El principio de funcionamiento de la unidad de rayos X se basa en. maquinas de rayos x
Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación de Rusia
institución educativa autónoma del estado federal
educación más alta
"INVESTIGACIÓN NACIONAL
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE TOMSK"
Trabajo de laboratorio No. 1
Supervisor: profesor del departamentoMMS
Kulkov Serguéi Nikolaevich
Alumnos del grupo 4B21:
Kondratenko A.I.
Proskurnikov G.V.
Dronov A.A.
Tomsk, 2015
Objetivo: familiarizarse, estudiar y también adquirir habilidades en el análisis de polvos por rayos X.
dispositivo de máquina de rayos X
Uno de los métodos más eficaces para estudiar la estructura de sustancias cristalinas es la radiografía.
La radiografía se divide en 2 tipos:
1. Análisis de difracción de rayos X (DRX);
2. Análisis de fase de rayos X (XRF).
El primer método es el más general e informativo y le permite determinar sin ambigüedades todos los detalles de la estructura cristalina (coordenadas atómicas, etc.). El objeto de investigación en RStA es un monocristal. El segundo método le permite identificar la sustancia y determinar algunos parámetros de la estructura cristalina. Los objetos del estudio XRF son muestras policristalinas.
Una máquina de rayos X está diseñada para convertir la energía eléctrica en rayos X. La estructura de una máquina de rayos X depende de su función, pero en general consta de una fuente de radiación, una fuente de alimentación, un sistema de control y periféricos.
¿Cómo funciona una máquina de rayos X?
El dispositivo normalmente se alimenta con una fuente de alimentación de CA de 126 o 220 V. Sin embargo, las unidades de rayos X modernas funcionan con CC a un voltaje significativamente mayor. En este sentido, la fuente de alimentación incluye un transformador (o sistema de transformadores) y un rectificador de corriente (a veces puede que no haya rectificador, si la potencia del dispositivo es baja). Un generador de radiación es un tubo de rayos X, uno o más.
El sistema de control es una aparamenta, es decir, un cuadro de control que regula el funcionamiento de toda la instalación. Además, el aparato incluye un trípode (sistema de trípodes) sobre el que está montado el generador de radiación. El principio de funcionamiento de la instalación es el siguiente. La corriente alterna de la red se suministra al devanado primario del transformador. Se elimina un voltaje más alto de su devanado secundario y se suministra al emisor directamente (instalaciones de media onda) o mediante un rectificador - Kenotron. El calentamiento del filamento catódico del tubo de rayos X regula su funcionamiento. En este caso, no más del 1% de la energía suministrada al tubo se convierte en radiación, el resto se convierte en calor y, en primer lugar, el ánodo se calienta. Para evitar daños por sobrecalentamiento, se utilizan materiales refractarios (tungsteno, molibdeno) o se diseña un sistema de refrigeración especial (refrigeración por agua, ánodo giratorio). Las modernas unidades de rayos X están equipadas con dispositivos especiales para estabilizar la corriente y proteger el emisor contra sobrecargas. Además, se instala un sistema para proteger a los demás del exceso de radiación (así como de la corriente de alto voltaje).
dispositivo de tubo de rayos x
Un tubo de rayos X es un dispositivo eléctrico de vacío con una fuente de radiación de electrones (cátodo) y un objetivo en el que se desaceleran (ánodo). El voltaje de alto voltaje para calentar el cátodo se suministra a través de un cable negativo de alto voltaje desde un transformador de filamento, que se encuentra en el dispositivo generador. La espiral calentada del cátodo, cuando se aplica alto voltaje al tubo de rayos X, comienza a emitir un flujo acelerado de electrones, y luego se desaceleran bruscamente en la placa de tungsteno del ánodo, lo que conduce a la aparición de X- rayos.
Principio de funcionamiento del tubo de rayos X.
Figura 1 - Diagrama de un tubo de rayos X para análisis estructural: 1 - copa de ánodo metálico (generalmente conectado a tierra); 2 – ventanas de berilio para la emisión de rayos X; 3 – cátodo termoiónico; 4 – matraz de vidrio, aislando la parte anódica del tubo del cátodo; 5 – terminales del cátodo, a los que se suministra el voltaje del filamento, así como el voltaje alto (en relación con el ánodo); 6 – sistema de concentración de electrones electrostáticos; 7 – entrada (anticatodo); 8 – tubos de entrada y salida de agua corriente que enfrían el vaso de entrada.
