¿Cómo funciona un tubo de rayos x?

Tubos de rayos X es el nombre que reciben los dispositivos empleados para la producción de rayos X. Estos se clasifican en dos tipos diferentes, tubos con filamentos y tubos de gas. Ambos basan su funcionamiento en la desaceleración rápida de electrones de altas energías cuando chocan con un blanco metálico.

¿ Qué son los rayos X ?

Antes de detallar el funcionamiento de los distintos tubos para rayos X, debemos explicar, a grosso modo que son estos rayos. Las radiaciones electromagnéticas tienen un amplio espectro que va desde las ondas de radio (que poseen la mayor longitud de onda y menor frecuencia), pasando por las microondas, el infrarrojo, la luz visible, el ultravioleta, los rayos X y finalmente los rayos gamma, que poseen la mayor frecuencia y menor longitud de onda.Los rayos X, por tanto, es una de las radiaciones electromagnéticas de menor longitud de onda (0,1 a 10 nanómetros) y mayor frecuencia (3000 a 30 PHz). Estos tienen altas energías y pueden atravesar cuerpos opacos.

¿ Cómo se producen ?

Estos rayos se producen por la desaceleración rápida de electrones de altas energías cuando chocan con un blanco metálico. El aparato usado para producir rayos X se denomina tubo de rayos X y se dividen en dos tipos diferentes. Tipos de tubos de rayos X y funcionamiento Tubos con filamentos: tubos de cristal al vacío que posee dos electrodos en los extremos. En el cátodo se encuentra un filamento caliente de tungsteno, este emite un chorro de electrones hacia un punto específico denominado “blanco” que se encuentra inmerso en el ánodo. Por su parte, este ánodo está compuesto por un bloque de cobre y es enfriado continuamente, pues gran parte de la energía que se produce al incidir los electrones con el blanco es disipada en forma de calor. El tubo posee una ventana de aluminio, berilio o mica por donde salen los rayos X, ya que es transparente a esta radiación. Finalmente toda esta estructura está cubierta por un blindaje de plomo para impedir la fuga de la radiación en otro sentido que no sea la ventana. Tubos con gas: este posee una válvula que controla la presión del gas en unos 0,01mmHg. El cátodo de aluminio es cóncavo para así enfocar los electrones hacia el ánodo. El gas (nitrógeno y oxígeno) al ser ionizado es atraído hacia el cátodo y el ánodo. Los iones positivos inyectan electrones al cátodo al ser atraídos por este. Estos electrones son proyectados a altas energía hacia el blanco situado en el ánodo. El resto de los componentes son similares a los del tubo con filamentos.