Obre el menú principal

Radiació X

(S'ha redirigit des de: Raigs X)
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 duraModifica

Articles principals: Radioactivitat i Radioactivitat 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 segons 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 naturalModifica

 
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 artificialModifica

 
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.

DeteccióModifica

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

PropietatsModifica

 
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 aplicacionsModifica

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.

RadiotoxicitatModifica

 
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 radioactivaModifica

Els raigs X antropogènics són causa de contaminació radioactiva. Les radiografies usades, actualment girebé en desús, ja que s'utilitzen suports digitals, 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 reglamentacióModifica

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

ReferènciesModifica

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Radiació X
  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)