La zona del ánodo donde caen los electrones se llama foco. Los tubos de rayos X modernos suelen tener dos focos: grande y pequeño. En el ánodo, más del 95% de la energía de los electrones se convierte en energía térmica, calentando el ánodo a 2000°C o más. Por este motivo, a medida que aumenta la duración de la exposición, disminuye la potencia permitida.
El tubo de diagnóstico por rayos X se coloca en una carcasa de plomo que se llena con aceite de transformador. La carcasa tiene orificios para conectar cables de alto voltaje y una ventana de salida a través de la cual sale el haz de radiación. Para minimizar la dosis de radiación de rayos X en las máquinas de rayos X modernas, por ejemplo FMC, se coloca un dispositivo de colimación en la ventana de salida. Para evitar daños en el ánodo del tubo de rayos X, este último debe girar; para ello se coloca un dispositivo de rotación del ánodo en la parte inferior de la carcasa del tubo de rayos X.
Ampliamente utilizado en la práctica médica moderna. Con su ayuda se realiza el diagnóstico y tratamiento de diversas enfermedades. En cuanto al trabajo de los propios modelos de diagnóstico, se trata de dispositivos que permiten una evaluación no invasiva de la enfermedad. órganos internos y tejidos musculoesqueléticos cuerpo.
La imagen se forma en Se basa en los distintos grados de absorción de rayos por los tejidos internos del paciente y se llama radiografía. Se puede mostrar comopelícula especial y en una computadora (para modelos digitales).
La radiografía muestra claramente los órganos internos y los huesos. Para visualizar más claramente órganos y tejidos individuales, se utiliza una sustancia de contraste, que permite diagnosticar con mayor precisión las patologías existentes.
¿Cómo funciona una máquina de rayos X?
La máquina de rayos X contiene las siguientes piezas y componentes:
- ACERCA DE abajo o varios tubos emisores que generan rayos X;
- Un dispositivo de suministro de energía que suministra electricidad al dispositivo (con su ayuda, se regulan los parámetros de radiación);
- Dispositivo que convierte la radiación de rayos X en una imagen que se puede visualizar;
- Aparamenta (unidad de control de dispositivos);
- Trípodes mediante los cuales se controla la instalación;
- Equipos de protección radiológica.
La máquina de rayos X tiene una carcasa de plomo bastante gruesa que realiza una función protectora. Este metal absorbe bien los rayos X, lo que garantiza la máxima seguridad para el personal médico.
Principio de funcionamiento de la unidad de rayos X.
El principio de funcionamiento de la máquina de rayos X se basa en suministrar voltaje al panel de control para ajustar la intensidad de la radiación, y luego al transformador principal, donde se genera y irradiación rayos , penetrando a través del área de estudio, terminan en la pantalla de entrada, haciendo que esta brille. Bajo la influencia de esta radiación, el fotocátodo elimina electrones, como resultado, los fotoelectrones acelerados por el campo eléctrico ingresan a la pequeña pantalla de salida, en la que la imagen electrónica se convierte en una imagen luminosa.
Una característica de la mayoría de las máquinas de rayos X modernas es el uso de convertidores o amplificadores electrón-ópticos para minimizar la exposición a la radiación del paciente y del personal.
Tipos de máquinas de rayos X
- Dependiendo de su finalidad, todas las unidades de rayos X se dividen en terapéuticas y de diagnóstico. Estos últimos a su vez se dividen en:
Los dispositivos de diagnóstico utilizan una gran corriente que pasa a través del tubo emisor y un pequeño voltaje. Por el contrario, los dispositivos terapéuticos utilizan baja corriente y alto voltaje. Las máquinas de rayos X también se diferencian por el tipo de suministro de energía al tubo emisor.
Las máquinas de rayos X (sinónimo: instalaciones de rayos X) son dispositivos para producir y utilizar radiación de rayos X con fines técnicos y médicos. Según su finalidad, los aparatos de rayos X médicos se dividen en diagnósticos y terapéuticos. Según las condiciones en las que están sujetos a funcionamiento, los aparatos de rayos X se dividen en estacionarios, móviles y portátiles.
