Esta exposición contiene los temas relacionados con la física de los rayos X, desde su descubrimiento hasta su aplicación en la actualidad, es con fines informativos y con el derecho que todos tenemos a la educación por lo que se solicita que el siguiente documento no sea utilizado con fines distintos a lo establecido.

1. 11/03 /2024
FISICA DE LOS RAYOS X

2. Estructura atómica
Concepto de radiación
Rayos X
Interacción de los rayos X con la materia
Magnitudes y unidades de protección radiológica
Fuentes de radiación ionizante
Efectos biológicos
e-

3. FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA/ ESTADOS DE LA MATERIA.
Materia
Todo lo que ocupa
un lugar en el
espacio
Masa (Kg)
Cantidad de materia
contenida en un objeto
Peso (N)
Fuerza ejercida por
un objeto sometido a
la gravedad
Energía
Capacidad para relizar
un trabajo
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ESTADOS DE LA MATERIA

4. GENERALES (COMUNES A TODO) ESPECÍFICAS
Masa
Volumen
Peso
Porosidad
Inercia
Impenetrabilidad
Divisibilidad Físicas
Químicas
Olor
Textura
Viscosidad
Combustibilidad
Oxidación
Reactividad
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CARACTERISTICAS DE LA MATERIA
FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA/ CARACTERISTICAS DE LA MATERIA.

5. 4 elementos
• Aire
• Fuego
• Agua
• Tierra
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FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA..
EL ÁTOMO [𝛼: SIN; 𝜏𝜔𝜇𝜀: CORTE]
Unidad constituyente más pequeña de la materia que conserva sus propiedades y
no puede dividirse.
1803 1892 1895 1911 1913 1932 1932
Tiempo
Dalton
Thompso
n
Perrin
Rutherford
Bohr
Sommerfeld
Schrödinger
Heisenberg

6. FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA..
EL ÁTOMO
Las partículas fundamentales
de un átomo son el
electrón, el protón y el
neutrón
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7. Capas orbitales K,
L, M, N,
Cuanto más cerca
está un electrón
del núcleo, mayor
es la energía de
enlace
IONIZACIÓN DE UN
ÁTOMO
FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA..
EL ÁTOMO
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8. C
6
Carbono
12.01
2
4
Símbolo
químico
Abreviatura para identificar
un compuesto o elemento
químico.
Número
atómico
Número total de protones
que tiene cada elemento
Masa
atómica
Cantidad de materia en un
átomo expresada en
unidades de masa atómica
unificada.
Número
másico
Suma del número de
neutrones y protones del
núcleo.
Valencias
o niveles
de energía
Máximo de electrones que
pueden combinarse con
otros según el nivel.
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FISICA DE LOS RAYOS X / ESTRUCTURA ATÓMICA..
NOMENCLATURA

9. Capacidad para realizar un trabajo o hacer funcionar algo
Mecánica
Electromagnética
Termodinámica
Cinética
Potencial
Interna
Potencial termodinámico
Térmica
Radiante
Eléctrica
Calórica
Relativa
En reposo
En desintegración
Química
De ionización
De enlace
Natural
Eólica
Hidráulica
Geotérmica
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FISICA DE LOS RAYOS X / TIPOS DE ENERGIA
TIPOS DE ENERGIA

10. FISICA DE LOS RAYOS X /RADIACIÓN/ CONCEPTO.
Propagación de
energía en forma de
ondas
electromagnéticas o
partículas
subatómicas a través
del vacío o de un
medio material
RADIACIÓN
Materia que se
expone o intercepta y
por lo tanto absorbe
la radiación.
IRRADIACIÓN
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11. Los rayos X y los rayos
gamma son formas de
radiación ionizante
electromagnética.
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FISICA DE LOS RAYOS X/ TIPOS DE ENERGIA
Ondas electromagnéticas
constituidas por
Fotones
Combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a
través del espacio transportando energía de un lugar a otro.
ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

