curso rayos x medico.

1. Técnicas de caracterización
Conrado Castañeda Castellanos
Susana Salinas Beltrán
Loreto Ramsés Morán Rendón
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE
COAHUILA
Monclova Coahuila. 5 de Octubre del 2016

2. Los Rayos X se descubrieron en 1895 por el físico alemán
Röntgen y recibieron ese nombre porque se desconocía su
naturaleza en ese momento.
En 1912 se estableció de manera precisa la naturaleza de los
rayos X.

3. En ese año se descubrió la difracción de rayos x en cristales y
este descubrimiento probó la naturaleza de los rayos X y
proporcionó un nuevo método para investigar la estructura de
la materia de manera simultánea.
Los rayos X surgen de fenómenos extra nucleares, a nivel de la
órbita electrónica, principalmente producidos por
desaceleraciones de electrones.

4. Los rayos X son la radiación electromagnética, invisible, capaz
de atravesar cuerpos opacos.
Los R-X son radiación electromagnética de la misma naturaleza
que la luz pero de longitud de onda mucho más corta. La
unidad de medida en la región de los r-x es el (Å), igual a 10̄^-
10 m y los rayos x usados en difracción tienen longitudes de
onda en el rango 0.5-2.5 Å mientras que la longitud de onda de
la luz visible está en el orden de 6000 Å.

5.  Difundida por W.L. Bragg para el análisis de la estructura de
cristales. Donde n es el orden de una reflexión (n ∈
{1,2,3....}), 𝜆 es la longitud de onda, d es la distancia entre
planos paralelos de la lattice y 𝜃 es el angúlo entre el rayo
incidente y el plano del enrejado conocido también como el
angúlo de Bragg.
𝑛𝜆 = 2𝑑 sin 𝜃

6.  Los rayos X se pueden observar cuando un haz de electrones
muy energéticos (del orden de 1 keV) se desaceleran al
chocar con un blanco metálico. Según la mecánica clásica,
una carga acelerada emite radiación electromagnética, de
este modo, el choque produce un espectro continuo de rayos
X a partir de cierta longitud de onda mínima dependiente de
la energía de los electrones. Este tipo de radiación se
denomina Bremsstrahlung, o ‘radiación de frenado’.

7.  Otra fuente de rayos X es la radiación sincrotrón emitida en
aceleradores de partículas.
 La radiación de sincrotrón es la radiación electromagnética
generada por partículas cargadas (tales como electrones) que
se mueven según una trayectoria curva a alta velocidad (una
fracción apreciable de la velocidad de la luz) en un campo
magnético.

8.  Los rayos X interaccionan con la materia a través de los
electrones que la forman y que se están moviendo a
velocidades mucho menores que la de la luz. Cuando la
radiación electromagnética X alcanza un electrón cargado
éste se convierte en fuente de radiación electromagnética
secundaria dispersada.

9.  Es el fenómeno físico a través del cual se manifiesta la
interacción fundamental de los rayos X con los cristales
(materia ordenada).

10.  Un haz de rayos X no polarizado, que incida sobre un
electrón, interacciona fundamentalmente a través del campo
eléctrico, de forma que, en primera aproximación, podemos
despreciar la interacción magnética y la nuclear. Según la
teoría electromagnética de Maxwell, el electrón dispersa
ondas eléctricas transversales para el campo eléctrico.

11.  Un átomo se considera como un conjunto de Z electrones (su
número atómico), por lo tanto, se esperaría que dispersara Z
veces lo que un electrón. Pero las distancias entre los
electrones de un átomo son del orden de la longitud de onda
de los rayos X, por lo que aparecen relaciones de fase entre
las ondas dispersadas por cada electrón.

12.  Los rayos X dispersados
por varios átomos de un
material, originan
radiación en todas
direcciones,
produciéndose
interferencias debido a
los desfases coherentes
inducidos por los
vectores interatómicos
que fijan la posición
relativa de los átomos.

13. En general, existen tres grandes métodos de
difracción de rayos X utilizados, como lo son:
 Método de Laue
 Método de movimiento o Rotación total o
parcial del cristal
 Método del Polvo

14.  Se utiliza un Policromatico de Rayos X que incide sobre un
cristal fijo y perpendicularmente a este se sitúa una placa
fotográfica plana encerrada en un sobre a prueba de luz.

15.  Método de laue en modo
transmisión. La película se
coloca detrás del cristal para
registrar los rayos que son
transmitidos por el cristal. Un
lado del cono de reflexiones
de Laue es definido por el rayo
de transmisión. La película
cruza el cono, de manera que
las manchas de difracción
generalmente se encuentren
sobre una elipse.

16. • Método de Laue en modo
reflexión. La película es colocada
entre la fuente de rayo X y el
cristal. Los rayos que son
difractados en una dirección
anterior son registrados. Una
parte del cono de reflexiones de
Laue es definido por el rayo
transmitido. La película cruza el
cono, de manera tal que las
manchas de difracción se
encuentran generalmente están
sobre una hipérbola.

17.  Se emplea un monocristal. El cristal se orienta de tal manera
que puede hacerse girar según uno de los ejes
cristalográficos principales. La cámara es un cilindro de
diámetro conocido, coaxial con el eje de giro del cristal, y
lleva en su interior una película fotográfica protegida de la luz
por una cubierta de papel negro.

18.  En este método la
muestra se pulveriza tan
finamente como sea
posible y se asocia con
un material amorfo, en
forma de eje acicular de
0.2 a 0.3 mm de
diámetro. Esta aguja o
muestra de polvo está
formada idealmente por
partículas cristalinas en
cualquier orientación.

19.  La difracción de rayos X (DRX) es una de las técnicas más
eficaces para el análisis cualitativo y cuantitativo de fases
cristalinas de cualquier tipo de material, tanto natural como
sintético.
El equipo consta de
las siguientes partes:
a) Fuente de rayos-x
b) Goniométro de 2
círculos (𝜃 y 2 𝜃)
c) Portamuestras
d) Detector
e) Computadora para
control del
instrumento y
análisis de datos.

20.  El análisis DRX general para de identificación de
fase/composición y la fluorescencia de rayos X en granel son
análisis complementarios, los cuales proporcionan
información sobre las composiciones, fases químicas, y
estructuras cristalinas presentes en la muestra.

21.  Los rayos X son muy utilizados en el campo de la ingeniería
para la caracterización de materiales haciendo más fácil su
desarrollo y clasificación, aun así se cree que la generación de
rayos x es muy deficiente debido a que la mayor parte la
energía que se produce durante la técnica se convierte en
calor.