Propriedades dos raios X

Os raios X são pacotes de energia na forma de ondas eletromagnéticas (radiação eletromagnética), como a luz visível, as ondas de rádio, os raios gama, as micro-ondas, entre outras. A energia dos raios X pode ser medida em elétron-volt (eV). A diferença entre as várias ondas eletromagnéticas está no seu comprimento de onda (λ) e na sua frequência (f), cujo produto é igual à velocidade da onda.

A velocidade (v) de toda onda eletromagnética é igual a velocidade da luz (c = 3 x 108 m/s). O comprimento de onda (λ) e a frequência (f) são normalmente dados em metros (m) e hertz (Hz), respectivamente. Assim, quando o comprimento de uma onda eletromagnética é conhecido, pode-se calcular sua frequência, e vice-versa. Quanto maior for o comprimento de onda, menor será frequência da onda.

O olho humano é sensível a ondas eletromagnéticas de comprimento de onda da ordem de 400 a 700 nm, formando a faixa da luz visível, cujos menores e maiores comprimentos de onda correspondem às cores violeta e vermelha, respectivamente. Já os raios ultravioleta, X e gama apresentam comprimentos de ondas menores do que os da luz visível; enquanto os raios infravermelhos, micro-ondas e ondas de rádio apresentam comprimentos de onda maiores do que 700 nm. Os raios X possuem comprimentos de onda no intervalo de 10-11 a 10-8 metros.

Como o comportamento das ondas varia de acordo com a interação entre o seu comprimento de onda e a matéria (objetos, corpo humano, etc.), diferentes ondas eletromagnéticas podem ser utilizadas para diversas finalidades. Por exemplo, devido ao seu comprimento de onda da ordem de centímetros, as micro-ondas são absorvidas por moléculas de água presentes nos alimentos; assim, os alimentos podem ser aquecidos quando colocados nos fornos de micro-ondas.

Por outro lado, os raios X possuem comprimentos de onda muito pequenos e energia 10 mil vezes maior do que a luz visível, o que facilita sua penetração em diversos materiais. Portanto, eles são bastante interessantes na medicina para a análise de órgãos internos e fraturas, e no tratamento de tumores e doenças ósseas. Os raios X comumente usados em radiologia possuem energias típicas entre 10 e 150 keV. Entretanto, os raios X podem trazer prejuízos à saúde do ser humano, já que podem separar moléculas por ionização. Por essa característica, eles são classificados como radiação ionizante.

Se os raios X penetram melhor, menos raios X incidindo no corpo do paciente serão necessários para que uma quantidade suficiente chegue ao detector para formar a imagem. Dessa forma, quanto mais penetrantes os raios X, mais baixa será a dose de radiação no paciente. Ao longo do texto, a importância e a utilidade dessa e de outras propriedades dos raios X serão discutidas.

As principais propriedades dos raios X úteis para o radiodiagnóstico:

São radiação eletromagnética – não têm carga, não podendo ser defletidos por campos elétricos ou magnéticos;

No vácuo, propagam-se com a velocidade da luz;

Propagam-se em linha reta;

Propagam-se em todas as direções;

Provocam luminescência em determinados materiais metálicos;

Enegrecem o filme fotográfico;

São mais penetrantes quando têm energia mais alta, comprimento de onda curto e frequência alta;

Tornam-se mais penetrantes ao passarem por materiais absorvedores;

Quanto maior for a voltagem do tubo gerador do raios X, melhor eles atravessam um corpo;

Produzem radiação espalhada ao atravessarem um corpo;

Obedecem a lei do inverso do quadrado da distância (= 1/d2), ou seja, sua intensidade é reduzida dessa forma;

 Podem provocam mudanças biológicas, benignas ou malignas, ao interagir com um corpo.

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