Las máquinas de rayos X estacionarias, tanto de diagnóstico (Fig. 1) como terapéuticas (Fig. 2), están diseñadas para un uso constante en una sala especialmente adaptada: una sala de rayos X (ver). Dependiendo de las condiciones de uso, los dispositivos de rayos X móviles se dividen en unidades de sala (Fig. 3), adaptadas para moverse dentro de una institución médica con el fin de examinar con rayos X a los pacientes directamente en las salas, y portátiles, diseñados para uso fuera de la institución médica. Los dispositivos móviles de rayos X también incluyen dispositivos (RUM-4) diseñados para trabajar en condiciones de campo (Fig. 4). Suelen instalarse y transportarse en vehículos especialmente adaptados, disponen de alimentación eléctrica autónoma y de un espacio para su despliegue, así como de su propio cuarto oscuro. En tiempos de paz, las unidades móviles de rayos X se utilizan en vehículos especialmente equipados, vagones de ferrocarril y en barcos de la flota marítima y fluvial (las llamadas unidades de rayos X para barcos). También existen aparatos de rayos X móviles, colocados en cajas de almacenamiento especiales y transportados en cualquier tipo de transporte suspendido.
Los dispositivos de rayos X de campo están sujetos a una serie de requisitos especiales que surgen de las condiciones de transporte difíciles y desfavorables, las condiciones climáticas y la necesidad de instalación y desmontaje frecuente de los equipos. En particular, las cajas de almacenamiento deben estar suficientemente selladas para proteger el equipo del polvo y la humedad. Las piezas individuales del aparato de rayos X deben fijarse firmemente para garantizar que el aparato de rayos X pueda transportarse en vehículos suspendidos (normalmente automóviles) por carreteras y caminos de tierra sin dañar piezas del aparato de rayos X. Las fluctuaciones de la temperatura ambiente en el rango de 40 a -40° no deberían afectar la calidad de funcionamiento del aparato de rayos X cuando se almacena y transporta en estas condiciones. La instalación y el desmontaje de la máquina de rayos X deben ser realizados por el personal de mantenimiento en un plazo de media hora sin el uso de herramientas especiales.
En tiempos de paz, los dispositivos de rayos X de campo se pueden utilizar para exámenes masivos (ver Fluorografía), así como para trabajos de diagnóstico por rayos X en áreas remotas.
Las máquinas de rayos X portátiles (Fig. 5) están diseñadas para realizar los tipos más simples de exámenes de rayos X en emergencias y atención de emergencia, así como en atención domiciliaria. Son de tamaño pequeño, livianos, caben en dos maletas pequeñas y generalmente son aptos para que los lleven 1 o 2 personas.
Existen muchos tipos de máquinas de rayos X diseñadas para diferentes propósitos. La potencia operativa de los dispositivos de rayos X fabricados está determinada por el producto del voltaje secundario (voltaje de generación en kilovoltios) por la corriente (en miliamperios) que pasa a través del tubo de rayos X (ver) por segundo.
Los rangos de voltaje y corriente de los dispositivos de rayos X según su finalidad se muestran en la tabla.
La máquina de rayos X consta de los siguientes componentes principales.
1. Un dispositivo de alto voltaje, que incluye un transformador de alto voltaje (el llamado transformador principal), un transformador de filamento del tubo de rayos X y un sistema que rectifica la corriente suministrada al tubo de rayos X (en baja potencia). dispositivos, puede faltar un dispositivo rectificador).
2. Generador de rayos X - tubo de rayos X.
3. Aparamenta: panel de control que regula los modos de funcionamiento del dispositivo.
4. Un trípode o grupos de soportes para montar un tubo de rayos X, equipados con dispositivos para instalar o posicionar a los pacientes durante ciertos tipos de exámenes y tratamientos con rayos X, así como equipos de protección radiológica.
Esquemáticamente, el principio de funcionamiento de una máquina de rayos X es que el voltaje de la red eléctrica se suministra al panel de control, en el que se regula mediante un autotransformador y se suministra al devanado primario del transformador principal. Como resultado de la diferencia en el número de vueltas de los devanados primario y secundario del transformador principal, el voltaje en él aumenta bruscamente y se suministra directamente al tubo de rayos X (los llamados aparatos de rayos X de media onda). o mediante un dispositivo rectificador (kenotrones, rectificadores de selenio). La corriente que pasa a través del tubo de rayos X está controlada por el grado de incandescencia de su filamento catódico.
Los aparatos de rayos X modernos están equipados con dispositivos muy sofisticados para estabilizar el voltaje y la corriente del tubo de rayos X, así como para protegerlo de posibles sobrecargas. Además de los complejos dispositivos de relé para regular el tiempo de exposición, los dispositivos de diagnóstico están equipados con interruptores automáticos para los modos de funcionamiento de la máquina de rayos X, lo cual es necesario, por ejemplo, al cambiar rápidamente del modo de rayos X al modo de imagen y viceversa. . Además, todos los aparatos de rayos X modernos cuentan con un sistema de protección contra la radiación de rayos X no utilizada y contra descargas eléctricas de alto voltaje.
