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Icono IDevice 115 ANIVERSARIO DEL DESCUBRIMIENTO DE LOS RAYOS X

En 2011 se cumplieron 115 años desde que el físico Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los rayos X. Durante más de un siglo, los rayos X tuvieron y siguen teniendo importantes aplicaciones para la tecnología, que resultan ser muy útiles para la vida humana.

Desde la radiología hasta la observación a través de telescopios espaciales como el Chandra, los rayos X nos permiten conocer cosas que nuestros ojos no pueden ver. Pero, ¿qué son estos rayos X? Los rayos X son radiaciones electromagnéticas como los rayos luminosos del Sol o las ondas de radio, pero su longitud de onda es, aproximadamente, 10.000 veces más pequeña.

Los rayos X se producen artificialmente de la siguiente manera: si se hace pasar una corriente por un filamento incandescente, que desempeña el papel de cátodo, tiene lugar una emisión de electrones que, acelerados en el campo eléctrico existente entre el cátodo y el ánodo, se proyectan contra éste; allí se encuentran con una placa metálica de, por ejemplo, tungsteno, la cual, excitada por los electrones, emite radiaciones X.

Esto sucede porque un electrón procedente del cátodo entra en colisión con un átomo del anticátodo, se expulsa un electrón de la trayectoria interior, y es sustituido por un electrón de la trayectoria exterior, entonces se libera energía. Esa energía es radiación X.

El cátodo y el ánodo que se utilizan están encerrados dentro de un tubo al vacío, que se llama tubo de Crookes.


Icono IDevice ACTIVIDAD: RÖNTGEN EL VIAJERO
Entra en este enlace sobre Röntgen y anota todas las ciudades y respectivos países en los que vivió a lo largo de su vida.
A continuación, consultando un atlas, sitúalas en un mapa mudo como el que tienes aquí (imprímelo), numerándolas por orden. Por último, únelas en dicho orden.
Ahora reflexiona:
¿Cuántas veces cambió de país? ¿Cuántas veces lo has hecho tú?
¿Cual fue el motivo o motivos que provocaron dichos cambios?
En general, ¿qué puede causar que una persona cambie de país de residencia?
¿Estarías dispuesto/a a hacerlo?

iDevice icon WIKIRAYOS X
Radiografía tomada por Wilhelm Röntgen en 1896.

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de imprimir las películas fotográficas.

Contenido

Definición

Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones).

Descubrimiento

La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Pues bien, este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismas algunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes no continuó investigando este efecto.

Es así como Nikola Tesla, en 1887, comenzó a estudiar este efecto creado por medio de los tubos de Crookes. Una de las consecuencias de su investigación fue advertir a la comunidad científica el peligro para los organismos biológicos que supone la exposición a estas radiaciones.

Pero hasta el 8 de noviembre de 1895 no se descubrieron los rayos X; el físico Wilhelm Conrad Röntgen, realizó experimentos con los tubos de Hittorff-Crookes (o simplemente tubo de Crookes) y la bobina de Ruhmkorff. Analizaba los rayos catódicos para evitar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos en las paredes de un vidrio del tubo. Para ello, crea un ambiente de oscuridad, y cubre el tubo con una funda de cartón negro. Al conectar su equipo por última vez, llegada la noche, se sorprendió al ver un débil resplandor amarillo-verdoso a lo lejos: sobre un banco próximo había un pequeño cartón con una solución de cristales de platino-cianuro de bario, en el que observó un oscurecimiento al apagar el tubo. Al encender de nuevo el tubo, el resplandor se producía nuevamente. Retiró más lejos la solución de cristales y comprobó que la fluorescencia se seguía produciendo, así repitió el experimento y determinó que los rayos creaban una radiación muy penetrante, pero invisible. Observó que los rayos atravesaban grandes capas de papel e incluso metales menos densos que el plomo.

