Matería y Energía en Física
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Questions and Answers

¿Cuál es el propósito de agregar renio al tungsteno?

  • Aumentar la inercia del movimiento del ánodo
  • Reforzar la estructura del filamento
  • Mejorar la conductividad térmica (correct)
  • Disminuir el punto de fusión del tungsteno

¿Qué aleación se utiliza en la construcción del ánodo para hacerlo más ligero?

  • Tungsteno-cobre
  • Tungsteno-estroncio
  • Tungsteno-molibdeno (correct)
  • Tungsteno-grafito

¿Cuál es la función principal del filamento en el dispositivo?

  • Focalizar electrones de alta velocidad
  • Modificar la resistencia eléctrica
  • Evitar la evaporación del tungsteno
  • Generar una corriente de caldeo (correct)

¿Qué efecto tiene el añadir un 1-2% de torio al filamento de tungsteno?

<p>Incrementar la eficiencia de la emisión termoiónica (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el objetivo principal de un antidifusor?

<p>Reducir la radiación dispersa que llega al receptor de imagen (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de material se utiliza en el antidifusor para la grilla?

<p>Material radiopaco como el plomo (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa la frecuencia de grilla en un antidifusor?

<p>El número de septos de la rejilla por cada centímetro (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de grilla se caracteriza por tener todos los septos paralelos?

<p>Grilla lineal o paralelas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la base de la materia?

<p>Los átomos (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué propiedad de la materia depende de la temperatura?

<p>Todos los anteriores (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la energía?

<p>La capacidad para realizar trabajo (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de radiación puede retirar un electrón orbital de un átomo?

<p>Radiación ionizante (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué modelo atómico describe a los electrones como parte del átomo y en equilibrio de carga con el núcleo?

<p>Modelo de Thomson (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto del número total de electrones en la fuerza de enlace en un átomo?

<p>A mayor número de electrones, mayor es la fuerza de enlace (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué estudió el experimento de Oersted?

<p>La interacción entre la electricidad y el magnetismo (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define una onda?

<p>Una perturbación del espacio (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una desventaja de las rejillas paralelas en la radiología?

<p>Aumentan la absorción de radiación primaria. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se describe la construcción de una rejilla cruzada?

<p>Combina rejillas paralelas con septos en direcciones perpendiculares. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de una rejilla focalizada?

<p>Minimizar el recorte de la rejilla. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Dónde deben descansar los septos de plomo en una rejilla focalizada?

<p>Sobre las líneas radiales de un círculo centrado en el punto focal. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza a una rejilla móvil reciproca?

<p>Se mueve hacia delante y hacia atrás durante la exposición. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué aspecto se busca al diseñar una rejilla focalizada?

<p>Coincidir con la divergencia del haz de rayos X. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la distancia total de movimiento de una rejilla móvil recíproca?

<p>2 cm. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué parte del equipo de Rayos X convierte el voltaje de la red en kilovoltaje?

<p>Generador de alta tensión (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del cátodo en un tubo de Rayos X?

<p>Producir electrones mediante efecto termoiónico (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué material se utiliza comúnmente para el cátodo en los tubos de Rayos X?

<p>Tungsteno (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una función de la carcasa protectora en un equipo de Rayos X?

<p>Proteger contra descargas eléctricas (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué componente interno es responsable de disipar el calor en el tubo de Rayos X?

<p>Anodo (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el tamaño del área por donde se emite el haz útil de RX?

<p>5 cm2 (A)</p> Signup and view all the answers

El rendimiento del material en el cátodo está relacionado con qué aspecto?

<p>Su carga específica máxima (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de transformador se utiliza para aumentar la tensión en el generador de alta tensión?

<p>Transformador elevador (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una de las ventajas de las rejillas cruzadas sobre las lineales?

<p>Eliminan la radiación dispersa en ambas direcciones. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de rejilla está diseñada para coincidir con la forma del haz de rayos X?

<p>Rejilla focalizada. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal desventaja de las rejillas móviles?

<p>Requieren un mecanismo voluminoso que puede fallar. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuánto tiempo oscila la rejilla oscilante durante una exposición?

<p>20-30 segundos. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué característica tienen las rejillas lineales que puede afectar la calidad de la imagen?

<p>Absorben parte de la radiación útil en los bordes. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de movimiento realiza una rejilla recíproca durante la exposición?

<p>Movimiento hacia adelante y atrás. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se busca evitar con el uso de rejillas oscilantes durante las radiografías?

