01 Fizica Radiatilor

7/26/2019 01 Fizica Radiatilor

1/91

Fizica radiatiilorFizica radiatiilor


2/91

Structura atomului , numar atomic Z,Structura atomului , numar atomic Z,numar de masa, excitare, ionizarenumar de masa, excitare, ionizare

Radiatii corpusculare, radiatiiRadiatii corpusculare, radiatiielectromagnetice, radiatii ionizante,electromagnetice, radiatii ionizante,

radiatii non-ionizanteradiatii non-ionizante

Tubul rontgenTubul rontgen

Producerea radiatiilor X, spectrulProducerea radiatiilor X, spectrulradiatiilor Xradiatiilor X


3/91

Particulele elementareParticulele elementare

Atomul: unitatea structurala aAtomul: unitatea structurala amaterieimateriei ProtoniiProtonii

Sunt particule elementare cu sarcinaSunt particule elementare cu sarcinaelectrica pozitiva, care se gases in nucleuelectrica pozitiva, care se gases in nucleu

eutroniieutronii particule elementare !ara sarcina electrica,particule elementare !ara sarcina electrica,

se gasesc in nucleu, !iind !oarte stransse gasesc in nucleu, !iind !oarte stranslegate de protoni prin !orte nuclearelegate de protoni prin !orte nucleare"interactiuni tari#$"interactiuni tari#$


4/91


%lectronii%lectronii sunt particule elementare cu masa negli&abilasunt particule elementare cu masa negli&abila

"'$()'*+'(")#.()"'$()'*+'(")#.()/*(/*(0g, contribuind cu mai putin de0g, contribuind cu mai putin de)$)12 la masa totala a atomului$ Se poate considera ca)$)12 la masa totala a atomului$ Se poate considera caintrega masa a atomului este concentrata in nucleu$intrega masa a atomului este concentrata in nucleu$

sarcina electrica negativa -($1 x () (' coulombssarcina electrica negativa -($1 x () (' coulombs

se deplaseaza pe orbite circulare sau eliptice in &urulse deplaseaza pe orbite circulare sau eliptice in &urul

nucleului, avand di!erite nivele energetice 3,4,5,,6$nucleului, avand di!erite nivele energetice 3,4,5,,6$7iecare dintre aceste orbite poate contine un numar maxim7iecare dintre aceste orbite poate contine un numar maximde electroni "ex nivel 3 cu ede electroni "ex nivel 3 cu e--si nivel 6 cu 8)si nivel 6 cu 8)--


5/91


9ntr-un atom neutru din punct de9ntr-un atom neutru din punct devedere electric, numarul electronilorvedere electric, numarul electronilorcare orbiteaza in &urul nucleului estecare orbiteaza in &urul nucleului esteegal cu numarul protonilor dinegal cu numarul protonilor dinnucleu$ umarul atomic Z reprezintanucleu$ umarul atomic Z reprezintanumarul atomilor si respectiv alnumarul atomilor si respectiv al

protonilior din acel atom$protonilior din acel atom$


6/91

Structura materieiStructura materiei

AtomulAtomul caracteristicicaracteristici

nr$ atomic Znr$ atomic Z numarul de sarcini electrice numarul de sarcini electrice nr$ de masa Anr$ de masa A particule din nucleu particule din nucleu

X

A

Z


7/91

Modele atomiceModele atomice


8/91

Structura atomuluiStructura atomului

Modelul Rutherford (1911)Modelul Rutherford (1911) ucleu in centruucleu in centru concentreaza sarcinile ; "protonii# siconcentreaza sarcinile ; "protonii# si

particulele neutre electric "neutronii# -particulele neutre electric "neutronii# -

masa atomuluimasa atomului electroni pe orbite, la peri!erie norelectroni pe orbite, la peri!erie nor

e-e-

concentreaza sarcinile -, masaconcentreaza sarcinile -, masanegli&abilanegli&abila

sarcina e- sarcina p;sarcina e- sarcina p;


9/91

Structura atomuluiStructura atomului

BohrBohr e- se misca in &urul nucleului cu oe- se misca in &urul nucleului cu oanumita acceleratieanumita acceleratie

o sarcina electrica in miscare emite oo sarcina electrica in miscare emite o

unda electromegnetica,unda electromegnetica, pierzand energiepierzand energie e- ar pierde energie cineticae- ar pierde energie cinetica sa cadasa cada

pe nucleupe nucleu atomi instabiliatomi instabili

suma p;nmasa nucleu > suma p;n di!erenta energie de legatura intredi!erenta energie de legatura intre

nucleoninucleoni

E=mcE=mc22 (Einstein)(Einstein) %nergia de legatura%nergia de legatura energia necesara energia necesara

pt a des!ace nucleul in nucleonipt a des!ace nucleul in nucleoni


12/91

Modele atomiceModele atomice


13/91

AtomiiAtomii

???$green-planet-solar-???$green-planet-solar-

energ@$comimagesbo=rBatom$gi!energ@$comimagesbo=rBatom$gi!

