informes de muertes. Si bien la enfermedad por radiación es en gran parte una cosa del pasado, los rayos X médicos son una fuente importante de exposición a la radiación provocada por el hombre, y representan aproximadamente la mitad de la exposición total a la radiación de todas las fuentes en los EE. UU. En 2006. Existe un desacuerdo sobre la dosis que presenta un peligro, en parte porque el riesgo depende de múltiples factores. Está claro que la radiación X es capaz de causar daño genético que puede provocar cáncer y problemas de desarrollo. El mayor riesgo es para un feto o un niño..

Viendo rayos X

Si bien los rayos X están fuera del espectro visible, es posible ver el brillo de las moléculas de aire ionizado alrededor de un haz de rayos X intenso. También es posible "ver" rayos X si una fuente fuerte es vista por un ojo oscuro adaptado. El mecanismo de este fenómeno permanece sin explicación (y el experimento es demasiado peligroso para realizarlo). Los primeros investigadores informaron haber visto un brillo azul grisáceo que parecía provenir del interior del ojo..

Fuente

La exposición a la radiación médica de la población de EE. UU. Aumentó considerablemente desde principios de la década de 1980, Science Daily, 5 de marzo de 2009. Consultado el 4 de julio de 2017.