Fundamentos

Tema 3
Equipos de rayos X y receptores de imagen
Como en la inmensa mayoría de los casos en que la fuente de potencia es una
toma de corriente alterna, el generador ha de integrar sendas etapas de transformación
de la tensión y de rectificación de la corriente. Durante casi un siglo la
rectificación se ha basado en procedimientos progresivamente mejorados para
obtener pulsos de seis y de doce ondas por ciclo que optimizaran el uso de la potencia
consumida. Sin embargo, desde la última década del siglo XX se ha generalizado
el uso de convertidores de frecuencia (o generadores de alta frecuencia)
que garantizan una salida de tensión prácticamente constante, con un factor de
rizado que típicamente se sitúa en valores inferiores al 5%, con el consiguiente
incremento en el rendimiento de los tubos, en la estabilidad de su funcionamiento
y en el control de calidad del conjunto generador-tubo. Además, la exactitud y
reproducibilidad que se consigue con este tipo de equipos es también muy alta,
alcanzándose por tanto cotas superiores en la calidad de imagen.
2.3. Tubo de rayos X y colimador
Tal y como se explicó en el tema 1, el tubo de rayos X es, junto con el generador,
el otro componente fundamental de un sistema productor de rayos X. Es
en él donde se van a producir los rayos X como resultado de la interacción de
un chorro de electrones de alta energía con un blanco de material adecuado. La
inmensa mayoría de los equipos de radiología general utilizan tubos de rayos X
de ánodo rotatorio. Este tipo de tubos consta de dos electrodos colocados en
el interior de una ampolla de vacío, entre los que se establece una diferencia de
potencial de algunas decenas de miles de voltios. Simultáneamente, uno de los
electrodos, el cátodo, se calienta para facilitar, por efecto termoiónico, su función
como fuente de electrones. Los electrones evaporados del cátodo y acelerados
por el campo eléctrico, convenientemente focalizados, inciden sobre el
ánodo en una zona, el blanco, construida o recubierta de un metal adecuado
(una aleación de wolframio y renio sobre molibdeno en los tubos más comunes;
y de molibdeno o rodio en los tubos de mamografía).
Casi la totalidad de la energía depositada en la interacción de los electrones
con el blanco se transforma en calor y su evacuación constituye uno de los
problemas técnicos clásicos de la construcción de tubos. Sólo una fracción del
uno por ciento de esa energía resulta útil y da lugar a la aparición de rayos X.
La mayor parte de esos rayos X se originan cuando un electrón se aproxima a
uno de los núcleos del material del blanco e interacciona con el intenso campo
electrostático creado por él. La energía perdida se transforma en un cuanto de
radiación electromagnética, esto es, en un fotón de rayos X. Dicha energía es
máxima cuando es mínima la distancia de interacción y tiene un límite superior
asociado a la máxima energía de los electrones, esto es, al potencial establecido
entre ánodo y cátodo.
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