<p>El emborronamiento de la imagen. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se mantiene centrada la rejilla oscilante en el cuadro?

<p>Por dispositivos sensibles en las esquinas. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una ventaja del efecto fotoeléctrico en comparación con el efecto Compton?

<p>Toda la energía del fotón es absorbida. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con la radiación dispersa en el efecto fotoeléctrico?

<p>No se produce. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el resultado de la interacción de rayos X de alta energía con el núcleo atómico?

<p>Ocurre producción de pares. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta el aumento de energía a la longitud de onda de los rayos X?

<p>La longitud de onda disminuye. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede con un electrón producido en el proceso de producción de pares?

<p>Pierde energía a través de excitación e ionización. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se describe el contraste en el efecto fotoeléctrico en comparación con el efecto Compton?

<p>Magnífico en el efecto fotoeléctrico y bajo en el efecto Compton. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de absorción de fotones se produce en el efecto Compton?

<p>Parcial. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué partículas se generan durante la producción de pares?

<p>Un positrón y un electrón. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Materia

Todo lo que ocupa un espacio y tiene masa.

Átomo

Bloques básicos que forman la materia.

Estado de la materia

Sólido, líquido o gaseoso; depende de la temperatura y presión.

Energía

Capacidad de realizar un trabajo.

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Radiación

Energía emitida y transferida en el espacio.

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Radiación ionizante

Retira electrones de los átomos.

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Modelos atómicos

Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, diferentes representaciones del átomo.

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Experimento de Oersted

Conexión entre electricidad y magnetismo, dando lugar al electromagnetismo.

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Conductividad Térmica del Tungsteno

La capacidad del tungsteno para transferir calor. Se mejora añadiéndole renio.

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Aleación Tungsteno-Molibdeno

Una mezcla de tungsteno y molibdeno usada para disminuir la inercia del ánodo, haciéndolo más ligero.

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Filamento de Tungsteno

Hilo de tungsteno, con un diámetro entre 0.2 y 0.3 mm, que se calienta por una corriente eléctrica para emitir electrones.

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Espectro de radiación característica

Espectro discreto de fotones de rayos X con energías específicas, correspondientes a las transiciones electrónicas en el material del ánodo.

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Emisión Termoiónica

Liberación de electrones de material caliente (filamento). Tungsteno es muy eficiente.

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Equipo de Rayos X

Conjunto de componentes para producir y controlar la emisión de rayos X, incluyendo un tubo de rayos X, una consola de control y un generador de alta tensión.

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Copa Focalizadora (-)

Estructura cargada negativamente que guía electrones hacia una pequeña área del ánodo, para enfocarlos.

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Tubo de Rayos X

Componente del equipo que produce los rayos X al acelerar los electrones y hacerlos chocar contra el ánodo.

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Antidifusor (Grilla)

Dispositivo que reduce la radiación dispersa que llega al receptor de imágenes en un tubo de rayos X.

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Septos Radiopacos

Láminas delgadas de material radiopaco (generalmente plomo) en el antidifusor.

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Ánodo (Fijo/Rotatorio)

Componente del tubo de Rayos X que detiene los electrones acelerados emitidos por el cátodo, convirtiendo parte de la energía en rayos X y disipando el calor restante.

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Ánodo Rotatorio

Ánodo que gira a alta velocidad para distribuir el calor generado, lo que permite intensidades más altas de rayos X.

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Material Radiotransparente

Material (como aluminio o fibra de plástico) que permite el paso de radiación entre los septos radiopacos del antidifusor.

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Cátodo (Filamento)

El filamento en el lado negativo del tubo de Rayos X, que emite electrones al calentarse.

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Generador de alta tensión

Parte del equipo que convierte el voltaje de la red eléctrica a un kilovoltaje alto, necesario para acelerar los electrones en el tubo de rayos X.

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Tungsteno (Ánodo)

Material del ánodo escogido por su alto rendimiento en la conversión de energía de los electrones en rayos X y su alta resistencia al calor.

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Rejillas paralelas

Rejillas con septos paralelos que eliminan la radiación dispersa a lo largo de un eje.

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Rejillas cruzadas

Rejillas con septos paralelos en dos direcciones perpendiculares, más eficientes que las paralelas en eliminar radiación dispersa.

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Rejillas focalizadas

Rejillas que minimizan la absorción no deseada de radiación primaria, los septos se posicionan radialmente respecto al foco del tubo de rayos X.

