Radiació X

De Viquipèdia
(S'ha redirigit des de: Rajos X)
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Esquema d'un tub de generació de raigs X

Els termes raigs X, radiació X i radioactivitat X designen una part de l'espectre electromagnètic que correspon a radiació menys energètica que els raigs gamma i més que els raigs ultraviolats. La longitud d'ona d'aquestes radiacions ionitzants està compresa entre deu nanòmetres i cent picòmetres, que correspon a freqüències de 30 PHz a 3 EHz.

Foren descoberts pel físic alemany Wilhelm Röntgen el 1895,[1] que els batejà amb el nom de "raigs X". En el seu honor, a alguns països europeus, com Alemanya, reben també la denominació de raigs Röntgen.

Radioactivitat X tova i dura[modifica | modifica el codi]

Articles principals: Radiactivitat i Radiactivitat gamma
Longitud d'ona i energia de la radiactivitat X tova (en anglès, soft) i dura (en anglès, hard)

Els raigs X amb longituds d'ona superiors a 0,1 nm s'anomenen raigs X tous. Les longituds d'ona més curtes s'anomenen raigs X durs, que se sobreposen amb els raigs gamma de longitud d'ona més llarga.

Estrictament, a igual longitud d'ona es corresponen iguals propietats i aquests rais X durs són raigs gamma. A alguns els cal una diferenciació en base a com han estat generats. Així, mentre que els raigs gamma són radiacions d'origen nuclear que es produeixen per la desexcitació d'un nucleó d'un nivell excitat a un altre de menor energia i en la desintegració d'isòtops radioactius, els raigs X sorgeixen de fenòmens extranuclears, en l'àmbit de les òrbites electròniques. En ambdós casos les radiacions són iguals i tenen les mateixes propietats i efectes.

Radiació X natural[modifica | modifica el codi]

Recreació artística d'un forat negre amb emissió de raigs X
Article principal: Astronomia de raigs X

Els raigs X poden ser antropogènics o naturals, segons si són generats pels humans o s'han format de manera espontània a la natura. En ambdós casos són iguals.

L'astronomia de raigs X és una branca de l'astronomia que s'encarrega de l'estudi de l'emissió de raigs X dels cossos celestes. Es coneixen milers de fonts de raigs X i l'atmosfera terrestre n'absorbeix una part dels que li arriben.

Generació artificial[modifica | modifica el codi]

Tub de raigs X
Articles principals: Tub de raigs X i Generador de raigs X

El mètode bàsic de generar artificialment raigs X és mitjançant una acceleració d'electrons per fer-los xocar amb un blanc metàl·lic, normalment un aliatge de tungstè, reni i molibdè. Dins del material els electrons es veuen sobtadament frenats i, si tenen prou energia, poden expulsar electrons dels nivells més interns dels àtoms, formant així els raigs radioactius.

Com a resultat, un electró dels nivells superiors «cau» per omplir el buit i en el procés emet un fotó de raigs X. Aquest procés també genera una emissió per radiació de frenada, provocada per la dispersió dels electrons quan passen a prop dels nuclis atòmics.

Actualment també es poden generar raigs X en els sincrotrons.

Detecció[modifica | modifica el codi]

La radioactivitat X es pot detectar amb diversos aparells, com per exemple un comptador Geiger, un centellejador o un comptador proporcional.

Propietats[modifica | modifica el codi]

Imatge de la distribució d'arsènic, ferro i manganès en uns grans de sorra per a tractament i potabilització d'aigua, usant la propietat de fluorescència per exposició a raigs X.

La radiació X penetra fàcilment a la matèria orgànica i de manera general a tota la matèria "tova", que és la matèria sòlida poc densa i formada per elements lleugers, com per exemple el carboni, el nitrogen i l'oxigen. En canvi, és absorbida fàcilment per la matèria més dura, de més densitat o formada per elements més pesants. En particular, poden travessar la pell i els músculs però són absorbits pels ossos. També són en gran part absorbits a la Terra per l'atmosfera.

És invisible a l'ull humà. Aquest és un dels tipus de radiació que pot produir fluorescència en algunes susbtàncies, que emeten llum en absorbir la radiació i fer-hi augmentar-ne la longitud d'ona fins a entrar a l'espectre de llum visible.