12. Cresta
Vall
e
Amplitud
Longitud
Definición
Cresta
Punto más alto de la
onda
Valle
Punto más bajo de la
onda
Amplitud
Altura o profundidad de
la cresta o valle
Longitud
Distancia entre 2
crestas o valles
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FISICA DE LOS RAYOS X/ ENERGIA ELECTROMAGNETICA
CARACTERISTICAS DE UNA ONDA

13. Frecuencia: número de longitudes de
onda que pasan un punto de
observación por segundo.
Velocidad: distancia recorrida en
unidad de tiempo
186, 000 millas / segundo
3 x 108 metros / segundo
Ciclos / seg = Hertzio
Interacciones
Características de cada onda
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FISICA DE LOS RAYOS X / ENERGIA ELECTROMAGNETICA..
CARACTERISTICAS DE UNA ONDA

14. Luz ultravioleta
Rayos X
Rayos Gamma
Producción de ionización
Daño al
hombre
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FISICA DE LOS RAYOS X /RADIACIÓN IONIZANTE.
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
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15. Materia
Radiación
ionizante
Ionización
Retiro de un
electrón de un
átomo
Par iónico
e-
Ión positivo Ión negativo
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FISICA DE LOS RAYOS X /RADIACIÓN IONIZANTE.
RADIACIÓN IONIZANTE
Tipo particular de radiación (cualquiera) capaz de remover un electrón orbital del átomo con el
que interactúa.

16. Natural
Producida por el hombre
Rayos cósmicos
Terrestre
Interna
Alimentos
Radón
Aparatos de diagnóstico
Generación de energía
Industria
Investigación
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FISICA DE LOS RAYOS X /RADIACIÓN IONIZANTE
CLASIFICACIÓN

17. RAYOS X
Energía electromagnética ionizante
que se producen en el exterior del
núcleo de átomos, misma naturaleza
luz visible.
FISICA DE LOS RAYOS X /DEFINICIÓN
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18. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017
Pedrosa C., Casanova R. Diagnóstico por Imagen, Vol. I: Generalidades, Aparatos Respiratorio y Cardiovascular. 2ª edición. McGraw-Hill. 2003
FÍSICA DE LOS RAYOS X PARTE II
NO POSEEN MASA INVISIBLES
EFECTO
IONIZANTE
EFECTO
BIOLÓGICO
Cantidad más pequeña de
cualquier tipo de energía
electromagnética.
Fenómeno ganancia o
perdida de electrones.
Estocásticos: No dependen de la
dosis.
Deterministas: Dependen de la
dosis.
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X
PROPIEDADES

19. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017
Pedrosa C., Casanova R. Diagnóstico por Imagen, Vol. I: Generalidades, Aparatos Respiratorio y Cardiovascular. 2ª edición. McGraw-Hill. 2003
FÍSICA DE LOS RAYOS X PARTE II
ATRAVIESA LA
MATERIA
EFECTO
LUMINISCENTE
EFECTO
FOTOGRÁFICO
PRODUCE RADIACIÓN
DISPERSA
Radiopacidad
Radiotransparencia
Fluorescencia:
Wolframato de calcio
Sulfuro de cadmio y zinc
Yoduro de cesio
Imagen latente
Revelada y fijada imagen
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X
PROPIEDADES

20. DOS MECANISMOS PRINCIPALES DE
PRODUCCIÓN
Interacción de particulas cargadas sobre
electrones atómicos (Rayos X
Caracteristicos)
Frenado de partículas cargadas por los
campos electromagnéticos del núcleo
atómico (Radiación de frenado o
Bremsstrahlung)
La mayor parte de la energía cinética de los
electrones proyectil se convierte en calor
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FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X
INTERACCIONES DEL ELECTRON BLANCO

21. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017 21
RAYOS X CARACTERÍSTICOS
Cuando un electrón proyectil interactúa con un
electrón de la capa más interna, dejando una
vacante.
Un electrón de la capa externa ocupa una
vacante de la capa interna.
La energía de amarre de la capa de donde
proviene el electrón que la va a ocupar, el
liberada en forma de radiación
electromagnética.
Característica del elemento atómico que sirve como blanco
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X

22. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017
Su valor es igual a la diferencia de energía de
unión del orbital involucrado.
ENERGÍA DE ENLACE ELECTRÓNICO [Eb]
Fuerza de unión de un electrón al núcleo.
Más cerca = Más fuerza de unión.
1% de la energía se convierte en RX
característicos
Sólo los Rayos X K son útiles para la obtención de imágenes
Capa L solo atraviesan pocos centimetros de tejido
RAYOS X CARACTERÍSTICOS
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X

23. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017
Electrón proyectil interacciona con el
campo eléctrico del núcleo de un átomo
del blanco.
Electrón proyectil [-] ------ Núcleo [+]
Fuerza electrostática
Frena y cambia su trayectoria.
↓EC ----> Rayos X
La radiación de frenado es el proceso que
contribuye mayormente en la producción
de Rayos X
RADIACIÓN DE FRENADO O BREMSSTRAHLUNG
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X

24. Bushong SC. Manual De Radiologia Para Técnicos: Física, Biología y Protección Radiológica. 11ª edición. Elsevier, 2017 24
El 15% del haz de rayos X es característico y 85% es RX de frenado.
RADIACIÓN CARACTERÍSTICA
RADIACIÓN DE FRENADO
[BREMSSTRAHLUNG]
Tiene energía específica [69 KeV]
La energía varía en un rango de 0 al
máximo de su EC del electrón
proyectil.
Necesita de un potencial del tubo de
al menos 69 kV para su producción
Se producen a cualquier energía
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X

25. RESULTANDO:
Atenuación, absorción, dispersion, ionización.
EFECTO
FOTOELÉCTRICO EFECTO COMPTON PRODUCCIÓN DE
PARES
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FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X
INTERACCIÓN CON LA MATERIA

26. EFECTO FOTOELÉCTRICO
Absorción total y transferencia de
toda su energía a un electrón
interno.
Interacción
RX – e- [Capa K] = Fotoelectrón
+ RX K
Ioniza al átomo
Los RX K se comportan como radiación dispersa.
Su energía es lo suficientemente baja para impedirle interactuar con el receptor de imagen
[SIN VALOR DIAGNÓSTICO]
Elemento
Eb K
[KeV]
H 0.02
C 0.3
N 0.4
O 0.5
Ca 4.1
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X/INTERACCION CON LA MATERIA
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27. EFECTO COMPTON
Interacción de los fotones con electrones externos,
alejados del núcleo
Cede una parte de su energía a un electrón que es
expulsado del átomo.
Interacción
RX – Átomo – RX disperso
Relacionado con la calidad de la imagen
Reduce el contraste de la imagen y produce la radiación dispersa.
Mayor fuente de exposición ocupacional.
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X/INTERACCION CON LA MATERIA
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28. PRODUCCIÓN DE PARES
> 1.02 MeV
Interacción
RX – Campo magnético nuclear = e- +
positrón
Positrón + e- libre
Radiación de aniquilación [γ]
Relevante en PET
No se presenta durante la realización de las imágenes con rayos X diagnósticos.
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X/INTERACCION CON LA MATERIA
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29. Tres tipos de rayos X son importantes para
realizar una radiografía:
A. Dispersados por la interacción Compton.
A. Absorbidos fotoeléctricamente.
A. Transmitidos a través del paciente sin
interacción.
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FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X/INTERACCION CON LA MATERIA

30. Reduce a niveles aceptables la
intensidad de radiación
La atenuación es el producto de la
absorción y la dispersión.
BLINDAJES
ATENUACIÓN EXPONENCIAL
CAPA
HEMIRREDUCTORA.
Espesor necesario de un
material para atenuar la
intensidad de la radiación a
la mitad de la original.
CAPA
DECIRREDUCTORA.
Atenuar a un décimo.
FISICA DE LOS RAYOS X / RAYOS X/INTERACCION CON LA MATERIA
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31. ICRU
Le Système
International
d’Unités
Roentgen
Rad
International Commission on
Radiation Units and Measurements
Rem
Curie
Nomenclatura adoptada
en la mayoría del mundo
1981
Air Kerma
Gra
y
Sievert
Becquerel
Nomenclatura Oficial
en USA
1991
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FISICA DE LOS RAYOS X /MAGNITUDES Y UNIDADES EN PROTECCIÓN RADIOLOGICA.
SISTEMAS DE MEDIDA

