Química

Definição e propriedades do raio X (radiação X)

Raios-X ou radiação-x fazem parte do espectro eletromagnético com comprimentos de onda mais curtos (maior freqüência ) do que a luz visível. O comprimento de onda da radiação X varia de 0,01 a 10 nanômetros, ou freqüências de 3 × 10 16  Hz a 3 × 10 19 Hz.

Isso coloca o comprimento de onda do raio X entre a luz ultravioleta e os raios gama. A distinção entre os raios X e gama pode ser baseada no comprimento de onda ou na fonte de radiação.

Às vezes a radiação x é considerada radiação emitida pelos elétrons, enquanto a radiação gama é emitida pelo núcleo atômico.

O cientista alemão Wilhelm Röntgen foi o primeiro a estudar as radiografias (1895), embora não tenha sido a primeira pessoa a observá-las.

Raios-X foram observados a partir de tubos de Crookes, que foram inventados por volta de 1875. Röntgen chamou a luz de “radiação X” para indicar que era um tipo anteriormente desconhecido.

Às vezes a radiação é chamada de radiação Röntgen ou Roentgen, depois do cientista. As grafias aceitas incluem raios X, raios X, raios X e raios X (e radiação).

O termo raio-x também é usado para se referir a uma imagem radiográfica formada com radiação x e ao método usado para produzir a imagem.

Raios-X duros e moles

Os raios X variam em energia de 100 eV a 100 keV (abaixo de 0,2–0,1 nm de comprimento de onda). Raios X duros são aqueles com energias de fótons maiores que 5-10 keV. Raios x suaves são aqueles com menor energia.

O comprimento de onda dos raios X duros é comparável ao diâmetro de um átomo. Raios-X duros têm energia suficiente para penetrar na matéria, enquanto raios-x moles são absorvidos no ar ou penetram na água até uma profundidade de cerca de 1 micrômetro.

Fontes de Raios-X

Raios-X podem ser emitidos sempre que partículas carregadas suficientemente energéticas atacam a matéria. Elétrons acelerados são usados ​​para produzir radiação x em um tubo de raios X, que é um tubo de vácuo com um catodo quente e um alvo de metal.

Prótons ou outros íons positivos também podem ser usados. Por exemplo, a emissão de raios X induzida por prótons é uma técnica analítica. As fontes naturais de radiação-x incluem o gás radônio, outros radioisótopos, raios e raios cósmicos.

Como a radiação X interage com a matéria

As três maneiras pelas quais os raios X interagem com a matéria são o espalhamento de Compton, o espalhamento de Rayleigh e a fotoabsorção.

O espalhamento Compton é a interação primária envolvendo raios X duros de alta energia, enquanto a fotoabsorção é a interação dominante com raios X moles e radiografias de baixa energia.

Qualquer raio-x tem energia suficiente para superar a energia de ligação entre átomos em moléculas, então o efeito depende da composição elementar da matéria e não de suas propriedades químicas.

Usos dos Raios-X

A maioria das pessoas está familiarizada com raios-x por causa de seu uso em imagens médicas, mas existem muitas outras aplicações da radiação:

Na medicina diagnóstica, os raios X são usados ​​para visualizar estruturas ósseas. A radiação x dura é usada para minimizar a absorção de raios X de baixa energia.

Um filtro é colocado sobre o tubo de raios X para evitar a transmissão da radiação de menor energia. A alta massa atômica dos átomos de cálcio nos dentes e ossos absorve a radiação x, permitindo que a maioria das outras radiações passem pelo corpo.

A tomografia computadorizada (TC), a fluoroscopia e a radioterapia são outras técnicas de diagnóstico de radiação x. Raios-X também podem ser usados ​​para técnicas terapêuticas, como tratamentos contra o câncer.

Os raios X são utilizados para cristalografia, astronomia, microscopia, radiografia industrial, segurança aeroportuária, espectroscopia, fluorescência e para implodir dispositivos de fissão.

Raios-X podem ser usados ​​para criar arte e também para analisar pinturas. Usos proibidos incluem a remoção de pêlos de raios-x e fluoroscópios de encaixe de sapatos, que eram populares na década de 1920.

Riscos Associados à Radiação-X

Os raios X são uma forma de radiação ionizante, capaz de romper ligações químicas e ionizar átomos. Quando os raios X foram descobertos, as pessoas sofreram queimaduras de radiação e perda de cabelo.

Houve até relatos de mortes. Embora a doença da radiação seja em grande parte uma coisa do passado, as radiografias médicas são uma fonte significativa de exposição à radiação provocada pelo homem, representando cerca de metade da exposição total à radiação de todas as fontes nos EUA em 2006.

Há discordância sobre a dose que apresenta um risco, em parte porque o risco depende de múltiplos fatores. Está claro que a radiação x é capaz de causar danos genéticos que podem levar ao câncer e problemas de desenvolvimento. O maior risco é para um feto ou criança.

Vendo raios-X

Enquanto os raios X estão fora do espectro visível, é possível ver o brilho das moléculas de ar ionizado ao redor de um feixe de raios X intenso. Também é possível “ver” raios-x se uma fonte forte é vista por um olho adaptado à escuridão.

O mecanismo para esse fenômeno permanece inexplicado (e o experimento é muito perigoso para ser executado). Os primeiros pesquisadores relataram ter visto um brilho cinza-azulado que parecia vir de dentro do olho.

 

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