Wilhelm Conrad Roentgen
Desde a descoberta dos raios x a radiologia tem evoluído de tal forma que hoje é uma das mais importantes áreas de diagnóstico na saúde contribuindo fortemente para o avanço no campo da medicina, desde o diagnóstico ao tratamento, como por exemplo, no auxílio á cirurgia.
Foi Wilhelm Conrad Roentgen quem descobriu os raios X ocasionalmente em 1895.
Após muitas investigações para perceber que tipo de radiação era aquela, no dia 22 de Dezembro do mesmo ano fez a radiação atravessar a mão da esposa durante 14 minutos obtendo a primeira radiografia da história.
Rapidamente tornou-se notícia e já em 1896 os médicos adoptaram a novidade e a radiação x começou a ser usada no tratamento do cancro. Mais tarde estes raios ficaram conhecidos como raios Roentgen.
Roentgen nasceu a 27 de Março de 1845 em Lennep, Alemanha. Em 1862 ingressou numa escola técnica de Ultrecht onde foi injustamente expulso. Em 1865 ingressou na Universidade de Utrecht para estudar física. Ainda no mesmo ano mudou-se para a escola Politécnica de Zurique onde se formou em engenharia mecânica em 1868. Doutorou-se em 1869 com uma tese sobre experimentação de gases. O seu primeiro trabalho foi publicado em 1870. Em 1888 passou a leccionar na Universidade de Wurzburg onde foi Reitor.
Em 1900 aceita leccionar na Universidade de Munique a pedido especial do Governo. Um ano depois recebe o prémio Nobel. A 10 de fevereiro de 1923 Roentgen faleceu com carcinoma intestinal em Munique.
Em Portugal o primeiro a obter uma radiografia foi o professor de física da Universidade de Coimbra, Teixeira Bastos.
A descoberta de Roentgen.
Em 1895 Roentgen tentava detectar a radiação electromagnética de alta frequência prevista já por Helmhltz, que sugeria a sua interacção fraca com a matéria e o seu poder de penetração.
Naquela noite, no laboratório, Roentgen estudava o fenómeno da luminescência.
No escuro, ligou o tubo de raios catódicos á elecricidade e notou um brilho quase imperceptível. Desligou a electricidade e o brilho desapareceu. Repetiu a experiência e verificou que o brilho provinha de umas placas de platinocianeto de bário que se encontravam na sala. O brilho persistiu até quando colocou um livro e uma folha de aluminio entre o tubo e a placa. Não se tratavam de raios catódicos porque se sabia que estes eram rapidamente absorvidos no ar. Assim, passadas algumas semanas desde que Roentgen tentava perceber que tipo de radiação era aquela, este chamou-lhe radiação X. No dia 22 de Dezembro fez a radiação atravessar a mão da mulher atingindo do outro lado a chapa fotográfica.
Depois de semanas de investigação Roentgen fez uma série de observações e conclui que os raios X: causam fluorescência em certas substâncias, enegrecem placas fotográficas, eram de radiação electromagnética, pois não sofre desvios em campos eléctricos ou magnéticos, são diferentes dos raios catódicos e por fim, tornam-se mais penetrantes após passarem por absorvedores.
Com estas descobertas estava dado o início ao desenvolvimento da Radiologia, de meios para ver o organismo, como a ressonância magnética, o ultra som, e a medicina nuclear.
Também através deste desenvolvimento tomou-se consciêcia dos malefícios da radiação devido ao surgimento das primeiras lesões provocadas pela manipulação da radiação.
A rápida evolução do Rx aconteceu com a descoberta da tomografia computorizada que rendeu um Nobel ao inglês Godfrey Hounsfield e ao americano Aflan Corrnack em 1979
Na tomografia Computorizada o paciente fica no interior de um grande anel que gira em torno dele. O anel emite e capta a radiação de muitos ângulos diferentes e o resultado equivale a 130000 radiografias.
A título de curiosidade o DNA que contém a herança genética foi descoberto graças a uma técnica que se chama difracção de raios X. Isto acontece devido a um feixe de raios X que incide sobre uma molécula e ao encontrar um dos átomos dessa molécula, faz os seus electrões oscilar.
O estudo deste método ja rendeu 11 prémios Nobel.
3. Características dos Raios X
William David Coolidge nasceu a 23 de Outubro de 1873 em Hudson, Massachsetts e faleceu a 3 de Fevereiro de 1975. Foi director da General Electric Research Laboratory onde desenvolveu importantíssimos trabalhos de investigação. Inventou o tubo de Coolidge em 1913, o componente que gera os raios X. È um tubo oco e evacuado.
Tem como característica principal a capacidade de atingir um estado de vácuo máximo e usar um filamento aquecido como fonte de electrões ao contrário do que acontecia com o cátodo frio de Crookes.
A grande estabilidade e o facto da intensidade da energia dos raios poder ser controlada independetemente, constituia a sua grande vantagem.
Aumentando a intensidade da corrente no cátodo, aumentava a temperatura e consequentemente o número de electrões emitidos pelo cáodo - mais intensidade de raios X. Diminuindo teríamos efeito contrário. Este controle permitia o seu uso quase por tempo indefinido, a não ser que se partisse ou por mau manuseamento.
