radiografía


Una radiografía , o, con mucha menos frecuencia, la radiación X , es una forma penetrante de radiación electromagnética de alta energía . La mayoría de los rayos X tienen una longitud de onda que oscila entre 10  picómetros y 10  nanómetros , lo que corresponde a frecuencias en el rango de 30  petahercios a 30  exahercios (30 × 10 15  Hz a30 × 10 18  Hz ) y energías en el rango de 124  eV a 124  keV . Las longitudes de onda de los rayos X son más cortas que las de los rayos UV y normalmente más largas que las de los rayos gamma . En muchos idiomas, la radiación X se conoce como radiación Röntgen , en honor al científico alemán Wilhelm Conrad Röntgen , quien la descubrió el 8 de noviembre de 1895. [1] La llamó radiación X para referirse a un tipo desconocido de radiación. [2] La ortografía de X-ray(s) en inglés incluye las variantes x-ray(s) , xray(s) yRayos X. [3]

Antes de su descubrimiento en 1895, los rayos X eran solo un tipo de radiación no identificada que emanaba de tubos de descarga experimentales . Fueron notados por científicos que investigaban los rayos catódicos producidos por tales tubos, que son haces de electrones energéticos que se observaron por primera vez en 1869. Muchos de los primeros tubos de Crookes (inventados alrededor de 1875) sin duda irradiaban rayos X, porque los primeros investigadores notaron efectos que eran atribuibles a ellos, como se detalla a continuación. Los tubos de Crookes crearon electrones libres por ionización del aire residual en el tubo por un alto voltaje de CC de entre unos pocos kilovoltios y 100 kV. Este voltaje aceleró los electrones provenientes delcátodo a una velocidad lo suficientemente alta como para crear rayos X cuando golpearon el ánodo o la pared de vidrio del tubo. [4]

El primer experimentador que se cree que (sin saberlo) produjo rayos X fue en realidad William Morgan . En 1785, presentó un artículo a la Royal Society de Londres describiendo los efectos del paso de corrientes eléctricas a través de un tubo de vidrio parcialmente vacío, produciendo un brillo creado por rayos X. [5] [6] Este trabajo fue explorado más a fondo por Humphry Davy y su asistente Michael Faraday .

Cuando el profesor de física de la Universidad de Stanford, Fernando Sanford , creó su "fotografía eléctrica", también generó y detectó rayos X sin saberlo. De 1886 a 1888, estudió en el laboratorio Hermann Helmholtz en Berlín, donde se familiarizó con los rayos catódicos generados en los tubos de vacío cuando se aplicaba un voltaje a través de electrodos separados, como habían estudiado anteriormente Heinrich Hertz y Philipp Lenard . Su carta del 6 de enero de 1893 (describiendo su descubrimiento como "fotografía eléctrica") a The Physical Review fue debidamente publicada y un artículo titulado Without Lens or Light, Photographs Taken With Plate and Object in Darkness apareció en elExaminador de San Francisco . [7]

A partir de 1888, Philipp Lenard realizó experimentos para ver si los rayos catódicos podían pasar del tubo de Crookes al aire. Construyó un tubo de Crookes con una "ventana" en el extremo hecha de aluminio delgado, frente al cátodo para que los rayos catódicos lo golpearan (más tarde llamado "tubo de Lenard"). Descubrió que pasaba algo que exponía las placas fotográficas y provocaba fluorescencia. Midió el poder de penetración de estos rayos a través de varios materiales. Se ha sugerido que al menos algunos de estos "rayos de Lenard" eran en realidad rayos X. [8]

En 1889, Ivan Puluj , de origen ucraniano , profesor de física experimental en el Politécnico de Praga y que desde 1877 había estado construyendo varios diseños de tubos llenos de gas para investigar sus propiedades, publicó un artículo sobre cómo las placas fotográficas selladas se oscurecían cuando se exponían a la luz. emanaciones de los tubos. [9]


Los rayos X son parte del espectro electromagnético , con longitudes de onda más cortas que la luz ultravioleta . Diferentes aplicaciones utilizan diferentes partes del espectro de rayos X.
Imagen de rayos X de los pulmones humanos
Ejemplo de un tubo de Crookes , un tipo de tubo de descarga que emite rayos X
Wilhelm Röntgen
Hand mit Ringen (Mano con anillos): impresión de la primera radiografía "médica" de Wilhelm Röntgen , de la mano de su esposa, tomada el 22 de diciembre de 1895 y presentada a Ludwig Zehnder del Physik Institut, Universidad de Freiburg , el 1 de enero 1896 [19] [20]
Toma de una imagen de rayos X con los primeros aparatos de tubo de Crookes , finales del siglo XIX. El tubo de Crookes es visible en el centro. El hombre de pie está viendo su mano con una pantalla de fluoroscopio . El hombre sentado se toma una radiografía de la mano colocándola sobre una placa fotográfica . No se toman precauciones contra la exposición a la radiación; sus peligros no se conocían en ese momento.
Extirpación quirúrgica de una bala cuya ubicación fue diagnosticada con rayos X (ver recuadro) en 1897
Imágenes de James Green, de "Sciagraphs of British Batrachians and Reptiles" (1897), con (desde la izquierda) Rana esculenta (ahora Pelophylax Lessonae ), Lacerta vivipara (ahora Zootoca vivipara ) y Lacerta agilis
Placa de 1896 publicada en "Nouvelle Iconographie de la Salpetrière" , una revista médica. En la izquierda una deformidad en la mano, en la derecha la misma mano vista mediante radiografía . Los autores llamaron a la técnica fotografía de Röntgen.
Un paciente examinado con un fluoroscopio torácico en 1940, que mostraba imágenes en movimiento continuo. Esta imagen se usó para argumentar que la exposición a la radiación durante el procedimiento de rayos X sería insignificante.
La imagen de Chandra del cúmulo de galaxias Abell 2125 revela un complejo de varias nubes masivas de gas de varios millones de grados Celsius en proceso de fusión.
Radiografía de cadera de perro vista posterior
Imagen de rayos X de contraste de fase de una araña
Símbolo de peligro de radiación ionizante
Longitud de atenuación de los rayos X en el agua que muestra el límite de absorción de oxígeno a 540 eV, la dependencia de energía −3 de la fotoabsorción , así como una nivelación a energías de fotones más altas debido a la dispersión de Compton . La longitud de atenuación es aproximadamente cuatro órdenes de magnitud mayor para los rayos X duros (mitad derecha) en comparación con los rayos X blandos (mitad izquierda).
Espectro de los rayos X emitidos por un tubo de rayos X con un blanco de rodio , operado a 60 kV . La curva suave y continua se debe a la bremsstrahlung y los picos son líneas K características de los átomos de rodio.
Radiografía.
Una radiografía de tórax de una mujer, que demuestra una hernia hiatal .
Radiografía simple de la rodilla derecha
Rebanada de tomografía computarizada de la cabeza ( plano transversal ): una aplicación moderna de la radiografía médica
Radiografía abdominal de una mujer embarazada, un procedimiento que debe realizarse solo después de una evaluación adecuada de la relación beneficio-riesgo
Cada punto, llamado reflexión, en este patrón de difracción se forma a partir de la interferencia constructiva de los rayos X dispersos que pasan a través de un cristal. Los datos se pueden utilizar para determinar la estructura cristalina.
Uso de rayos X para inspección y control de calidad: las diferencias en las estructuras de la matriz y los alambres de unión revelan que el chip izquierdo es falso. [132]
Fotografía artística de rayos X del pez aguja por Peter Dazeley