Alguns usos i aplicacions[modifica | modifica el codi]

Articles principals: Qualitat i Cristal·lografia de raigs X
La radiació X permet veure el retrat d'una dona que havia estat pintat per sobre, amagant-la

Històricament, al segle XIX els raigs X han estat sobretot coneguts per la X-fluorescència o simplement fluorescència que poden provocar, com a mètode per a ionitzar gasos i per a impressionar imatges en plaques fotogràfiques.

Actualment, els raigs X s'usen sovint a la indústria, especialment a laboratoris i integrats a les cadenes de muntatge, a les últimes etapes, com a eina de control de qualitat no intrusiva. Per exemple, en cristal·lografia i mineralografia la difracció de raigs X es pot usar, per ser la seva longitud d'ona similar a la distància entre els àtoms de la xarxa cristal·lina, a l'análisi químic de metalls i roques (radiocristal·lografia). Bombardejats sobre recipients (per exemple, llaunes de refresc) permeten controlar per inspecció a mesura que es produeixen si estan sent omplerts amb les quantitats desitjades. També permeten detectar sistemàtica i ràpidament defectes i paràmetres fora de les especificacions desitjades, com ara porus o gruixos anòmals, tant en components i peces durant la seva fabricació (canonades, motors, turbines, etc.) com a elements estructurals en edificis, sense haver de destuir-los ni interferir sobre ells, és a dir, de manera no intrusiva. Això permet un control de qualitat que no destrueix els productes que es volen verificar, i per tant es pot aplicar a tots ells. De manera similar, en l'estudi de l'art s'aplica a pintures per a conèixer que hi havia pintat al llenç, per sota del que es veu, sense haver d'esborrar res, i en objectes arqueològics per a conèixer l'interior d'una troballa, com per exemple una mòmia, també sense haver d'obrir-la.

Una altra aplicació dels raigs X són diversos sistemes de seguretat, per a controlar les persones i les seves pertanences, típicament a aeroports i entrades a certs edificis, com per exemple algunes ambaixades.

També es poden usar, de manera intrusiva i no intrusiva, bombardejats a persones i animals per a crear imatges com a ajuda per al diagnòstic mèdic (radiologia), per exemple a les radiografies i les tomografies o TAC. Fins i tot al cas no intrusiu, l'exposició de raigs X a qualsevol ser viu és nociu per la seva salut (vegeu apartat Radiotoxicitat). Una alternativa a les radiacions ionitzants és l'ecografia, per exemple.

Els telescopis de raigs X situats a alguns satèlits permeten detectar els raigs X emesos per estrelles i altres cossos celestes.

Radiotoxicitat[modifica | modifica el codi]

Esquema on es representa el percentatge de cèl·lules mamíferes que moren a causa de l'exposició a dosi única de radiació de neutrins (traç continu) i de raigs X (traç discontinu) respectivament
Article principal: Radiotoxicitat

Els raigs X són radiacions ionitzants. La seva exposició pot provocar mareig, vòmits i cremades a curt termini i, a llarg termini, caiguda del cabell, cataractes, esterilitat i càncer, podent provocar la mort depenent de la dosi equivalent instantània rebuda d'un cop i l'acumulada al llarg de la vida. Poden provocar retard mental i defectes de naixement als fills.

Per la seva naturalesa, es tracta d'un tipus de radiació ionitzant de major abast i capaç de penetrar en la matèria més profundament que la radiació alfa i la beta. La dura pot penetrar fins a vint-i-cinc centímetres dins del teixit humà. La seva elevada energia fa que tingui una elevada capacitat per a destruir enllaços químics i causar danys importants al nucli de les cèl·lules.

S'ha observat un augment de la pressió psicològica a grups de persones exposades a quantitats baixes de radiació X, i alteracions de les facultats mentals quan aquestes són més elevades, de l'ordre de milers de grays.

Contaminació radioactiva[modifica | modifica el codi]

Els raigs X antropogènics són causa de contaminació radioactiva. Les radiografies usades, per exemple, han de ser tractades junt amb els altres residus radioactius i mai llençades a les escombraries. A Espanya la gestió d'aquests residus està al càrrec de l'empresa pública Empresa Nacional de Residuos, SA, ENRESA.[2]

Normatives i reglamentació[modifica | modifica el codi]

A la Unió Europea, l'ús dels raigs X ha de seguir les normes Euratom 96/29 i 97/43.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «raigs X». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  2. Sisè Pla General de Residus Radioactius a Espanya, aprovat al consell de ministres d'Espanya el 23 de juny de 2006 (castellà)
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Radiació X Modifica l'enllaç a Wikidata