%lectronii sunt%lectronii suntmentinuti pe orbitementinuti pe orbite

prin doua !orte opuse$prin doua !orte opuse$ 7orta electrostatica7orta electrostatica-- 7orta centri!uga7orta centri!uga

ec=ilibrul intre acesteec=ilibrul intre acestedoua !orte mentinedoua !orte mentine

electronii pe orbiteelectronii pe orbite


14/91

Les atomesLes atomes

7orta electrostatica7orta electrostatica

Cu cat numarul atomicCu cat numarul atomiceste mai mare "maieste mai mare "maimulti protoni# cu atatmulti protoni# cu atat!orta electrostatica!orta electrostatica

pentru toti electroniipentru toti electroniieste mai mareeste mai mare

; B%7 C7


15/91

Forta electrostatica si energiaForta electrostatica si energia

cineticacinetica %lectronii situati mai aproape de nucleu "electroni%lectronii situati mai aproape de nucleu "electroni

centrali# vor aveo o !orta electrostatica mai marecentrali# vor aveo o !orta electrostatica mai maresi o energie mai redusa$si o energie mai redusa$

%lectronii care sunt mai departati de nucleu%lectronii care sunt mai departati de nucleu"peri!erici# au o !orta electrostatica mai mare dar"peri!erici# au o !orta electrostatica mai mare daro energie mai inalta, ei avand sanse mai mari deo energie mai inalta, ei avand sanse mai mari dea parasi atomul$a parasi atomul$


16/91

Ionizarea atomilorIonizarea atomilor

9onizarea este procesul !izic de9onizarea este procesul !izic deconversie a unui atom in ion princonversie a unui atom in ion prinprimire sau prin cedare de energieprimire sau prin cedare de energie

9oni pozitivi, ioni negativi9oni pozitivi, ioni negativi


17/91

IonizareaIonizarea

DnDn ion incarcat pozitivion incarcat pozitiv este produs atuncieste produs atuncicand un electron legat de atom absoarbecand un electron legat de atom absoarbesu!icienta energie pentru a putea invingesu!icienta energie pentru a putea invinge!orta electrostatica!orta electrostatica si pentru a !i eliberat dinsi pentru a !i eliberat dinatomatom

Cantitatea de energie necesara potentialCantitatea de energie necesara potentialde ionizarede ionizare

DnDn ion negativion negativ se produce cand un electronse produce cand un electronliber intra in coliziune cu un atom si esteliber intra in coliziune cu un atom si este

capturat de care acesta, cedand intreagacapturat de care acesta, cedand intreagaenergie excedentara sub !orma de cuantaenergie excedentara sub !orma de cuantade energiede energie


18/91

ExcitareaExcitarea

9n starea !undamentala,9n starea !undamentala,electronul se a!la peelectronul se a!la peorbita cu energie minimaorbita cu energie minima

%xcitarea este cresterea%xcitarea este crestereanivelului de energie alnivelului de energie alatomului , superior stariiatomului , superior stariilui de ec=ilibru energeticlui de ec=ilibru energetic

e- trece pe o orbitae- trece pe o orbitasuperioara, cedandsuperioara, cedandenergieenergie


19/91

Excitarea atomilorExcitarea atomilor

Eurata de viata a unui atomEurata de viata a unui atomin stare excitata este inin stare excitata este ingeneral scurta F atomigeneral scurta F atomiinstabiliinstabili

Spontan sau provocat de oSpontan sau provocat de ocuanta de energie "numitacuanta de energie "numita!oton# sistemele parasesc!oton# sistemele parasesc

starea de excitare si revin lastarea de excitare si revin lapozitia de ec=ilibrupozitia de ec=ilibruenergetic prin cedare deenergetic prin cedare deenergieenergie

Atomii cu durata lunga deAtomii cu durata lunga deviata in stare excitata seviata in stare excitata senumesc metastabilinumesc metastabili


20/91

Excitarea atomilorExcitarea atomilor

Eupa excitare, atomul se poateEupa excitare, atomul se poateintoarce la o stare in!erioara deintoarce la o stare in!erioara deexcitare sau la nivelul de repausexcitare sau la nivelul de repaus

energetic !undamental prinenergetic !undamental prinemiterea unui !oton de energieemiterea unui !oton de energiecaracteristicacaracteristica

%misia !otonilor de catre atomii%misia !otonilor de catre atomii

care se gasesc in di!erite sari decare se gasesc in di!erite sari deexcitare, conduc la un spectruexcitare, conduc la un spectruelectromagnetic care alcatuiescelectromagnetic care alcatuiescradiatiile electromagneticeradiatiile electromagneticecaracteristicecaracteristice


21/91

RadiatiileRadiatiile

9n !izica,9n !izica, radiatiile descriu oriceradiatiile descriu oriceproces in care energia emisa de unproces in care energia emisa de uncorp se deplaseaza printr-un mediucorp se deplaseaza printr-un mediu

sau in spatiu pentru ca in !inal sa !iesau in spatiu pentru ca in !inal sa !ieabsorbita de alte corpuriabsorbita de alte corpuri

