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RAGGI X



A lunghezza d'onda superiore a 0,1 nm sono chiamati raggi X molli; a lunghezze minori, sono chiamati raggi X duri. I raggi X duri si affiancano ai raggi gamma, più energetici, ma vengono distinti da essi a seconda della loro origine: i fotoni X sono prodotti da variazioni della cinetica degli elettroni, mentre quelli gamma da transizioni e decadimenti all'interno di un nucleo atomico (origine nucleare), o dall'annichilazione tra un positrone ed un elettrone.




RAGGI X



Sono usati principalmente per fini medici (attraverso le radiografie), nell'analisi chimica con la spettrofotometria XRF e nell'analisi della struttura dei materiali con la cristallografia a raggi X e con la spettroscopia di assorbimento dei raggi X. Le ricerche puntano a visualizzare strutture in vivo sempre più minute e in laboratorio si riescono a raggiungere risoluzioni di 62 nanometri.[1]


Nell'aprile 1887, Nikola Tesla iniziò a studiare i raggi X usando sia i propri apparecchi che i tubi di Crookes. Dai suoi resoconti tecnici, si vede che inventò e realizzò uno speciale tubo a raggi X con un singolo elettrodo. I tubi di Tesla differivano dagli altri per non avere un elettrodo bersaglio. Spiegò tutto questo nella sua lezione sui raggi X del 1897, all'Accademia delle Scienze di New York. Il termine moderno per questo processo è "bremsstrahlung", dove un'emissione secondaria di raggi X energetici viene prodotta quando particelle cariche (per esempio elettroni) passano attraverso la materia. Nel 1892 Tesla aveva compiuto numerosi esperimenti in tal senso, ma non rese pubblici i suoi risultati. I suoi esperimenti successivi lo portarono ad avvertire la comunità scientifica per primo dei rischi biologici connessi all'esposizione dei raggi X.


Hermann von Helmholtz formulò una descrizione matematica dei raggi X. Ipotizzò una teoria della dispersione prima che Röntgen facesse le sue scoperte e annunci. La sua formula era basata sulla teoria elettromagnetica della luce[2].


William Crookes investigò sugli effetti di scariche di energia in gas nobili. Costruì quello che adesso è chiamato un tubo di Crookes, poi evolutosi in tubo radiogeno: un cilindro di vetro al cui interno è fatto il vuoto, contenente degli elettrodi a cui vengono applicate correnti ad alta tensione. A pressione ambientale esso emetteva luce visibile, che variava di tipo col decrescere della pressione, fino ad affievolirsi sotto vuoto spinto, per poi spegnersi. Trovò che, disponendo delle pellicole fotografiche vicino al tubo, alcune venivano impressionate, ma non investigò questo aspetto. Difatti, in realtà l'emissione luminosa non si interrompeva come inizialmente aveva creduto, ma diventava invisibile solo all'occhio umano (dato che i raggi emessi lo attraversavano).


I raggi X sono detti anche raggi röntgen, dal nome del fisico tedesco Konrad Wilhelm Röntgen che li scoprì nel lontano 1895, dimostrandone l'esistenza mediante un radiogramma della mano della consorte. I raggi X, attraversando la materia, producono ioni, perciò sono chiamati radiazioni ionizzanti. Queste radiazioni dissociano le molecole e, se queste appartengono a cellule di organismi viventi, producono lesioni cellulari. Per questa loro proprietà, i raggi X sono usati nella terapia di alcuni tipi di tumori. Sono inoltre usati in diagnostica medica per ottenere radiografie, ossia "fotografie" degli organi interni, rese possibili dal fatto che i diversi tessuti sono diversamente opachi ai raggi X, cioè li assorbono più o meno intensamente a seconda della loro composizione. Quindi, quando attraversano la materia, i raggi X subiscono un'attenuazione tanto maggiore quanto più sono elevati lo spessore ed il peso specifico del materiale attraversato, entrambi dipendenti dal numero atomico (Z) del materiale stesso.


I raggi X sono utilizzati in diagnostica (radiografie), mentre le altre radiazioni vengono utilizzate anche in terapia (radioterapia). Queste radiazioni sono presenti in natura, oppure sono prodotte artificialmente mediante dispositivi radiogeni ed acceleratori di particelle. L'energia dei raggi X è compresa tra circa 100 eV (elettronvolt) per quanto riguarda la radiodiagnostica e 108 eV per quanto riguarda la radioterapia. I raggi X hanno la capacità di penetrare attraverso i tessuti biologici opachi alle radiazioni luminose, risultandone solo parzialmente assorbiti. Quindi, per radiopacità del mezzo materiale si intende la capacità di assorbire fotoni X e per radiotrasparenza si intende la capacità di lasciarli passare. Il numero di fotoni che possono attraversare lo spessore di un soggetto dipende dall'energia dei fotoni stessi, dal numero atomico e dalla densità dei mezzi che lo compongono. Quindi, l'immagine che ne deriva risulta una mappa delle differenze di attenuazione del fascio di fotoni incidente, che a sua volta dipende dalla struttura disomogenea, quindi dalla radiopacità della sezione corporea esaminata. Le radiopacità, dunque, sono differenti fra un arto, i tessuti molli, ed un segmento osseo. Differiscono anche nel torace, fra i campi polmonari (pieni d'aria) ed il mediastino. Ci sono anche cause di variazione patologica della normale radiopacità di un tessuto; ad esempio, l'aumento della stessa nel caso di una massa polmonare, oppure la sua diminuzione nell'osso in caso di una frattura.


