Produção de Raios X

 Os tubos de raios X são compostos de anodos e catodos colocados dentro de um invólucro de vidro, no vácuo. O catodo consiste de um filamento de tungstênio na forma de uma bobina colocada em um tipo de copo metálico com foco raso. Quando este filamento é aquecido os elétrons ficam agitados e são liberados da superfície do tungstênio (material usado por ser mais flexível e ser resistente ao stress causado pelo aquecimento). Como o anodo é positivo com relação ao filamento, os elétrons provenientes do catodo serão atraídos ao anodo, sem ocorrer colisões, adquirindo grande velocidade. Ao serem subitamente barrados pelo anodo, ocorrerá emissão de raios X, sendo 1% de emissão de Raios X e o restante radiação térmica, em todas as direções. Cerca da metade dos raios X são absorvidos pelo alvo sendo o restante emergente do tubo. 

Ao redor do filamento forma-se uma nuvem de elétrons que tendem a repelir outros elétrons provenientes do aquecimento. Para evitar isso, a tensão a ser aplicada deverá ser suficiente a fim de acelerar os elétrons rapidamente entre anodo e catodo. 

Figura: Representação do tubo de raios X. Devido à temperatura atingida dentro do tubo ser elevada, é utilizado um óleo para seu resfriamento, além de várias proteções metálicas e de chumbo a fim de isolar o tubo de vidro <<retirado de :http://www.geocities.ws>>

 Durante o bombardeamento de elétrons, o alvo (anodo) de um tubo de raios X não deve esquentar muito. Caso isto ocorra, emitirá elétrons do mesmo modo que o filamento e esses elétrons seguirão do anodo para o catodo em um ciclo inverso e o filamento, que é muito delicado, será destruído pelo bombardeamento de elétrons. A fim de prevenir tal fato, retificadores de silício devem ser colocados no circuito para atuarem como uma chave que bloqueia a corrente de elétrons no sentido inverso. 

 Os tubos de raios X tomam diversas formas dependendo de sua aplicação. Tubos de raios X de diagnósticos são projetados para produzir imagens de partes do paciente e, para mínima exposição, o ponto focal do tubo tende a ficar alinhado com a área a ser exposta. Na interação dos raios X com a matéria, a intensidade do feixe é atenuada. Existem diversos tipos de interação, dentre eles: 

 Espalhamento Coerente: a radiação muda de direção sem mudança em seu comprimento de onda; 

 Efeito Fotoelétrico: um fóton incidente com um pouco mais de energia do que os elétrons de determinada camada do átomo,faz com que um elétron dessa camada seja liberado da órbita, desaparecendo o fóton que cede sua energia para o elétron. O elétron que agora é livre, em geral tem baixa energia e, por ter pouco poder de penetração, será rapidamente absorvido. O átomo deixado com uma vaga, geralmente na camada K, será preenchido por um elétron da camada seguinte; 

 Espalhamento Compton: um fóton de alta energia incide em um elétron da camada mais externa do átomo, arrancando-o. O fóton é, em geral, defletido e caminha em uma direção diferente da sua original; 

Assim, durante a atenuação, o feixe, ao atravessar a matéria, pode ter sua energia absorvida ou sofrer deflexão.