Radiatii:Radiatii: %lectromagnetice%lectromagnetice corpuscularecorpusculare


22/91

Radiatii corusculareRadiatii corusculare

%nergia este transportata de catre%nergia este transportata de catreparticuleparticule materimateriale !oarte rapide:ale !oarte rapide:atomi, ioni, particule ale atomuluiatomi, ioni, particule ale atomului

"neutron"neutronii, electron, electronii, particule, particuleelementaelementarere##

%xemple:%xemple: Radiatii catodiceRadiatii catodice Radiatii alp=aRadiatii alp=a Radiatii neutroniceRadiatii neutronice


23/91

Radiatii corusculareRadiatii corusculare

Radiatii catodiceRadiatii catodiceRadiatiiRadiatii alphaalpha

%lectroni liberi%lectroni liberi

Sunt produseSunt produsein tubulin tubulcatodiccatodic

ParticuleParticule

atomiceatomice

%mise prin%mise prindezintegrareadezintegrarea

nucleilornucleilor"izotopi de"izotopi deuraniu#uraniu#

eutroni

%mise prindezintegrarearadioactiva a

nucleilor

Radiatiineutronice


24/91

Radiatii electromagneticeRadiatii electromagnetice

%nergia este transportata de%nergia este transportata de undeundeelecromagneticeelecromagneticesinusoidale cu di!eritesinusoidale cu di!eritelungimi de undalungimi de unda

6 sarcina electrica in miscare6 sarcina electrica in miscaregenereaza un camp magnetic F undegenereaza un camp magnetic F undeelectromagneticeelectromagnetice

Dnda rezulta prin compunerea siDnda rezulta prin compunerea sidescompunerea periodica a campuluidescompunerea periodica a campuluimagnetic si electricmagnetic si electric


25/91

Sectrul undelorSectrul undelor

electromagneticeelectromagnetice Campul electromagnetic gama deCampul electromagnetic gama de

spectre a tuturor !recventelorspectre a tuturor !recventelorposibile pentru radiatiileposibile pentru radiatiileelectromagneticeelectromagnetice


26/91

Radiatiile electromagneticeRadiatiile electromagnetice

%nergie - 0eG%nergie - 0eG lungime de unda - unitati metricelungime de unda - unitati metrice

Diagnostic

Terapie

0,5 1,5 3eV 0,12keV 1 10 102 103 104

24k 8k 4k 100 10 1 0,1 0,01 0,001

UVUVIRIRVizibil

Vizibil

RX +RX +

EE

Cos

mic

Cos

mic

Ra

dio

Ra

dio


27/91

Radiatiile ionizanteRadiatiile ionizante

Radiatiile care au su!icienta energieRadiatiile care au su!icienta energiepentru ionizarea particulelorpentru ionizarea particulelor

9nduc adesea perturbari ale sistemelor9nduc adesea perturbari ale sistemelorbiologice si pot cauza mutatii AE si unbiologice si pot cauza mutatii AE si une!ect cancerigene!ect cancerigen

Acest tip de radiatii se produc inAcest tip de radiatii se produc ingeneral prin dezintegrare radioactivageneral prin dezintegrare radioactiva


28/91

Radiatii ionizanteRadiatii ionizante

%xemple de radiatii ionizante:%xemple de radiatii ionizante: Radiatiile alp=aRadiatiile alp=a"H# F sunt !oarte"H# F sunt !oarteionizante, apar prin dezintegrarea unuiionizante, apar prin dezintegrarea unuinucleu de Ieliunucleu de Ieliu

RadiatiiRadiatii "J-# - apar prin dezintegrarea"J-# - apar prin dezintegrareaunui neutron de un proton din nucleu,unui neutron de un proton din nucleu,rezultand particule J- si antineutrinorezultand particule J- si antineutrino

Radiatii J ; - apar la emitere deRadiatii J ; - apar la emitere depozitroni liberi, sunt !oarte instabile si sepozitroni liberi, sunt !oarte instabile si setrans!orma in radiatii Ktrans!orma in radiatii K

Radiatii K F sunt !otoni cu !recventaRadiatii K F sunt !otoni cu !recventa

peste ()(' Iz$peste ()(' Iz$


29/91

Radiatii non ionizanteRadiatii non ionizante

Radiatii care nu transporta su!icientaRadiatii care nu transporta su!icientaenergie pentru a ioniza atomii sauenergie pentru a ioniza atomii saumoleculelemoleculele

!orme de energie electromagnetica:!orme de energie electromagnetica:

unde radio, micro-ondes, radiatiiunde radio, micro-ondes, radiatiitLra=ertz, in!rarosii, lumina vizibila#$tLra=ertz, in!rarosii, lumina vizibila#$ Aceste radiatii electromagnetice auAceste radiatii electromagnetice au

energie su!icienta doar pentruenergie su!icienta doar pentru

excitarea atomilorexcitarea atomilor Ei!erite e!ecte biologice pot !iEi!erite e!ecte biologice pot !i

observate pentru di!erite tipuri deobservate pentru di!erite tipuri deradiatii non-ionizanteradiatii non-ionizante


30/91

Radiatiile !Radiatiile !