Gli esami radiografici giocano un ruolo importante per la formulazione da parte del medico di una corretta diagnosi. In alcuni casi i raggi X vengono utilizzati nell'esecuzione di procedure terapeutiche o durante manovre di piccola chirurgia come il posizionamento di strumenti medicali nell'organismo.


Ogni tessuto od organo ha una sua specifica sensibilità all'esposizione ai raggi X, che dipende anche dal tipo di esame radiologico. La dose effettiva permette di quantificare il rischio connesso all'esposizione radiante e di confrontarlo in funzione delle sorgenti radiogene, delle radiazioni naturali (come la radiazione di fondo terrestre) e delle diverse procedure mediche.


Come ogni atto medico, anche i raggi X servono quando vengono utilizzati con prudenza e cognizione di causa. Il medico radiologo ed i tecnici di radiologia sono stati istruiti affinché utilizzino il quantitativo minimo di radiazioni necessario per l'ottenimento del migliore esame.


Il rischio di sviluppare neoplasie a seguito di una procedura interventistica eseguita usando raggi X è relativamente bassa specie se rapportata al fatto che molte volte tali procedure sono interventi salvavita e quindi i rischi associati all'utilizzo di raggi X assumono un rilievo secondario. In rari casi alcuni pazienti hanno presentato danni cutanei a seguito di tali procedure, specie se l'intervento a cui erano stati sottoposti era risultato difficile e di lunga durata. Poiché i rischi di tali complicazioni dipendono da circostanze individuali, il medico deve discutere di tali possibilità con il paziente.


Sembrerebbe quindi che Urano si colori di rosa nelle immagini del telescopio Chandra solamente perché diffonde passivamente i raggi X emessi dal Sole. Ma forse non è tutto qui. Ci sono altre due ipotesi che affascinano i ricercatori e che richiederanno ulteriori osservazioni.


Grazie a queste caratteristiche così insolite, gli studiosi sperano che, studiando Urano, si possano comprendere come anche altri oggetti, ad esempio buchi neri e stelle di neutroni, diventino sorgenti di raggi X.


Sono raggi simili alla luce del visibile e ai raggi UV dai quali differenziano per avere una minore lunghezza d'onda e, conseguentemente, una maggiore frequenza; i raggi X hanno però maggiori lunghezze d'onda (e conseguentemente frequenze più basse) rispetto ai raggi gamma.


I raggi X di lunghezza d'onda maggiore si dicono "molli", mentre quelli di piccola lunghezza d'onda, più energetici, sono detti "duri"; i primi vengono utilizzati a scopo diagnostico, i secondi nella cura del cancro, perché in grado di uccidere le cellule tumorali.


I raggi X possono essere prodotti in vario modo. Ad esempio, facendo passare i raggi gamma attraverso il sistema di elettroni interni di un atomo, può succedere che alcuni di essi (gli elettroni) siano espulsi dall'atomo stesso; quest'ultimo, per ristabilizzarsi, può emettere raggi X.


Succede infatti che le particelle incidenti strappano dagli atomi gli elettroni dei livelli più interni, il cui posto viene rimpiazzato da elettroni situati nei livelli energetici più esterni: in questo passaggio si producono fotoni di elevata frequenza (raggi X).


Quello descritto è il metodo impiegato nella produzione di raggi X in medicina: gli elettroni, prodotti in un tubo a vuoto per effetto termoionico, vengono accelerati fino ad una velocità pari al 63% circa della velocità della luce, in uno spazio di pochi centimetri, e successivamente proiettati contro un bersaglio in lega di tungsteno, in genere ruotante per diminuirne l'usura, montato su un supporto di rame, per disperdere meglio il calore.


I raggi X furono scoperti per caso nel 1895 da Wilhelm Conrad Röntgen, mentre faceva esperimenti sui raggi catodici con un tubo a vuoto. Il fisico si accorse che, nonostante quest'ultimo fosse ben schermato, su una lastra di platinocianuro di bario che si trovava per caso nelle vicinanze si osservava una intensa fluorescenza; dovevano quindi essere state emesse delle radiazioni molto potenti, che riuscivano a oltrepassare lo schermo protettivo.


Sin dagli anni settanta i raggi X sono classificati come agenti cancerogeni noti. Le prime osservazioni sull'influenza dei raggi X sulla materia vivente risalgono invece a qualche anno dopo la riscoperta delle leggi di Mendel, ossia verso il 1903. Già allora, utilizzando sorgenti di raggi X, alcuni ricercatori avevano osservato che piccole dosi di tali radiazioni eccitavano i processi vitali, mentre dosi elevate immobilizzavano le attività e potevano anche distruggere i tessuti.


I raggi X vengono impiegati molto in medicina per indagini diagnostiche sull'interno del nostro corpo come radiografie e TAC. Questo tipo di esami è necessario quando bisogna individuare rotture ossee oppure presenze di tumori in zone del corpo che altrimenti sarebbero impossibili da vedere: bisogna sempre valutare i rischi benefici prima di eseguire un esame del genere. Anche negli aeroporti per il controllo bagagli sono utilizzati raggi X. 041b061a72


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