Quando falamos do tubo de Raios X, logo pensamos na produção de Raios X, e vemos sua importância, pois sem este dispositivo não temos um feixe de Raios X.
Vamos ver no texto abaixo as razões deste dispositivo ser chamado de ineficiente para o seu principal objetivo que é a produção de Raios X.
Maior parte da energia cinética dos elétrons projetados que saem do filamento é convertida em calor.
Os elétrons que saem do filamento, interagem com os elétrons das camadas mais externas dos átomos do alvo e então esses elétrons são excitados.
Os elétrons das camadas mais externas voltam para o seu nível normal de energia com emissão de radiação infravermelha, ou seja, calor.
Este vai e vem dos elétrons de uma camada para outra, que é a excitação que resulta no calor gerado no anodo do Tubo de Raios X.
Na faixa de energia do Radiodiagnóstico, em média 99% da energia cinética dos elétrons projetados se transforma em calor, e 1% da energia cinética dos elétrons projetados se transforma em Raios X.
O aumento na corrente elétrica aumenta a produção de calor se duplicarmos a corrente elétrica, duplicamos a quantidade de calor.
Para a produção de Raios X no Radiodiagnóstico o aumenta do Kvp também resulta no aumento da quantidade de calor.
A eficiência na produção de Raios X é independente da corrente elétrica do tubo e também da corrente selecionada.
A eficiência da produção de Raios X irá se modificar com a elevação da tensão (kVp) veja as relações abaixo:
- Para 60 kVp cerca de 0,5% da Energia cinética dos elétrons projeteis são convertidos em Raios X
- Para 100 kVp temos então cerca de 1% da Energia Cinética dos elétrons projeteis são convertidos em Raios X
- Para 20 MV temos então que cerca de 70% da Energia Cinética dos elétrons projeteis são convertidos em Raios X
Um ponto importante: A corrente elétrica (mA) e a tensão elétrica (kV) contribuem na produção de calor, porém, somente a tensão elétrica (kV) contribui com a eficiência na produção de Raios.
Podemos então entender a grande preocupação dos fabricantes em relação a essa produção de calor, em usar materiais que possuem alto ponto de fusão como o tungstênio, de termos o óleo refrigerante para a retirada de calor gerada dentro da ampola, sistema de segurança que desligam ou interrompem o uso do equipamento quando atingem temperaturas críticas.
Grande esforço dos fabricantes são dirigidas para criar sistemas mais eficientes e resistentes quanto a essa produção de calor no interior da ampola, pois é algo inerente ao processo de produção de Raios X.
Podemos concluir que o tubo de Raios X para energia na faixa do Radiodiagnóstico tem uma produção ineficiente em relação a quantidade de calor gerado, porém essa quantidade mesmo que pequena atende as necessidades para a formação das imagens diagnósticas.
Referências:
Bushong SC.; Ciência Radiológica para tecnólogos, 9º edição
Graham DT., Cloke P., Vosper M.; Principles and Applications of Radiological Physics, 6º ed.
Thayalan K.; Basic Radiological Physics, 2ª ed.
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