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Recorte de rejilla

Absorción no deseada de la radiación primaria por parte de la rejilla que genera una pérdida de contraste.

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Rejilla móvil

Una rejilla que se mueve durante la exposición de rayos X para reducir la radiación dispersa.

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Rejilla recíproca

Tipo de rejilla móvil que se mueve en un patrón de ida y vuelta durante la exposición.

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Factor de mejora del contraste

Medida de la eficiencia de una rejilla para reducir la radiación dispersa y mejorar la calidad de la imagen.

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Radiación dispersa

Radiación que ha cambiado de dirección, reduce el contraste de la imagen.

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Rejilla oscilante

Una rejilla que se mueve en un patrón circular durante la exposición, usando un electroimán para controlar su movimiento. Esto ayuda a evitar que las líneas de la rejilla aparezcan en la imagen final.

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Tolerancia de 2-3 cm en rejillas

El espacio necesario entre la rejilla y el cuadro para centrarla y evitar imperfecciones en la radiografía.

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Dispositivo sensible (rejilla oscilante)

Componentes en las esquinas de las rejillas que mantienen la rejilla centrada durante su oscilación y el movimiento.

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Rejilla (en radiología)

Dispositivos que eliminan la radiación dispersa para mejorar la calidad de las imágenes radiográficas.

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Rejillas Lineales o Paralelas

Rejillas con "líneas" de plomo paralelas entre sí, usadas para reducir la radiación dispersa. Sin embargo, estas pueden absorber parte de la radiación útil.

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Efecto Fotoeléctrico

Un fotón de rayos X cede toda su energía a un electrón atómico, liberándolo del átomo.

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Efecto Compton

Un fotón de rayos X cede parte de su energía a un electrón, cambiando de dirección.

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Interacción Fotoeléctrica

Ocurre cuando un fotón de rayos X interviene con un electrón atómico, transfiriéndole toda su energía y liberándolo, produciendo un fotón único.

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Efecto Compton

Un fotón de rayos X interactúa con un electrón atómico, transfiriéndole parte de su energía, saliendo el fotón con una energía menor y cambiando de dirección.

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Producción de Pares

Un fotón de rayos X con alta energía interactúa con el núcleo de un átomo y se convierte en un par de partículas: un positrón y un electrón.

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Aniquilación

El positrón se combina con un electrón libre, y ambos se convierten en energía.

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¿Cómo afecta la energía de los rayos X a su interacción con la materia?

Los rayos X de baja energía interactúan con átomos completos, los de media energía con electrones, y los de alta energía con el núcleo.

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Longitud de Onda

La distancia entre dos puntos idénticos en una onda.

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Study Notes

Materia

  • Materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.
  • Los átomos son los bloques que componen la materia.
  • Existe tres estados de la materia: líquido, sólido y gaseoso.
  • La materia dependerá de la temperatura y la presión a la que está sometida.

Energía

  • Energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo.
  • Existen diferentes formas de energía: luminosa, nuclear, sonora, térmica o calorífica, química, eléctrica, mecánica o cinética.
  • Las fuentes de energía se clasifican en renovables y no renovables, según su procedencia.
  • Ejemplos de fuentes de energía: combustibles, viento, sol, biomasa, agua, oleaje y mareas, materiales radiactivos y rocas/aguas volcánicas
  • La radiación es la energía emitida y transferida en el espacio.
  • La materia que absorbe la radiación se denomina expuesta o irradiada.

Radiación Ionizante

  • Es un tipo de radiación que puede quitar un electrón orbital de un átomo.
  • Crea un par iónico.

Unidades de Medida

  • 1 eV (electrón voltio) es la cantidad de energía que un electrón adquiere al ser acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio.
  • 1 eV = 1.602176462 × 10⁻¹⁹ Joule

Modelos Atómicos

  • Dalton- Mendeleiev: Los electrones eran parte de los átomos. La carga positiva y negativa estaban equilibradas en los átomos.
  • Thomson: Los electrones estaban presentes en los átomos.
  • Rutherford: Modelo Nuclear.
  • Bohr: Sistema solar en miniatura.
  • Schrödinger: Modelo nube de electrones.