Radiatii electromagneticeRadiatii electromagnetice dual - corpuscul "!oton# ; undadual - corpuscul "!oton# ; unda dupa energie:dupa energie:

569 -569 - (-8 M, energie si penetratie scazuta (-8 M, energie si penetratie scazuta EDR% -EDR% - ),)(M, energie si penetratie ),)(M, energie si penetratie

crescutacrescuta

descoperite (+'8descoperite (+'8 Nil=elm Conrad ROntgenNil=elm Conrad ROntgen


31/91

(+'8 F N94I%45(+'8 F N94I%45C6RAEC6RAER6T%R6T%

RQntgen dLcouvre radiations"ra@ons X#(')( - Prix obel


32/91

Producerea radiatiilor !Producerea radiatiilor !


33/91

Producerea radiatiilor !Producerea radiatiilor !

A6ECAT6E

Tub de sticla vidat


34/91

RAE96RA799RAE96RA799

9TRA-6RA4%9TRA-6RA4%

RAE96RA799RAE96RA799%XTRA6RA4%%XTRA6RA4%


35/91

"aratura de roducere a R!"aratura de roducere a R!

Sursa de RXSursa de RX alimentarea de &oasa si inaltaalimentarea de &oasa si inalta

tensiunetensiune sistem de comanda si controlsistem de comanda si control


36/91

#u$ul de raze !#u$ul de raze !

mAmA

kVkV

RXRX

Anod = molibdencatod = filament de tungten

!e"eat"a

% i i t i i


37/91

%misia termoionica

x-section o!

!ilament

7ilamentincandescence

Actionarea butonului de expunere

curentul electric "mA# traverseaza !ilamentul catodic

7ilamentul este adus la incandescenta

%libereaza electroni "emisie termo-ionica#$

electrons

Cu cat temperatura !ilamentului este mai mare cu atat

numarul de electroni este mai mare


38/91

#u$ul de radiatii !#u$ul de radiatii !

mAmA

kVkV

RXRX

!enet"e


39/91

%Tungsten, 5olibden "numaratomic mare# $

7ocarul anodic "pata !ocala#

o mica zona de la anod undese !ormeaza radiatiile X

%Cu cat !ocarul anodic este maimic F cu atat imaginea

radiologica are o netitate maibuna

%la anod se produc (2 radiatii

X ; ''2 radiatii calorice

"nodul"nodul


40/91

"nodul"nodul

Eaca !ocarul anodic este !oarte mic F se produce mai multaEaca !ocarul anodic este !oarte mic F se produce mai multacaldura iar riscul de supraincalzire a anodului si decaldura iar riscul de supraincalzire a anodului si dedezintegrare este mai mare$dezintegrare este mai mare$

Anodul din material cu numar atomic mare Anodul din material cu numar atomic mare

Tinta de la anod unde electronii ciocnesc anodul "spotulTinta de la anod unde electronii ciocnesc anodul "spotul!ocal# F este inclinata !ata de directia !ascilului de electroni!ocal# F este inclinata !ata de directia !ascilului de electronipentru a mari supra!ata de impact a acestorapentru a mari supra!ata de impact a acestora

4i 7 P i i l


41/91

4ine 7ocus Principle

7o@er optiue"apparente#

7o@er actuelle

"reelle#

Target"Anode#

Cat=ode

P9E

7ocar anodic aparent7ocar anodic real


42/91

tubul rontgen F tub vidattubul rontgen F tub vidat

Sticla cu saruri de plumbSticla cu saruri de plumb

%liminarea caldurii F support de cupru%liminarea caldurii F support de cupru

Dlei de racire F la exteriorul tubului, inDlei de racire F la exteriorul tubului, incarcasa metalicacarcasa metalica

Radiatiile X care se produc la anodRadiatiile X care se produc la anodse propaga s!eric, in toate directiilese propaga s!eric, in toate directiile

!ereastra in tubul de sticla F permite!ereastra in tubul de sticla F permiteiesirea radiatiilor X din tubiesirea radiatiilor X din tub

7ocarul anodic aparent se gaseste pe7ocarul anodic aparent se gaseste pedirectia acestei !erestre a tubuluidirectia acestei !erestre a tubului

rontgenrontgen


43/91

&ircuite electrice&ircuite electrice

!unctii:!unctii:

7urnizeaza o tensiune &oasa pentru7urnizeaza o tensiune &oasa pentruincalzirea !ilamentului catoduc Fincalzirea !ilamentului catoduc Ftrans!ormator de &oasa tensiunetrans!ormator de &oasa tensiune

enerarea unei di!erente de potentialenerarea unei di!erente de potentialintre catod si anod F trans!ormator deintre catod si anod F trans!ormator deinalta tensiuneinalta tensiune