Según la naturaleza de la protección contra descargas eléctricas de alto voltaje, se distingue entre dispositivos de bloque, en los que el dispositivo de alto voltaje, junto con el tubo de rayos X, está encerrado en una carcasa metálica común conectada a tierra, y el cable X- Máquinas de rayos, en las que los cables de alto voltaje están encerrados en cables de alto voltaje aislados, y el tubo y el transformador principal están encerrados en cables de alto voltaje aislados en carcasas metálicas conectadas a tierra. Los dispositivos de bloque se utilizan generalmente para dispositivos de rayos X móviles y portátiles, y los dispositivos de cable, para los estacionarios.
Las máquinas de diagnóstico por rayos X están equipadas con dispositivos para tomografía (ver), quimografía, electroquimografía y otros métodos de investigación especiales, así como un intensificador de imágenes (ver Intensificador de imágenes de rayos X electroóptico) (Fig. 6), lo que permite para filmación de rayos X, transmisión televisiva de imágenes de rayos X y para proporcionar un alto brillo de imagen con una reducción significativa de la exposición a la radiación.
Para estudiar las fases individuales de procesos rápidos, existen dispositivos de rayos X especiales que permiten realizar fotografías con rayos X con velocidades de obturación de milésimas de segundo. Esto se logra no aumentando la potencia (y por lo tanto el tamaño) de las máquinas de rayos X, sino utilizando un sistema de condensadores que se cargan desde un transformador de potencia relativamente baja al voltaje requerido y luego, en el momento adecuado, instantáneamente. descargados en el tubo de rayos X (los llamados aparatos de rayos X pulsados). Además, existen adaptaciones a los aparatos de rayos X de diagnóstico convencionales en forma de accesorios que permiten fotografiar objetos fisiológicamente en movimiento (pulmones, corazón) en una determinada fase de actividad, por ejemplo, en la fase de inhalación o exhalación o en una determinada fase de la actividad cardíaca.
Las máquinas de rayos X terapéuticas se utilizan para la radioterapia.
Con la introducción en la práctica clínica de isótopos radiactivos artificiales y varios tipos de aceleradores de partículas cargadas, aceleradores lineales, betatrones, sincrotrones, sincrofasotrones, etc., el papel de la terapia con rayos X se ha reducido un poco y actualmente se utiliza para la exposición a la radiación. a focos patológicos de una ubicación relativamente poco profunda.
Existen dispositivos terapéuticos de rayos X no solo para la irradiación estática, sino también para la llamada irradiación móvil (métodos de terapia de rayos X rotacional y convergente).
Dependiendo de la profundidad de la ubicación de la lesión irradiada, se utilizan dispositivos para la terapia de rayos X superficial (Fig. 7) y para la terapia profunda estática (Fig. 2).
Además, se fabrican dispositivos de rayos X para terapia de rayos X rotacional (Fig. 8) y convergente (Fig. 9), en los que, durante la exposición a la radiación, el tubo se mueve automáticamente a lo largo de una trayectoria predeterminada, de modo que el haz de radiación principal se dirige constantemente. En el foco patológico, los tejidos circundantes y el área de la piel fueron expuestos a los rayos alternativamente. Esto permite, sin dañar la piel y el tejido sano, administrar dosis mayores de radiación de rayos X a la lesión que con los métodos de irradiación estática.
Las máquinas de rayos X terapéuticas modernas, como las de diagnóstico, están equipadas con una serie de dispositivos y dispositivos especiales que automatizan su funcionamiento. Junto a los dispositivos de terapia con relés de tiempo automáticos convencionales, existen máquinas de rayos X en las que el relé de tiempo se reemplaza por un relé de dosis, que es un dosímetro integral que apaga automáticamente el alto voltaje cuando se alcanza una dosis de radiación predeterminada. Además, el conjunto de dispositivos terapéuticos de rayos X incluye juegos especiales de tubos, diafragmas que limitan el campo de irradiación y filtros que filtran la parte más suave de la radiación y uniforman el haz de trabajo.
Véase también tecnología de rayos X, examen de rayos X, terapia de rayos X.
Arroz. 1. Máquina de rayos X de diagnóstico estacionaria tipo RUM-5.
Arroz. 2. Aparato de rayos X tipo RUM-11 para radioterapia profunda estática.