Partículas Fundamentales

  • Electrones, protones y neutrones son partículas fundamentales.
  • Los nucleones (protones y neutrones), a su vez, están constituidos por quarks.
  • Los quarks tienen una masa aproximadamente 2000 veces menor a la masa de un electrón.
  • El núcleo del átomo tiene un tamaño de aproximadamente 10⁻¹⁴ m
  • El átomo en general tiene un tamaño de aproximadamente 10⁻¹⁰ m

Niveles Energéticos de un Átomo

  • Las órbitas electrónicas están agrupadas en capas (K, L, M, N, etc.).
  • La proximidad al núcleo implica una mayor energía de enlace para los electrones.

Experimento de Oersted

  • El experimento de Oersted demostró el electromagnetismo.
  • Una perturbación del espacio es capaz de propagar distintos tipos de energía (ondas).
  • Las ondas se clasifican en mecánicas y electromagnéticas.
    • Ondas mecánicas requieren un medio para propagarse.
    • Ondas electromagnéticas pueden propagarse en el vacío.

Ondas Sinusoidales

  • Una onda que se representa gráficamente siguiendo la función seno.
  • Partes de una onda: cresta, valle, amplitud, longitud de onda, nodo.

Espectro Electromagnético

  • Distribución de las radiaciones electromagnéticas según su longitud de onda y frecuencia.
  • Incluye ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioletas, rayos X y rayos gamma.

Tubo de Rayos X

  • Compuesto por un cátodo y un ánodo.
  • Los electrones son acelerados y chocan contra el ánodo, convirtiendo la energía cinética en calor y radiación X.
  • La energía cinética de los electrones se convierte en calor o radiación X (rayos X).

Radiación de Frenado

  • Se produce cuando los electrones pierden energía al frenarse al colisionar con el ánodo.
  • La energía del fotón de rayos X es igual o menor a la energía cinética inicial del electrón.
  • Cuanto mayor es la energía cinética, mayor es la energía del fotón.

Radiación Característica

  • Se produce cuando los electrones desplazan electrones en capas internas de los átomos del ánodo.
  • Los fotones emitidos tendrán una energía específica.

Equipo de Rayos X

  • Incluye un tubo de rayos X, consola de control, generador de alta tensión.
  • Partes del tubo de rayos X: cátodo, ánodo, carcasa de vidrio, rodamientos, etc.
  • Elementos externos: soportes, brazo en C o arco en C

Mesa de Estudios

  • Donde se coloca al paciente para realizar radiografías
  • Tipos: Fijas, móviles (cilíndrico), (horizontal)
  • Accesorios: apoya pies, cronógrafo, bandas compresoras

Interacción de los Rx con la Materia

  • Dispersión Coherente, Dispersión Compton, Efecto Fotoeléctrico, Producción de pares, Fotodesintegración.
  • Las energías de los Rx se relacionan a la densidad de los materiales a atravesar.

Antidifusores

  • Dispositivos para disminuir la radiación dispersa.
  • Tipos: rejillas lineales, rejillas cruzadas, rejillas focalizadas.
  • Material: plomo, aluminio u otros materiales radiopacos.
  • Objetivo: reducir la radiación dispersa que llega al receptor de imágenes que empeora la calidad de la imagen.

Parámetros (kV y mA)

  • KV (Kilovoltaje): Indica la energía de los rayos X.
  • mA (Miliamperaje): Indica la cantidad de rayos X.
  • Los valores del KV y mA influyen en la cantidad y el tipo de rayos Xs

Ecuaciones Básicas (mAs y KV)

  • mA x Tiempo (segundos) = mAs.
  • Kv se relaciona con la penetración, mientras que el mAs se relaciona con la cantidad de Rx.
  • Ecuaciones para establecer el kV y mA según la necesidad que se tenga para la toma de la imagen radiográfica.
  • Los mA y KV son parte de las variables que se tienen en cuenta para el cálculo del tiempo de la exposición.

Relación entre Espesor y Atenuación

  • La atenuación es directamente proporcional al espesor del material que los atraviesa.
  • Materiales densos atenúan más los rayos X que materiales menos densos.
  • Mayor espesor implica mayor atenuación.

Técnica de Marón

  • Ayuda a obtener los valores exponenciales de intensidad de radiación y penetración en una radiografía.
  • Variables: Tensión (KV) y Corriente (mA).

Cálculo del Tiempo de Exposición

  • Relaciona la cantidad de rayos X(mAs) con el tiempo de exposición.

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Explora los conceptos fundamentales de materia y energía en este cuestionario. Aprenderás sobre los estados de la materia, las formas de energía y la radiación ionizante. Prepárate para evaluar tu comprensión sobre estos elementos esenciales de la física.

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