32. Joules / Kg
Dosis ABSORBIDA de radiación
Joules / Kg aire
Intensidad de radiación en el aire
EXPOSICION
Roentgen (Air KERMA)
Rad (Grey)
Wilhelm Conrad Röntgen
1928
KERMA
Kinetic Energy Released in Matter
R Gy
a
RAD
Radiation Absorbed Dose
Louis Harold Gray
Gyt
RAD
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FISICA DE LOS RAYOS X /MAGNITUDES Y UNIDADES EN PROTECCIÓN RADIOLOGICA.
SISTEMAS DE MEDIDA

33. Cantidad de material
RADIOACTIVO
Dosis recibida por trabajadores de
la salud y población general
EQUIVALENTE
REM (Sievert)
Curio (Becquerel)
Rolf Maximiliam Sievert
KERMA
Kinetic Energy Released in Matter
REM Sv
Marie Curie
Pierre Curie
Bq
Ci
Antoine
Becquerel
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FISICA DE LOS RAYOS X /MAGNITUDES Y UNIDADES EN PROTECCIÓN RADIOLOGICA.
SISTEMAS DE MEDIDA

34. Unidad
Tradicional
Unidad SI
Roentgen
(R)
Air Kerma
(Gya)
rad Gray (Gyt)
rem Sievert (Sv)
curie (Ci)
Becquerel
(Bq)
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FISICA DE LOS RAYOS X /MAGNITUDES Y UNIDADES EN PROTECCIÓN RADIOLOGICA.
SISTEMAS DE MEDIDA
EXPOSICIÓN
Radiación
recibida
EXPOSICIÓN /
PROFESIONALES
CANTIDAD DE
MATERIAL

35. Equivalencias
FISICA DE LOS RAYOS X /MAGNITUDES Y UNIDADES EN PROTECCIÓN RADIOLOGICA.
SISTEMAS DE MEDIDA
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36. .EFECTOS BIOLÓGICOS DEBIDOS A LA RADIACIÓN IONIZANTE.
Eritroblastos
Ovogonias
Espermatogonias
Linfocitos
Células digestivas
intestinales
Epiteliales
Hepáticas
Renales
Nerviosas
Alveolares del
pulmón
Musculares
Osteocitos
• RADIOSENSIBILIDAD CELULAR
Respuesta que las células ofrecen a la acción de la radiación.
ESTOCÁSTICOS
• No existir dosis umbral para su
aparición.
• La posibilidad de su surgimiento
aumenta con la dosis.
• Su severidad no varía con el
aumento de la dosis.
• Ocurren en un plazo
relativamente largo después de
ocurrida la exposición.
• Afecta al ADN
DETERMINISTICOS
• Tener una dosis umbral.
• La severidad y la frecuencia
aumenta con la dosis y la tasa
de dosis.
• El número de células afectadas
influye proporcionalmente en la
severidad del efecto.
• Se relaciona con letalidad
• Ejemplos: Anemias, caída de
cabello, esterilidad.
• Radioterapia.
En función con la incidencia que tiene la
radiación sobre los efectos
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37. • Todo lo que ocupa el universo puede clasificarse como materia y/o energía.
• Los 3 tipos de radiación capaces de ionizar la materia son los Rayos X, los rayos
gamma y la luz ultravioleta, y se propagan en el vacío.
• La energía se conserva, transforma y transmite.
• Los tres tipos de rayos X más importantes para realizar una radiografía son: los
dispersados por la interacción Compton, los absorbidos fotoeléctricamente y los
transmitidos a través del paciente sin interacción.
• Los rayos X tienen aplicaciones tanto diagnósticas como terapéuticas