Arroz. 3. Máquina de rayos X de sala.
Arroz. 4. Vista general del aparato de rayos X RUM-4.
Arroz. 5. Máquina de rayos X portátil.
Arroz. 6. Convertidor electrón-óptico (EOC) con espejo para observación visual, cámara de cine y cámara de televisión transmisora.
Arroz. 7. Aparato de rayos X tipo RUM-7 para radioterapia cutánea y de contacto.
Arroz. 8. Aparato de rayos X para radioterapia rotacional.
Arroz. 9. Aparatos de rayos X para radioterapia convergente.
Las máquinas de rayos X son dispositivos para obtenerlos y utilizarlos en medicina y tecnología. Los dispositivos médicos de rayos X se dividen según su finalidad en diagnóstico (Fig. 1) y terapéutico (Fig. 2), y según las condiciones de funcionamiento, en estacionarios, móviles y portátiles. Las máquinas de rayos X estacionarias se encuentran en unidades especiales. Las máquinas de rayos X móviles son de dos tipos: plegables, diseñadas para trabajos itinerantes (Fig. 3) y montadas en sala (Fig. 4), para asistencia de diagnóstico por rayos X en los hospitales junto a la cama del paciente. Los aparatos de rayos X portátiles (Fig. 5) se utilizan para realizar exámenes radiológicos sencillos en casa (el dispositivo portátil doméstico RU-560 con todos los accesorios cabe en dos maletas y tiene un peso total de unos 45 kg). En la tabla se muestra el rango de voltajes y corrientes de los aparatos de rayos X, según su finalidad.
La máquina de rayos X está diseñada de la siguiente manera: el alto voltaje (ver) se suministra desde un transformador elevador (el llamado transformador principal), a cuyo devanado secundario se conecta un tubo directamente (en un portátil de baja potencia). y dispositivos móviles) o mediante un dispositivo rectificador: un kenotrón o una válvula semiconductora (ver Rectificadores). El circuito de filamento del cátodo del tubo de rayos X se alimenta desde un transformador reductor de filamento. Dado que el ánodo del tubo de rayos X suele estar conectado a tierra y el cátodo está a alto voltaje, el transformador de filamento tiene un aislamiento de alto voltaje. Los elementos del circuito de alto voltaje de un aparato de rayos X se colocan normalmente en una carcasa conectada a tierra y se conectan a los electrodos del tubo protector de rayos X mediante cables de alto voltaje (máquinas de rayos X con cable). En los llamados dispositivos de bloque, la parte de alto voltaje se coloca junto con el tubo en una carcasa metálica llena de aceite aislante mineral.
El alto voltaje generalmente se regula mediante un autotransformador (q.v.) conectado al circuito primario del transformador principal. Un interruptor especial conectado a las distintas tomas del autotransformador permite cambiar el voltaje de forma suave o escalonada en el devanado primario y, en consecuencia, en el secundario del transformador principal. La corriente del filamento del tubo de rayos X se ajusta mediante un reóstato conectado al circuito del devanado primario del transformador de filamento. La corriente del ánodo del tubo depende de la magnitud de la corriente del filamento, que está determinada por el voltaje de la red eléctrica: un cambio en el voltaje de la red, por ejemplo, en un 5%, cambia la corriente del ánodo 2 veces. El voltaje de la red eléctrica cae cuando se enciende la máquina de rayos X y, por lo tanto, para estabilizar el filamento del tubo, es necesario instalar un transformador (compensador) o un estabilizador ferrorresonante especial. Un autotransformador con interruptores, un reóstato para ajustar la corriente del filamento, dispositivos de control, sistemas de estabilización de voltaje y protección contra sobrecargas y cortocircuitos constituyen la parte de bajo voltaje de la máquina de rayos X y están ubicados en un panel de control especial. El dispositivo generalmente se enciende por etapas: primero se enciende la tensión de red, luego se calienta el tubo de rayos X y el kenotrón y, finalmente, se enciende el alto voltaje. La desactivación se realiza en orden inverso. El aparato de rayos X también incluye un trípode (o grupo de trípodes) para fijar el tubo de rayos X, dispositivos para fijar a los pacientes durante la investigación o el tratamiento, pantallas de rayos X (ver) y equipos para el sujeto y el médico. Las máquinas de rayos X están equipadas con dispositivos especiales (relés de tiempo) para apagar automáticamente el alto voltaje después de una exposición específica. Las máquinas de rayos X terapéuticas utilizan relés electromecánicos con una velocidad de obturación máxima de 10 a 30 minutos, accionados por un pequeño motor eléctrico. Las máquinas de rayos X de diagnóstico portátiles y móviles utilizan relés manuales accionados por un resorte, mientras que las estacionarias utilizan relés condensadores con un retardo mínimo de aproximadamente 0,01 segundos.
