A radiação ionizante e a produção dos raios X

Objetivos de aprendizagem

Distinguir radiação ionizante de radiação não ionizante com base na energia.
Descrever como os raios X são produzidos no tubo e o que compõe o seu espectro.
Relacionar os parâmetros técnicos (kV, mA e tempo) com a dose recebida pelo paciente.

Toda a proteção radiológica parte de uma pergunta simples: o que, nessa radiação, é capaz de causar dano? A resposta está na energia que ela transporta. Esta aula estabelece os conceitos físicos que sustentam o restante do curso e mostra, desde já, como as escolhas do profissional no painel de comando se traduzem em dose para o paciente.

1.1.1O conceito de ionização

Radiação é a propagação de energia pelo espaço, na forma de ondas eletromagnéticas ou de partículas. Diz-se que uma radiação é ionizante quando sua energia é suficiente para arrancar elétrons dos átomos com os quais interage, produzindo um par de íons. Esse processo, a ionização, altera a estrutura das moléculas atingidas e é o ponto de partida de todo efeito biológico.

A comparação de valores ajuda a entender o limite entre os dois grupos. Para ionizar uma molécula de água são necessários cerca de 12,6 eV (elétron-volts). Um fóton de luz visível carrega entre 1,7 e 3,1 eV, energia insuficiente para isso. Já os fótons de um feixe de raios X diagnóstico têm de 20 a 150 keV, ou seja, milhares de vezes mais energia do que a necessária para ionizar.

As radiações ionizantes são classificadas em dois grupos. As diretamente ionizantes são partículas com carga elétrica, como as partículas alfa e beta, que ionizam a matéria ao longo do seu trajeto. As indiretamente ionizantes são fótons (raios X e gama) e nêutrons: não têm carga, mas transferem energia a elétrons do meio, e são esses elétrons que produzem a maior parte das ionizações.

Espectro eletromagnético dividido em radiação não ionizante (ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível e parte do ultravioleta) e ionizante (parte do ultravioleta, raios X e raios gama). — Figura 1 — O espectro eletromagnético. Quanto maior a energia do fóton, maior a capacidade de ionizar.

Daí decorre uma distinção prática importante: ressonância magnética e ultrassonografia não utilizam radiação ionizante. Isso não as torna isentas de regras de segurança, mas elas não estão sujeitas aos riscos e aos limites de dose tratados neste curso.