Estructura y generación del tubo de Coolidge

La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente radiactivos. (-Manual de radiologia para tecnicos, 2014)

Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Cosser_Crookes_xray_tube.jpg/440px-Cosser_Crookes_xray_tube.jpg

Los rayos x

Los rayos X son un tipo de radiación llamada ondas electromagnéticas. Las imágenes de rayos X muestran el interior de su cuerpo en diferentes tonos de blanco y negro. Esto es debido a que diferentes tejidos absorben diferentes cantidades de radiación. El calcio en los huesos absorbe la mayoría de los rayos X, por lo que los huesos se ven blancos. La grasa y otros tejidos blandos absorben menos, y se ven de color gris. El aire absorbe la menor cantidad, por lo que los pulmones se ven negros. El uso más común de los rayos X es para ver huesos rotos, pero los rayos X se utilizan también para otros usos. (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)

Por ejemplo, las radiografías de tórax pueden detectar neumonía. Las mamografías utilizan rayos X para detectar el cáncer de mama.

Cuando a usted le sacan una radiografía, es posible que deba usar un delantal de plomo para proteger algunas partes de su cuerpo. La cantidad de radiación que recibe de una radiografía es pequeña. Por ejemplo, una radiografía de tórax expone a una dosis de radiación similar a la cantidad que está naturalmente expuesto del ambiente por un periodo de 10 días.  (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)

 Fuente: https://www.curiosfera.com/wp-content/uploads/2016/11/Historia-de-los-rayos-X.jpg

Radioactividad

La radioactividad, también denominada como radiactividad es un fenómeno de tipo físico a partir del cual los núcleos atómicos, que son las partes centrales de los átomos que disponen de carga positiva, de ciertos elementos químicos, son capaces de emitir radiaciones que pueden, entre otros hechos: impresionar placas radiográficas, ionizar los gases, atravesar cuerpos opacos frente a la luz normal, provocar fluorescencia. Por tal caso es que a las mismas se las denomina como radiaciones ionizantes.  (Páez., 2017)

 Fuente: https://sites.google.com/site/wikilaradioactividadequipo3/_/rsrc/1468873074638/radioactividad/Captura.PNG

Radiaciones: naturaleza y propiedades

La Radiación Solar

El Sol proporciona la energía necesaria para que exista vida en la Tierra. El Sol emite radiaciones a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación solar alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera, fundamentalmente por el ozono.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

fuente: https://i.ytimg.com/vi/GlK5Un-ctdI/maxresdefault.jpg

Tipos de radiación emitida por el sol

Infrarroja

Esta parte del espectro está compuesta por rayos invisibles que proporcionan el calor que permite mantener la Tierra caliente.

Visible

Esta parte del espectro, que puede detectarse con nuestros ojos, nos permite ver y proporciona la energía a las plantas para producir alimentos mediante la fotosíntesis.

Ultravioleta

No podemos ver esta parte del espectro, pero puede dañar nuestra piel si no está bien protegida, pudiendo producir desde quemaduras graves hasta cáncer de piel. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Radiación y radiobiología

La radiación. Es una forma de energía que proviene de diversas fuentes, algunas creadas por el hombre como las máquinas de rayos X, y otras naturales como el Sol y el espacio exterior y de algunos materiales radioactivos como el uranio en la tierra. La exposición a esa energía conlleva algunos peligros para la salud de los seres vivos, incluidos los humanos.  (Páez., 2017)

Cantidades pequeñas de materiales radioactivos pueden encontrarse naturalmente en el aire que respiramos, en el agua que bebemos, en los alimentos que comemos y hasta en nuestros propios cuerpos. Esos elementos dentro del organismo causan lo que se conoce como exposición interna. (Páez., 2017) 

Tipos de Radiación

•          Radiación electromagnética
•          Radiación ionizante
•          Radiación térmica
•          Radiación de Vavílov-Cherenkov
•          Radiación corpuscular
•          Radiación solar
•          Radiación de supervoltaje
•          Radiación nuclear

Radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que suceden cuando un tejido vivo ha absorbido la energía cedida por las radiaciones ionizantes. Estos fenómenos son las lesiones que se producen y los mecanismos que aporta el organismo en funcionamiento para compensar esas lesiones.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016) 

Fuente: https://st2.depositphotos.com/2228340/11533/i/950/depositphotos_115334208-stock-photo-radiobiology-science-concept.jpg

Constitución del átomo

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones. (Samaniego, 2017) 

Modelos atómicos

Modelo de Thomson 

Al ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico J. J. Thomson propuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondería a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudin.(Samaniego, 2017) 

Experimento de Rutherford

El experimento de Rutherford sólo informaba de un núcleo pequeño y positivo, no aclaraba nada más). La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo. El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones de la corteza. El átomo estaba formado por un espacio fundamentalmente vacío, ocupado por electrones que giran a gran velocidad alrededor de un núcleo central muy denso y pequeño. (Samaniego, 2017) 

Modelo de Bohr.

El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.(Samaniego, 2017)

Modelo Mecano - Cuántico

Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es imposible conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual en estricto rigor indica que "variables canónicamentes conjugadas no pueden determinarse simultáneamente con una precisión. (Samaniego, 2017) 

Fuente: https://s3.amazonaws.com/s3.timetoast.com/public/uploads/photos/9530112/965857_466519050096588_1153170619_o.jpg?1486514003

Elementos básicos de la física nuclear

Es una pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de nucleones. (Samaniego, 2017)

La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción eléctrica. Es más, la repulsión existente entre los protones produciría su desintegración. El hecho de que en el núcleo existan protones y neutrones es un indicador de que debe existir otra interacción más fuerte que la electromagnética que no está directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta interacción se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo. (Samaniego, 2017)

Radiaciones ionizantes

La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas (rayos gamma o rayos X) o partículas (partículas alfa y beta o neutrones). La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad, y la energía excedente emitida es una forma de radiación ionizante. Los elementos inestables que se desintegran y emiten radiación ionizante se denominan radionúclidos. Cada radionúclido se caracteriza por el tipo de radiación que emite, la energía de la radiación y su semivida. (Organizacion Mundial de la Salud, 2016)

Radiaciones no ionizantes

Son aquellas que no poseen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo, es decir, no son capaces de producir ionizaciones. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Las radiaciones no ionizantes son de baja energía, es decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. Estas radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Radiaciones electromagnéticas. A este grupo pertenecen las radiaciones generadas por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones.
• Radiaciones ópticas. Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Sistema visual humano

El sistema visual humano (SVH) es el encargado de convertir las ondas electromagnéticas que pertenecen al espectro visible y que llegan hasta los ojos, en señales nerviosas que son interpretadas por el cerebro. 

La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.  (Ruiz, 2014)

Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.  (Ruiz, 2014)

Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician una vía que va a termina en la corteza cerebral ipsilateral del polo occipital. Es el área visual primaria o corteza estriada o área V₁.  (Ruiz, 2014)

Fuente: https://accessmedicina.mhmedical.com/data/books/1858/tresguerres_c15_fig-15-001.png