44/91

Ra@onnement X production

$ Activate lo?-voltage circuit to =eat !ilament*$ Activate =ig=-voltage circuit to pull electrons across tube$ %lectrons cross tube, stri0e target and produce x-ra@s($ Eepress exposure button8$ X-ra@ production stops ?=en exposure time ends$Release exposure button


45/91

#ransformator de 'oasa tensiune#ransformator de 'oasa tensiune

Eaca tensiunea care traverseaza !ilamentulEaca tensiunea care traverseaza !ilamentuleste prea mare, !ilamentul se consumaeste prea mare, !ilamentul se consuma

circuitul de &oasa tensiune are rolul de acircuitul de &oasa tensiune are rolul de a

reduce tensiunea inainte de travesareareduce tensiunea inainte de travesarea!ilamentului F reduce tensiunea la aprox!ilamentului F reduce tensiunea la aprox()G, ceea ce antreneaza un curent de -()G, ceea ce antreneaza un curent de -8mA care circula in !ilament8mA care circula in !ilament

Trans!ormator de &oasa tensiun


46/91

Trans!ormator de &oasa tensiun

primaire

Secondaire

(() volts or less

current

!lo?

() volts

current

!lo?

Circuit primar F intrarea tensiunii in trans!ormatorulde &oasa tensiune

Circuit secundarF la iesire $ Cu cat sunt mai putinespire la bobina secundara, cu atat tensiunea este maimare la iesire$


47/91

"utotransformator"utotransformator

Autotrans!ormatorul determina cateAutotrans!ormatorul determina catetensiune se va trans!era in circuitultensiune se va trans!era in circuitulde inalata tensiune$de inalata tensiune$

Cu cat sunt mai multe spireCu cat sunt mai multe spireselectionate in autotrans!ormator, cuselectionate in autotrans!ormator, cu

atat va creste tensiunea in tub "0G#atat va creste tensiunea in tub "0G#

Autotrans!ormer: t=e initial setting is 18 18Autotrans!ormer: i! t=e setting is c=anged to


48/91

(() G

18 volts

curre

nt!l o

?

Autotrans!ormer: t=e initial setting is 18 18volts leave t=e autotrans!ormer$

+) volts

to step-up trans!ormer

0Gpselector

Autotrans!ormer: i! t=e setting is c=anged to+), +) volts leave t=e autotrans!ormer$


49/91

#ransformator de inalta tensiune#ransformator de inalta tensiune

Tensiunea provenita de la autotrans!ormatorTensiunea provenita de la autotrans!ormatoreste ampli!icata in circuitul de inaltaeste ampli!icata in circuitul de inaltatensiune$tensiune$

%x: 4a tension ultime venant du%x: 4a tension ultime venant dutrans!ormateurtrans!ormateur de =aut tensionde =aut tensionest U peuest U peuprVs mille !ois plus ue la tension dWentrLe$prVs mille !ois plus ue la tension dWentrLe$Par exemple, si vous rLglez le bouton dePar exemple, si vous rLglez le bouton de

contrQle UcontrQle U 18 0G18 0G, 18 volts permet de uitter, 18 volts permet de uitterle autotrans!ormateur$le autotrans!ormateur$

Ce 18 volts est augmentLe U 18$))) voltsCe 18 volts est augmentLe U 18$))) voltspar le trans!ormateur LlLvateur$par le trans!ormateur LlLvateur$


50/91

Trans!ormator de inalta tensiune

primaire

secondaire

18-') volts

current

!lo?

18,))) to'),))) volts

current

!lo?

Relatia intre di!eritele componenete ale tubului


51/91

18,))) to'),))) volts

0Gpcontrol

!ilament(() volts() volts

Relatia intre di!eritele componenete ale tubului $

Auto-trans!ormer

mAcontrol Step-do?ntrans!ormer

XRA

TDY%

Step-uptrans!ormer


52/91

Radiatiile X sunt produse doar peparcursul timpului de expunere

Eurata de activitate a circuitului de inaltatensiune "care determina 0G# este durata

de expunere

-Dlei - izolarea componenetelor electrice


53/91

-Dlei - izolarea componenetelor electrice,-Racirea anodului,-7iltrarea radiatiilor X

oil barriermaterial

Step-upTrans!ormer

Step-do?nTrans!ormer

Curentul electric


54/91

Curentul care circula este un curent alternativ

1) c@cles

( ciclu F o !aza pozitiva si una negativa

Eoar in !aza pozitiva se produc radiatiile X"anodul este pozitiv #

( ciclu dureaza (1) sec F sunt 1) cicliisec

Curentul electric


55/91

; ((), )

- ((), )

positive

negative

target positiveelectrons !lo?

target negativeno electron !lo?

target positiveelectrons !lo?

)

Courant alternati!

