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Os Raios X e a Ampola. Professor Rodrigo Penna. Professor Rodrigo Penna. Sítio na internet: www. fisicanovestibular .com.br Blog: www.quantizado.blogspot.com Link para currículo no Sistema Lattes: http://lattes.cnpq.br/6150368513460565. EMAILs [email protected]

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Professor rodrigo penna

Os Raios X e a

Ampola

Professor Rodrigo Penna


Professor rodrigo penna1

Professor Rodrigo Penna

Sítio na internet:

www.fisicanovestibular.com.br

Blog: www.quantizado.blogspot.com

Link para currículo no Sistema Lattes:

http://lattes.cnpq.br/6150368513460565

EMAILs

[email protected]

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Gera o dos raios x

GERAÇÃO DOS RAIOS X

  • Os raios X são gerados através de dois processos que ocorrem em nível atômico:

    • A frenagem (Bremsstrahlung);

    • E os Raios X carcterísticos.

      É importante salientar que tais processos se dão na chamada ELETROSFERA. Assim, a origem dos raios X não é NUCLEAR, ou seja, eles não são gerados no núcleo dos átomos.

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A frenagem bremsstrahlung

A Frenagem (Bremsstrahlung)

  • Elétron de alta energia penetra no átomo;

  • A atração do núcleo o faz frear;

  • Parte de sua energia cinética “vira” raio X.

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Raios x caracter sticos

Raios X Característicos

  • Elétron acelerado ioniza o átomo nas camadas mais internas: K, L.

  • Fica uma vaga desocupada nesta camada;

  • Outro elétron do átomo vem ocupá-la, emitindo um fóton de evergia típica de cada átomo utilizado como alvo.

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Espectro de frenagem

Espectro de Frenagem

  • É contínuo, isto é, produz-se raios X de várias energias (qualidade) diferentes. Vulgarmente, “produz-se mais raio X ruim e menos raio X bom.”

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Espectro caracter stico

ESPECTRO CARACTERÍSTICO

  • Se apresenta como linhas destacadas, “montado” sobre o espectro contínuo. É típico para cada material utilizado como alvo.

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Molibd nio mam grafo

MOLIBDÊNIO - MAMÓGRAFO

X-Ray Tube Monitor for Mammography Machines

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Prata

PRATA

FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X, USADA

PARA ANÁLISE DE MATERIAIS.

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As ampolas de raios x

AS AMPOLAS DE RAIOS X

ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMENTO.

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Foto de uma ampola

FOTO DE UMA AMPOLA

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Funcionamento b sico

FUNCIONAMENTO BÁSICO

  • FILAMENTO: ao ser aquecido por corrente elétrica (2 a 5 Ampères), “cospe” elétrons. Dois tamanhos: fino e grosso.

Os filamentos atingem temperaturas

de mais de 2.000o C. Para suportar

tais temperaturas, são feitos de

Tungstênio (W), material de alto ponto

de fusão.

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Capa focalizadora

CAPA FOCALIZADORA

Capa carregada

negativamente.

  • Observe que os filamentos (“molinhas”) estão envolvidos por uma espécie de capa metálica. Ela é eletrizada negativamente e sua função é “ajuntar” os elétrons.

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V cuo e acelera o

VÁCUO E ACELERAÇÃO

Cátodo

Ânodo

  • Dentro da ampola é feito vácuo, que permite acelerar os elétrons. Uma alta voltagem, de milhares de volts, é aplicada entre o filamento e o alvo (catodo e anodo, - e +) para este fim.

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O alvo anodo

O ALVO - ANODO

  • É nele que os elétrons em alta velocidade irão se chocar para produzirem os Raios X. Feito de Tungstênio ou outros materiais.

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Dissipa o de calor

DISSIPAÇÃO DE CALOR

  • Ao ser atingido, o alvo converte cerca de 99% da energia dos elétrons em calor e apenas cerca de 1% em Raios X. Para dissipar tamanha quantidade de calor, o anodo é ligado ou envolvido a uma haste de cobre e, na máquina, a ampola é imersa em óleo.

Observe a cor avermelhada,

típica do Cobre, atrás do

alvo.

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Anodo girat rio

ANODO GIRATÓRIO

A

B

Nos aparelhos convencionais,

o alvo gira evitando super-

aquecimento e danos na área

atingida pelos elétrons.

Em aparelhos com alvos fixos,

como os odontológicos, a

potência precisa ser calculada

e limitada a ponto de não causar

danos irreversíveis à ampola.

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Inclina o do alvo

INCLINAÇÃO DO ALVO

  • A inclinação do alvo direciona o feixe de raios X até o paciente e cria o chamado Foco Efetivo, que é a projeção geométrica da área atingida pelos elétrons no plano do objeto irradiado.

  • O Foco Efetivo é menor que a região atingida, de onde “brota” os Raios X.

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Sofistica o

SOFISTICAÇÃO

  • Focos comuns vão de 0,2 a 2 mm, mas já há de alguns m.

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Efeito an dico

EFEITO ANÓDICO

Os elétrons que penetram no alvo

geram raios X no interior do

mesmo. Assim, a radiação é

obrigada a atravessar uma

camada de metal antes de sair.

A geometria do alvo faz com

que a espessura da camada

varie em função do ângulo de

irradiação.

Assim, a intensidade do feixe

aumenta na direção do

Catodo.

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Efeito an dico 2

EFEITO ANÓDICO - 2

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Bibliografia

BIBLIOGRAFIA

  • Fabricante Brand X-ray tube Co, site http://www.brandx-ray.com/, em 27/02/05.

  • NDT Products, site http://www.ndtproducts.ca/, em 27/05/02.

  • Radioatividade, apostila educativa da CNEN, disponível no site http://www.cnen.gov.br/default2.asp, em 20/08/04.

  • Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos, Luiz Tauhata, Ivan P. A. Salati, Renato Di Prinzio e Antonieta R. Di Prinzio, IRD, CNEN - tem na biblioteca da escola. Baixei na internete, site http://www.ird.gov.br/tauhata/FundamentosCORv5.pdf em 08/08/2004.

  • The Essential Physics of Medical Imaging, Bushberg, Seibert, Leidholdt e Boone, Ed. Lippincott Williams & Wilkins. Tem na biblioteca, mas obviamente é em inglês.

  • Site interativo muito interessante, da Universidade de Bristol, Inglaterra, http://hsc.uwe.ac.uk/radiography/RScience/RScienceshome.htm, em 27/02/05.

  • Bases Físicas e Tecnológicas Aplicadas aos Raios X, Renato Dimenstein e Thomaz Ghilardi Netto, Ed. SENAC. Tem na biblioteca.

  • Aulas multimídia do Professor Sérgio Lúcio P. C. Lopes.

  • Radiograph in Modern Industry, excelente livro, baixei no site da KODAK internacional.

  • BONTRAGER, K.L.Tratado de Técnica Radiológica e Base Anatômica. 5ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A, 200. 840 p .

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