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Una máquina de rayos X es un dispositivo muy utilizado en la medicina moderna para estudiar y diagnosticar diversas dolencias. Es necesario para acceder a los órganos internos humanos. Gracias al aparato de rayos X, el médico obtiene una imagen de la estructura interna del cuerpo que le interesa. La fotografía se proyecta en una película. Trabajar con rayos X es un examen médico no invasivo, es decir, no es necesaria la penetración de cuerpos extraños. A pesar de que este dispositivo se utiliza mucho en hospitales y clínicas, pocas personas saben cómo funciona.
Averigüemos qué es una máquina de rayos X, el principio de funcionamiento de este dispositivo y qué significa para la medicina.
Máquina de rayos X: ¿qué es?
Una máquina de rayos X es un dispositivo que convierte la energía eléctrica ordinaria en radiación de rayos X. Existen diferentes tipos de máquinas de rayos X, por ejemplo:
. Angiografía;Fluorógrafo;
mamografía de rayos X;
Máquina de rayos X de sala;
Máquina de rayos X dentales;
Operar una máquina de rayos X;
Tomógrafo computarizado de rayos X;
Y otros.
Como podemos ver, hoy en día existen muchos tipos de máquinas de rayos X. Dependiendo del órgano que se estudie se utilizan dispositivos con diferentes diseños y principios de funcionamiento. Sin embargo, un dispositivo de rayos X clásico de uso general, cuyo principio de funcionamiento consideraremos en este artículo, consta de un sistema de control, una fuente de alimentación, una estructura irradiada y también periféricos. Dependiendo de la funcionalidad del dispositivo, también puede incluir dispositivos para grabar imágenes o visualizar el interior de la parte del cuerpo que se examina.
El principio de funcionamiento de la máquina de rayos X.
Una máquina de rayos X clásica se alimenta a través de una red eléctrica, cuyo voltaje máximo es de 220 V. Pero algunos sistemas de rayos X desarrollados en nuestro tiempo requieren mucha más electricidad. Estas instalaciones, además del suministro de energía, contienen un transformador y un rectificador de corriente.
El tubo de rayos X es el principal elemento de radiación que lo genera. El dispositivo también contiene un sistema de control con el que un especialista controla el funcionamiento de la unidad de rayos X.
El material a través del cual se produce la radiación de rayos X es la corriente, por lo que sin una potente red eléctrica el funcionamiento del dispositivo es imposible. Así, la corriente de la red eléctrica pasa por la etapa de procesamiento primario. Esta etapa ocurre en el devanado del transformador. Después de esto, se produce una etapa de procesamiento secundaria con bastante rapidez, durante la cual se libera alto voltaje. Llega al kenotrón, que es un rectificador de corriente, después del cual el voltaje ingresa al tubo de rayos X.
El tubo de rayos X se encuentra en un recipiente firmemente cerrado. En un extremo del tubo está el cátodo y en el otro el ánodo. Cuando el voltaje a través del transformador ingresa al campo de rayos X, el cátodo y el ánodo chocan y luego se frenan bruscamente. En este caso se produce bremsstrahlung, es decir, se generan rayos X.
Todo el proceso descrito anteriormente ocurre en una fracción de segundo. Por lo tanto, aparece una imagen en la imagen, como si iluminara el interior de la parte requerida del cuerpo y mostrara el estado del órgano. Así funciona una máquina de rayos X, cuyo principio de funcionamiento se describe anteriormente.
Importancia de la máquina de rayos X para la medicina
En la medicina moderna, sin una máquina de rayos X, se produciría caos y desorden, porque el diagnóstico de muchas enfermedades sería difícil, si no completamente imposible. Sólo gracias a los aparatos de rayos X la humanidad ha podido curar muchas enfermedades. Hoy en día este dispositivo se utiliza para dos procedimientos:
1. La radiografía es un estudio interno, pero no invasivo, de un objeto. Gracias a los rayos X, la imagen se transfiere a una película fotográfica;2. Fluoroscopia: consiste en que la imagen del objeto en estudio aparece en una pantalla especial. Así, la imagen se mueve, lo que es imposible con la radiografía.
Ahora que sabe cómo funciona la máquina de rayos X, no se preocupará por los procedimientos asociados a ella.