5asini cu potential constant convetresc curentul


56/91

Eirect Current "Constant Potential#

1)-c@cle Alternating Current

5asini cu potential constantB convetresc curentulalternativ in curent continuu "tension constante#$

%!icacitate mai mare a tubului

Timer


57/91

Timer

4a dispositi! pour contrQle de la durLe delWexposition$

-9mpulsions-secondes


58/91

%xposure !actors too =ig=

"too dar0#

Correct exposure !actors

%xposure !actors too lo? "too lig=t#


59/91

es facteurses facteurs de controlede controle du faisceau de raons !du faisceau de raons !

mA,mA, 0G,0G,

Timp de expunere,Timp de expunere,

7iltrarea7iltrarea colimareacolimarea

illi" ( ")illi" ( ")


60/91

milli"mere (m")milli"mere (m")

mA determina cantitatea de curentmA determina cantitatea de curentcare circula prin !ilament "catod#care circula prin !ilament "catod#

9n!luenteza numarul de electroni9n!luenteza numarul de electroniprodusi la catod si indirectprodusi la catod si indirect cantitateacantitateade radiatii Xde radiatii X


61/91

Ra@onnement X production

$ Activate lo?-voltage circuit to =eat !ilament*$ Activate =ig=-voltage circuit to pull electrons across tube$ %lectrons cross tube, stri0e target and produce x-ra@s($ Eepress exposure button8$ X-ra@ production stops ?=en exposure time ends$Release exposure button

mA


62/91

mA"milliampere#4e rLglage mA dLtermine le c=au!!age du !ilament$

Plus la tempLrature du !ilament, le plus dWLlectronsui sont Lmis, le plus dWLlectrons traversant le tube Ura@ons X, plus le nombre de ra@ons X ui enrLsultent$

9l nW@a pas de c=angement dans lWLnergie mo@enne oumaximale dWLnergie du !aisceau de ra@ons X$ Eoublerles rLsultats mA mise en deux !ois plus de ra@ons-x$

umbero!

X-ra@s

X-ra@ %nerg@

() mA "t?ice as man@ x-ra@s#

8 mA

maximum energ@

average energ@

"no c=ange#

"no c=ange#


63/91

*ilo+olta'*ilo+olta'(,+)(,+) Controlul 0GControlul 0G-- tensiunea care traverseaza tubultensiunea care traverseaza tubul

radiogenradiogen

[) 0Gp[) 0Gp -- tensiunea maximalatensiunea maximala

cu cat tensiunea este mai mare, cu atat electronii carecu cat tensiunea este mai mare, cu atat electronii caretraverseaza tubul vor avea o viteza mai mare iartraverseaza tubul vor avea o viteza mai mare iarradiatiile X rezultate vor avea o energie mai mare $radiatiile X rezultate vor avea o energie mai mare $

3G controleaza3G controleaza energia si penetrabilitateaenergia si penetrabilitatea radiatiilor X,radiatiilor X,controland decicontroland deci calitateacalitatearadiatiilor Xradiatiilor X

0iloGolta&"0G#


64/91

0iloGolta&"0G#

X-ra@ %nerg@ "0eG#

umbe

ro!X-ra@s

[) ')

') 0Gp

[) 0Gp

3G F creste energia radiatiilor X F

penetrabilitatea

Timpul de expunere


65/91

umbero!

X-ra@s

X-ra@ %nerg@

() impulses"t?ice as man@ x-ra@s#

8 impulses

maximum energ@

average energ@

Timpul de expunere

creste cantitatea de radiatii Xu in!luenteaza energia !asciculu@lui

"no c=ange#

"no c=ange#


66/91

Yuton de expunere

%xpunerea dureaza doar cat este setata timpul de

expunere

u este in!luentata de mentinerea apasata abutonului de expunere F nu exista supraexpunere

%ste posibila subexpunerea prin decuplareaprecoce a butonului exponometru

M i l d dM i l d d


67/91

Mecanismul de roducerea aMecanismul de roducerea a

radiatiilor !radiatiilor ! %xista doua tipuri de radiatii X%xista doua tipuri de radiatii X

produse la nivelul tintei anodiceproduse la nivelul tintei anodice

Radiatii de !ranareRadiatii de !ranare Radiatii X caracteristiceRadiatii X caracteristice


68/91

Radiatii de franareRadiatii de franare Se produc prin incetinirea electronilorSe produc prin incetinirea electronilor

accelerati, proveniti de la catod, cand trecaccelerati, proveniti de la catod, cand trecprin vecinatatea nucleilor atomilor tintaprin vecinatatea nucleilor atomilor tinta

Cu cat electronii sunt mai apoape de nucleu,Cu cat electronii sunt mai apoape de nucleu,cu atat sunt mai incetiniticu atat sunt mai incetiniti

Cu cat viteza electronilor este mai mare, cuCu cat viteza electronilor este mai mare, cuatat energia radiatiilor de !ranare rezultateatat energia radiatiilor de !ranare rezultate

este mai mareeste mai mare %lectronii sunt deviati%lectronii sunt deviati %lectronii interactioneaza apoi cu mai multi%lectronii interactioneaza apoi cu mai multi

atomi, pana la pierderea totala a energieieatomi, pana la pierderea totala a energieielorlor

