Física das radiações - Aula 2 (parte 1)

    

Sistema Emissor de Raios X

  O Sistema emissor de raios X (cabeçote), é constituído pelo tubo (ampola) de raios X e pela cúpula (carcaça) que o envolve. Geralmente o tubo é composto por um envoltório geralmente constituído de vidro pirex, que é resistente ao calor, lacrado, e com vácuo formado no seu interior, onde são encontrados o catódio (polo negativo) e o anódio (polo positivo), posicionados e determinada distância um do outro.

Tubo de raio x

É necessário que aja vácuo em seu interior, senão os elétrons desviariam (por exemplo quando um avião de papel desvia por causa do vento):

Considere que os elétrons sejam o avião, na situação, a ampola

tem vácuo, possibilitando o encontro ao anódio.

Considere que os elétrons sejam o avião, na situação do gif

a ampola tem ar, impossibilitando o encontro ao
anódio.

• Catódio (cátodo):

 

  É responsável pela liberação dos elétrons, que irão se chocar ao anódio produzindo  raios x e calor. Constituído por um ou dois filamentos de Tungstênio e se localizam no interior de um "corpo raso" denominado coletor eletrônico (copo eletrônico) que possui a função de evitar a separação dos elétrons liberados.

1.  A ponta do primeiro cabo é o Polo Negativo, o segundo o Polo Positivo. Os elétrons do polo negativo vão ao encontro do positivo e passam pelo filamento de Tungstênio (corrente elétrica, gerando calor.
2. O Tungstênio suporta temperaturas elevadas acima de 2000°C.
3. Dica útil: A resistência do chuveiro elétrico e a mola da lâmpada são exemplos de filamentos de Tungstênio.

Filamento de Tungstênio

• Anódio (ânodo):

  É uma placa metálica de Tungstênio, ou uma liga de tungstênio-rênio, ou molibdênio (mamógrafo), que possui angulação com o eixo do tubo, capaz de suportar altas temperaturas resultante do choque de elétrons do catódio.

- Características físicas de um anódio:

• Alto ponto de Fusão: Suporta altas temperaturas.
• Alta taxa de dissipação de calor: Para reduzir os efeitos da temperatura, o tubo de raios X emprega o ânodo giratório. Assim o calor gerado no processo é dissipado, diminuindo a temperatura do mesmo.
• Alto número atômico: Quanto mais átomos, melhor a eficiência de produção de raios x.

- Tipos de anódio:

• Anódio fixo: Possui o corpo de cobre na maioria das vezes com o ponto de impacto dos elétrons, denominado ponto focal, feito de Tungstênio. a Associação do Tungstênio com o cobre resulta em uma alta condutividade térmica, que dissipa muito bem o calor gerado.

• Anódio giratório: É um disco (prato) feito de uma liga de Tungstênio-rênio. O movimento dele (a rotação)  é feito por um rotor localizado dentro do tubo de raio x no final do eixo do anódio. O rotor é acionado por um estator fora do tubo (dentro da cúpula).

É possível identificar o rotor e a cúpula na imagem.

Anódio giratório

  O ponto de impacto dos elétrons (onde batem) no anódio giratório, se chama pista focal. Quanto maior o diâmetro do anódio, maior a pista focal e melhor distribuição de calor pelo anódio, facilitando seu resfriamento.

  Para facilitar o entendimento, vou deixar um vídeo, o mesmo está em inglês, porém é apenas uma representação de tudo que foi dito até o momento.