Como muchos de los mayores descubrimientos de la humanidad, los rayos X se inventaron completamente por accidente.
En 1895, un físico alemán llamado Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) hizo el descubrimiento mientras experimentaba con un haz de electrones en un tubo de descarga de gas. Wilhelm Conrad Roentgen notó que la pantalla fluorescente de su laboratorio comenzaba a brillar cuando se encendía el haz de electrones. Esta respuesta en sí misma no fue tan sorprendente y el científico sabía que el material fluorescente generalmente brilla en respuesta a la radiación electromagnética, pero el tubo de descarga estaba rodeado por un pesado cartón negro. En teoría, esto bloquearía la mayor parte de la radiación, pero no los rayos X.
El físico Wilhelm Conrad Roentgen colocó varios objetos entre un tubo de descarga de gas y una pantalla, y la pantalla aún brillaba. Finalmente, colocó su mano frente al dispositivo y vio la silueta de sus huesos proyectada en la pantalla fluorescente. Inmediatamente después de descubrir los rayos X, descubrió el principio de cómo funcionan los rayos X.
El notable descubrimiento del científico condujo a uno de los avances médicos más importantes de la historia de la humanidad.
La tecnología de rayos X permite a los médicos ver directamente a través del tejido humano para examinar huesos rotos, caries y objetos ingeridos con increíble facilidad.
Se pueden utilizar procedimientos modificados para examinar tejidos más blandos, como los pulmones, los vasos sanguíneos o los intestinos.
En este artículo, aprenderemos cómo funcionan los rayos X y la radiación de rayos X. Resulta que el proceso básico es realmente muy simple.
Los rayos X son básicamente lo mismo que los rayos de luz visible. Ambas son formas ondulatorias de energía electromagnética transportadas por partículas llamadas fotones.
La diferencia entre los rayos X y los rayos de luz visible es el nivel de energía de los fotones individuales. Esto también se expresa como la longitud de onda de los rayos.
Nuestros ojos son sensibles a una determinada longitud de onda de la luz visible, pero no a longitudes de onda más cortas donde la energía es mayor. Las ondas de luz son longitudes de onda más largas que las ondas de radio con menor energía.
Tanto los fotones de luz visible como los fotones de rayos X se producen por el movimiento de los electrones en los átomos. Los electrones ocupan diferentes niveles de energía u órbitas alrededor del núcleo de un átomo. Cuando un electrón se mueve a una órbita inferior, debe liberar algo de energía. Libera energía adicional en forma de fotón. La energía de un fotón depende de qué tan lejos haya saltado el electrón entre órbitas.
Cuando un fotón choca con otro átomo, el átomo puede absorber la energía del fotón, impulsando al electrón a un nivel superior. Para ello, el nivel de energía del fotón debe corresponder a la diferencia de energía entre las dos posiciones de los electrones. De lo contrario, el fotón no puede mover electrones entre órbitas. Los átomos que forman el tejido del cuerpo humano son muy buenos para absorber fotones de luz visible. El nivel de energía de un fotón corresponde a las distintas diferencias de energía entre las posiciones electrónicas. Las ondas de radio no tienen suficiente energía para mover electrones entre órbitas en átomos grandes, por lo que atraviesan la mayoría de las cosas. Los rayos X también atraviesan la mayoría de las cosas, pero por el motivo contrario: tienen demasiada energía.
Aplicaciones de los rayos X
La contribución más importante de los rayos X se produjo en el mundo de la medicina, pero desempeñaron un papel decisivo en muchos otros campos. Los rayos X desempeñan un papel clave en las investigaciones relacionadas con la teoría de la mecánica cuántica, la cristalografía y la cosmología. En el mundo industrial, los escáneres de rayos X se utilizan a menudo para detectar pequeñas grietas en equipos de metales pesados. Los escáneres basados en este efecto se han convertido en un equipamiento estándar en la seguridad aeroportuaria. practicado en arqueología, agricultura, exploración espacial y en la vida cotidiana.
Sin embargo, el uso más amplio es en medicina.
Los tejidos blandos del cuerpo están formados por átomos más pequeños y, por tanto, no absorben bien los fotones. Los átomos de calcio que forman los huesos son mucho más grandes, por lo que absorben mejor los rayos X.
¿Cómo funciona la radiografía?
La base de la máquina de rayos X es un tubo de vacío de vidrio del tipo de descarga de gas con dos electrodos, un cátodo y un ánodo, que se encuentran en el interior. 