Radiatii de !ranare


69/91

Radiatii de !ranare

;%lectrones durand vitesse

%lectronii suntincetiniti candtrec prinvecinatateanucleului -energiasuplimentaraeste eliberatasub !orma deradiatii X de

!ranare

%lectronii isi sc=imbadirectia si se deplaseaza ,interactionana cu alti atomi,pana la pierderea complectaa eneriei lor

Radiatii de !ranare


70/91

%nerg@ maximalle

%lectronii intra inatomi si isi pierdintreaga lorenergie, !iindmentinuti in atom %nergia radiatiilor X de

!ranare produsa F energiamaximala

;


71/91

Radiatii ! caracteristiceRadiatii ! caracteristice %lectronii intra in coliziune%lectronii intra in coliziune cu un electroncu un electron dedepe orbita unui atom din anodul tintape orbita unui atom din anodul tinta

electronul este scos de pe orbita, loculelectronul este scos de pe orbita, loculramas liber este ocupat imediat de unramas liber este ocupat imediat de unelectron de pe o orbita peri!erica , iarelectron de pe o orbita peri!erica , iarenergia este cedata sub !orma de radiatii Xenergia este cedata sub !orma de radiatii Xcaracteristicecaracteristice

energia electronilor de mare viteza trebuieenergia electronilor de mare viteza trebuiesa depaseasca energia de legatura asa depaseasca energia de legatura aelectronilor tinta cu care interactioneazaelectronilor tinta cu care interactioneaza

Cei doi electroni parasesc atomulCei doi electroni parasesc atomul


72/91

Radiatii X caracteristice

4 3

5EWLlectrons de =autevitesse dWau moins [)0eG dWLnergie "il !autplus ue lWLnergie de

liaison du 3-s=ell atomede tungstVne# lesgrVves dWLlectrons dansla couc=e 3, la mettant=ors de son orbite

%&ectedelectron leavesatom

Recoil Llectrons"avec trVs peudWLnergie#sorties dWatome

vacanc@

%lectron U 4-s=elldescend pourcombler cettevacance dans 3-s=ell

Radiatii X caracteristice


73/91

au energia carateristica a materialului tinta

%nergia lor va !i egala cu di!erenta dintre energiade lagatura a electronilor implicati si energia lorinitiala cu care lovesc tinta

%nergia de legatura depinde de materialul dincare este constituita tinta si anume estedependenta de numarul atomic Z "nr de protonidin nucleu#

3-s=ell

5-s=ell

4-s=ell

Spectrul de Radiatii X $


74/91

pSpectru de energii F spectru de radiatii X cu di!eritelungiumi de unda

%nergia F determinata de 0G

ma&oritatea radiatiilor sunt radiatii de !ranare si doar

cateva sunt radiatii X caracteristice

X-ra@ energ@ "0eG#

Ra@onnement caracteristiue

"8' \ 1[ 0eG#

]

o!x

-ra@s

Ra@onnementEe 7reinage

Spectrul de radiatii X $#


75/91

Spect u de ad at #%ste in!luentat de : :% Eistanta intre electronii de inalta

vitreza si nucleul atomilor tinta% 9nteractiunile multiple ale electronilor

" electronii continua sa interactionezapana cand isi pierd intreaga lor

energie#% Tensiunea , potentialul constant $

Producerea radiatiilor X !oarte ine!icienta


76/91

Producerea radiatiilor X F !oarte ine!icienta

(2 radiatii X

''2dintre inetractiuni- producere decaldura

=eat


77/91

FiltrareaFiltrarea

Spectrul de radiatii X cu di!erite energiiSpectrul de radiatii X cu di!erite energii %nergie su!icienta pentru penetrarea%nergie su!icienta pentru penetrarea

tesuturilor si producerea unei imaginitesuturilor si producerea unei imaginiradiologiceradiologice

Radiatii de &oasa energieRadiatii de &oasa energie - contribuie la- contribuie lairadierea pacientului dar nu au contributieiradierea pacientului dar nu au contributiediagnostica, nu a&ung la !ilmdiagnostica, nu a&ung la !ilm

!iltru de aluminiu F!iltru de aluminiu F indepartarea !otonilorindepartarea !otonilorde energie in!erioarade energie in!erioara


78/91

FiltrareaFiltrarea

Creste calitateaCreste calitatearadiatiilor Xradiatiilor X

reglemetari nationalereglemetari nationaleF la tuburi de [)0GF la tuburi de [)0Geste necesara o !iltrareeste necesara o !iltraretotala de ,8 mmtotala de ,8 mmec=ivalent de aluminiuec=ivalent de aluminiu

7ilter


79/91

&olimarea&olimarea

ReducereaReducereadiametruluidiametrului!asciculului de!asciculului de

radiatiiradiatii

rotund saurotund saurectangularrectangular

[cm de diamVtre[cm de diamVtre


80/91

&olimarea&olimarea

Restarngerea zonei iradiate doar laRestarngerea zonei iradiate doar lacea de interes diagnosticcea de interes diagnostic