A sua forma consistia num bolbo esférico com dois braços cilíndricos que se prolongavam em lados opostos.
Ampola de Crookes
A ampola de crookes é feita de vidro de quartzo e dentro dela faz-se o vácuo gradual através de uma bomba. Com a saída do gás, o gás residual no interior do tubo começa a emitir uma leve incandescência. Posteriormente, a pressão do tubo começa a emitir uma leve incandescência. Posteriormente, a pressão do tubo diminui e a incandescência desaparece gradulamente. O vidro na extremidade do tubo com o ânodo começa a emitir uma incandescência esverdeada. Se um tubo de Crookes especial contendo uma amostra de sulfeto de zinco for operada como descrito anteriormente, o lado da amostra voltado para o cátodo emite uma incandescência fosforescente brilhante e uma sombra da amostra pode ser vista no ânodo no final do tubo. O sulfeto de zinco é uma substância que emite luz quando bombardeado com partículas de alta energia. Contém duas placas metálicas ligadas a uma fonte de tensão eléctricade alta voltagem. A placa ligada ao pólo negativo é o cátodo e a ligada ao pólo positivo é o ânodo. A baixas pressões, alguma coisa deixa o cátodo e viaja pelo ânodo.
Quando a tensão entre os dois pólos fica elevada surge um feixe luminoso que sai do cátodo e atravessa o tubo. São os raios catódicos.
O raio catódico é formado por um feixe de minúsculas partículas, e cada vez que uma partícula individual bate na superfície do sulfeto de zinco, um flash de luz é emitido. È necessário que as partículas viagem em linha recta, pois se pudessem seguir vários caminhos em torno da amostra a sombra na extremidade do tubo seria indefinida
A incandescência emitida pelo gás no interior do tubo a pressões intermédias resulta da colisão entre as partículas em movimento e as moléculas do gás. A baixas pressões a concentração de moléculas de gás é muito baixa para produzir luz visível, e sob essas condições muitas partículas atingem o vidro do ânodo, causando incandescência na extremidade do tubo. Essas partículas receberam o nome de electrões.
O cátodo e o ânodo
O ânodo é oco e feito de tungsténio pelo seu elevado número atómico que aumenta a intensidade do raio X e pelo seu elevado ponto de fusão que lhe permite um maior aquecimento (até 2700 graus celsius). Para não fundir necessita de um arrefecimento através da circulação de óleo.
Chama-se ponto focal á área onde os electrões emitidos pelo cátodo chocam. Quanto menor for o aquecimento do ândo maior será o detalhe da imagem.
O ângulo do ânodo era de cerca de 45 graus nos primeiros tubos. Coolidge reduziu este ângulo para 20 graus.
O cátodo incorpora um filamento de tungsténio. Os tubos de duas focagens incluem dois filamentos no cátodo (um fino e o outro grosso).
A amopola embora possa ser feita de metal é mais vulgar em vidro porque é um bom isolante e permite o seu fabrico em determinadas formas.
EM CONCLUSÃO
Para produzir raios X, ao aplicar uma grande diferença de potencial no cátodo, este fica incandescente, gerando um fluxo de electrões de alta energia que são acelerados, ganhando energia, até atingirem o ânodo bruscamente, perdendo parte da energia adquirida durante a aceleração.
O resultado da colisão e travagem é a energia transferida dos electrões para os átomos do elemento alvo. Este aquece bruscamente, pois em torno de 99% de energia do feixe é dissipada nele.
Apenas 1% é radiação X. A brusca desaceleração de uma carga elcetrónica gera a emissão de um pulso de radiação electromgnética. Este efeito chama-se Bremsstrahlung.
As formas de colisão do feixe electrónico no alvo dão-se em diferentes níveis energéticos devido ás variações das colisões ocorridas. Como existem várias formas possíveis de colisão devido á angulação da trajectória, o electrão não chega a perder a totalidade da energia num único choque, ocorrendo então a geração e um amplo espectro de radiação cuja gama de frequências é bastante larga, ou com diversos comprimentos de onda. Estes dependem da energia inicial do feixe electrónico incidente. Por este motivo são necessários milhares de voltes de potencial de aceleração para produzir Raios X.
A detecção era essencialmente feita através da impressão de chapas fotográficas (radiografias). O aquecimento de elementos á base de chumbo geram imagens tomográficas, aquecimento de lâminas de chumbo para medir a sua intensidade.
Utilizações
O estudo de radiologia permite em medicina a pesquisa de fracturas, tratamento de tumores, avaliação das condições dos órgaos internos, na indústria e exame de fracturas de peças e condições de fundição, na indústria alimentar a conservação de alimentos. Esta técnica aplica-se também na astrofísica.
Exposição
A exposição deve ser reduzida ao máximo pois o que interessa são sempre os raios x transmitidos através do paciente e não o que é absorvido por ele. O beneício deve ser superior ao dano que causa. A tolerância do organismo humano á exposição dos raios x é de 0,1 Roentgen por dia no máximo de toda a superfície corporal.
Referência/fonte:
http://www.geocities.com/HotSprings/Villa/4437/Wilhelm_Roentgen.gif)