El cátodo es un conductor calentado. El calentamiento se produce a través de un filamento especial. El calor ayuda a sacar los electrones del cátodo y el ánodo de tungsteno cargado positivamente atrae los electrones en el tubo de vacío. La diferencia de voltaje entre el cátodo y el ánodo es extremadamente grande, por lo que los electrones vuelan a través del tubo con gran fuerza. Cuando un electrón acelerado choca con un átomo de tungsteno, elimina un electrón libre en una de las órbitas inferiores del átomo. Un electrón en una órbita más alta se mueve inmediatamente a un nivel de energía más bajo, liberando su energía adicional en forma de fotón.
Al controlar la dirección del movimiento y la velocidad del fotón, el tubo de vacío emite ondas de radio con una frecuencia entre la radiación ultravioleta y gamma con una longitud de onda de 10 −7 a 10 −12 metros.
Todo el mecanismo está rodeado por un grueso escudo de plomo. Esto evita que los rayos X se emitan en todas direcciones. Una pequeña ventana en el escudo permite que algunos de los fotones se emitan en un haz estrecho. El haz de una máquina de rayos X pasa a través de una serie de filtros en su camino hacia el paciente. 
Las cámaras al otro lado del paciente registran la muestra a medida que pasa por el cuerpo del paciente. La cámara utiliza la misma tecnología que una cámara normal, pero la imagen de rayos X es diferente a la de una cámara normal. Como regla general, los médicos guardan la película como negativo. Es decir, las áreas que están expuestas a más luz aparecen más oscuras y las áreas que están expuestas a menos luz parecen más claras. El material duro, como el hueso, aparece blanco, mientras que el material más blando aparece negro o gris. Los médicos pueden utilizar varias formas de controlar el funcionamiento de la máquina de rayos X cambiando la intensidad del haz de imagen. También utiliza este efecto.
Agente de contraste
La mayoría de los tejidos blandos no aparecen claramente en una radiografía normal. Para enfocarse internamente en los órganos o ver los vasos sanguíneos que forman el sistema circulatorio, los médicos deben inyectar medios de contraste en el cuerpo.
Los medios de contraste son líquidos que absorben los rayos X con mayor eficacia que el tejido circundante. Para poder ver los órganos de los sistemas digestivo y endocrino, el paciente ingiere una mezcla de agentes de contraste, normalmente una mezcla de bario. Si los médicos quieren observar los vasos sanguíneos u otros elementos del sistema circulatorio, inyectan agentes de contraste en el torrente sanguíneo del paciente.
A menudo se utiliza un agente de contraste junto con un fluoroscopio. En la fluoroscopia, los rayos X atraviesan el cuerpo hasta una pantalla fluorescente, creando una imagen en movimiento. Los médicos pueden utilizar la fluoroscopia para seguir el paso de los medios de contraste a través de una persona. Los médicos también pueden grabar la imagen de rayos X en vídeo.
¿Son dañinos los rayos X?
Los rayos X son una maravillosa incorporación al mundo de la medicina: permiten a los médicos observar el interior de un paciente sin necesidad de cirugía alguna. Es mucho más fácil y seguro observar un hueso roto mediante rayos X que utilizar un método invasivo. 
¿Pero son perjudiciales los rayos X? En los primeros días de la ciencia de los rayos X, muchos médicos exponían a sus pacientes y a ellos mismos a los rayos durante largos períodos de tiempo. Con el tiempo, los médicos y los pacientes comenzaron a desarrollar enfermedades por radiación y la comunidad médica supo que algo andaba mal.
El problema es que los rayos X son una forma de radiación ionizante.
La carga eléctrica del ion puede provocar reacciones químicas antinaturales dentro de las células. Entre otras cosas, la carga puede romper cadenas de ADN. Una célula con una cadena de ADN rota morirá o el ADN comenzará a mutar. Si muchas células mueren, pueden desarrollarse diversas enfermedades en el cuerpo. Si el ADN muta, la célula puede volverse cancerosa y el cáncer puede propagarse. Si la mutación ocurre en un espermatozoide o en un óvulo, puede provocar defectos de nacimiento. Debido a todos estos riesgos, los médicos utilizan los rayos X teniendo en cuenta ciertos estándares.
Incluso con estos riesgos, la exploración con rayos X sigue siendo una opción más segura que la cirugía. Las máquinas de rayos X son una herramienta invaluable en medicina, así como un activo en seguridad e investigación científica. Son verdaderamente uno de los más útiles y.