Radiatiile di!uzate "imprastiate # vorRadiatiile di!uzate "imprastiate # vorcrea o supraexpunere a pacientului sicrea o supraexpunere a pacientului sivor diminua calitatea imaginiivor diminua calitatea imaginii

radiologiceradiologice

&ollimation&ollimation


81/91

&ollimation&ollimation

Eisc de plumb cu unEisc de plumb cu unori!iciu in interiorori!iciu in interior

determina !orma sidetermina !orma sidimensiuneadimensiunea!asciculului de radiatii!asciculului de radiatiiXX

Colimarea


82/91

Partea expusa laiesire este mai maredecat cea de laintrare

Scade iradiereadi!uza a pacientului $

Reduce doza la

pacient

collimatedbeam

collimator

target"x-ra@ source#

[ cm Colimarea


83/91

Colimarea cilindrica cudiametrul de [ cm reduceiradierea cu 82

Colimarea rectangularasuplimentara poate

reduce iradierea cu 882$

1 cm round

!ilm"$8 cm long#

entrance

entranceexitexit

1 cm[ cm

area covered at s0in sur!ace "1 cm round P9E#

area covered as beam exits "1 cm round P9E#

area covered at s0in sur!ace "[ cm round P9E#

area covered as beam exits "[ cm round P9E#


84/91

InteractiuneaInteractiunea

R"-I"#II.R ! &/R"-I"#II.R ! &/M"#ERI"M"#ERI"

Interactiunea radiatiilor ! cuInteractiunea radiatiilor ! cu


85/91

Interactiunea radiatiilor ! cuInteractiunea radiatiilor ! cu

materiamateria '2 din rad X traverseaza tesuturile'2 din rad X traverseaza tesuturile

!ara sa interactioneze cu acestea!ara sa interactioneze cu acestea

* tipuri de interactiuni sunt posibile* tipuri de interactiuni sunt posibile($($ imprastierea coerentaimprastierea coerenta ""e!ectule!ectul

T=ompson#T=ompson#

$ di!uziunea Compton$ di!uziunea Compton*$*$ absorbtiaabsorbtiap=oto-electrip=oto-electricaca

Imprastiere Imprastiere Absorbtia


86/91

coerenta (efect

Thomson)

Compton fotoelectrica

Radiatii X de energie

&oasa interactioneaza cuelectronii de pe orbiteleperi!erice si ii !ace savibreze$

Dn electron de pe o

orbita peri!erica este scosde pe orbita un Llectronrezultand un ion"ionizare#

Dn electron central este

ciocnit de radiatiile X, cuun Llectron central estescos de pe orbitarezultand un ion pozitiv siun electron liber

%lectronul nu este scos

din atom

%lectronul este eliberat

din atom

%lectronul este eliberat

din atom7ara ionizare ionizare ionizare

7otonul este deviat pe onoua directie , !arapierdere de energie

Radiatiile X primare pierdo parte din energie sicontinua deplasarea darpe o directie di!erita "sunt

deviate#

Radiatiile X primare pierdintreaga lor energie- nurezulta radiatii di!uzate

+2 dintre interactiuni$ 12 dintre inetractiuni *)2 dintre inetractiuni

9mprastiere coerenta


87/91

primar@ x-ra@stri0eselectron inouter s=ell

Radiatiile X emise cu

aceeasi energie cu ceaa radiatiilor X primare,dar au alta directie

p"%!ect T=omson

electron vibrates

4^e!!et Compton


88/91

e&ected electron

"negative ion#

p

primar@ x-ra@

atom ?it= netpositive c=argeis positive ion

scattered x-ra@

P=otoelectric Absorption


89/91

P=otoelectric Absorptione&ected electron

"negative ion#

atom ?it= netpositive c=arge"positive ion#


90/91

R0f0R0f0


91/91

R0f0rencesR0f0rences

Sel!-stud@ X-Ra@ production -pptSel!-stud@ X-Ra@ production -ppt&a@nes$(_osu$edu$&a@nes$(_osu$edu$

1: Whaites E. Essentials of Dental1: Whaites E. Essentials of Dental

Radiography CHURCHILL LIVING!"NE#Radiography CHURCHILL LIVING!"NE#$%%$%%

&. White C# 'haroah (). "ral radiology.&. White C# 'haroah (). "ral radiology.

'rin*iples and interpretation. +o,rth edition#'rin*iples and interpretation. +o,rth edition#

(os-y $%%%(os-y $%%% +. 'assler (an,el de Radiologie Dentaire+. 'assler (an,el de Radiologie Dentaire

et /a0illofa*ialet /a0illofa*ial

Date post:	03-Mar-2018
Category:	Documents
Upload:	saca-anastasia
View:	226 times
Download:	0 times

01 Fizica Radiatilor

Documents