En las siete semanas siguientes, estudió con gran rigor las características propiedades de estos nuevos y desconocidos rayos. Pensó en fotografíar este fenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento: las placas fotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayos sobre la emulsión fotográfica y se dedicó a comprobarlo. Colocó una caja de madera con unas pesas sobre una placa fotográfica y el resultado fue sorprendente. El rayo atravesaba la madera e impresionaba la imagen de las pesas en la fotografía. Hizo varios experimentos con objetos como una brújula y el cañón de una escopeta. Para comprobar la distancia y el alcance de los rayos, pasó al cuarto de al lado, cerró la puerta y colocó una placa fotográfica. Obtuvo la imagen de la moldura, el gozne de la puerta e incluso los trazos de la pintura que la cubría.

Cien años después ninguna de sus investigaciones ha sido considerada como casual. El 22 de diciembre, un día memorable, se decide a practicar la primera prueba con humanos. Puesto que no podía manejar al mismo tiempo su carrete, la placa fotográfica de cristal y exponer su propia mano a los rayos, le pidió a su esposa que colocase la mano sobre la placa durante quince minutos. Al revelar la placa de cristal, apareció una imagen histórica en la ciencia. Los huesos de la mano de Berta, con el anillo flotando sobre estos: la primera imagen radiográfica del cuerpo humano. Así nace una de las ramas más poderosas y excitantes de la Medicina: la Radiología.

El descubridor de este tipo de rayos tuvo también la idea del nombre. Los llamó "rayos incógnita", o lo que es lo mismo: "rayos X" porque no sabía qué eran, ni cómo eran provocados. Rayos desconocidos, un nombre que les da un sentido histórico. De ahí que muchos años después, pese a los descubrimientos sobre la naturaleza del fenómeno, se decidió que conservaran ese nombre.

Este genio no quiso patentar su descubrimiento cuando Thomas Alva Edison se lo propuso, manifestando que lo legaba para beneficio de la humanidad.

Riesgos a la salud

La exposición a cantidades muy altas de rayos X puede producir efectos tales como quemaduras en la piel, caída del cabello, defectos de nacimiento, retraso mental y la muerte. La dosis determina si un efecto se manifiesta y con qué severidad. La manifestación de efectos como quemaduras de la piel, caída del cabello, esterilidad, náuseas y cataratas, requiere que se exponga a una dosis mínima (la dosis umbral). Si se aumenta la dosis por encima de la dosis umbral el efecto es más grave. En grupos de personas expuestas a dosis bajas de radiación se ha observado un aumento de la presión psicológica. También se ha documentado alteración de las facultades mentales (síndrome del sistema nervioso central) en personas expuestas a miles de rads de radiación ionizante.

Aplicaciones

Médicas

Desde que Röntgen descubrió que los rayos X permiten visualizar estructuras óseas, se ha desarrollado la tecnología necesaria para su uso en medicina. La radiología es la especialidad médica que emplea la radiografía como ayuda de diagnóstico, en la práctica, el uso más extendido de los rayos X.

Los rayos X son especialmente útiles en la detección de enfermedades del esqueleto, aunque también se utilizan para diagnosticar enfermedades de los tejidos blandos, como la neumonía, cáncer de pulmón, edema pulmonar o abscesos.

En otros casos, el uso de rayos X tiene más limitaciones, como por ejemplo en la observación del cerebro o los músculos. Las alternativas para diagnosticar, en estos casos, incluyen la tomografía axial computarizada, la resonancia magnética o los ultrasonidos.

Los rayos X también se usan en procedimientos en tiempo real, tales como la angiografía, o en estudios de contraste.

Otras

También puede utilizarse para determinar defectos en componentes industriales, como tuberías, turbinas, motores, paredes, vigas, y en general casi cualquier elemento estructural. Aprovechando la característica de absorción/transmisión de los Rayos X, si aplicamos una fuente de Rayos X a uno de estos elementos, y éste es completamente perfecto, el patrón de absorción/transmisión, será el mismo a lo largo de todo el componente, pero si tenemos defectos, tales como poros, pérdidas de espesor, fisuras (no suelen ser fácilmente detectables), inclusiones de material, tendremos un patrón desigual.



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UNIDAD DIDÁCTICA SOBRE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA PARA TERCER CICLO DE PRIMARIA