Os raios-X podem ser produzidos quando elétrons em alta velocidade chocam-se com um alvo metálico. Com a aplicação de uma alta diferença de voltagem (medida em kilovolts) entre o cátodo e o ânodo, os elétrons passam a mover-se em alta velocidade desde o filamento até o alvo metálico, produzindo uma corrente (medida em mA). Essa corrente de elétrons atravessa o caminho somente em uma direção (cátodo -> ânodo).
Quanto maior for a corrente, maior será a produção de raios-X, porém menor será o tempo de vida útil do filamento. Quando os elétrons se chocam com o alvo, raios X são produzidos através de dois mecanismos: bremsstrahlung (do alemão, significa frenagem) e radiação característica.
Sobre a produção de raios-X, assinale a afirmativa correta.
A desaceleração brusca dos elétrons provoca perda de energia, o que gera a emissão de radiação eletromagnética de diferentes comprimentos de onda e energia. Dessa radiação produzida, apenas cerca de 30% é radiação X, sendo 70% emitida como calor, o que aquece o alvo.
Cada material emite um nível definido de radiação característica que depende do seu número atômico. Em radiologia convencional, utilizam-se tubos de raios X com alvos de tungstênio (símbolo = W, Z = 74), cuja radiação característica é da ordem de 70 keV. Já no caso da mamografia, os tubos podem ter alvos de molibidênio (símbolo = Mo, Z = 42) ou ródio (símbolo = Rh, Z = 45), cuja radiação característica é da ordem de 20 keV.
A intensidade do feixe é também chamada de quantidade de raios X ou exposição à radiação, e é medida em Roentgen (R). A quantidade de raios X é o número de raios X no feixe útil. Ela diminui com o aumento da corrente e da tensão no tubo; por outro lado, aumenta com o aumento da distância fonte-detector.
Os elétrons podem passar a distâncias diferentes do núcleo, sendo mais ou menos freados. Assim, a radiação de bremsstrahlung se caracteriza por uma distribuição de energia, sendo que a maior parte dessa radiação possui alta energia. Esse fato pode ser perigoso para o paciente, já que a radiação de alta energia interage com o tecido sem contribuir para a formação da imagem radiográfica.
A qualidade do feixe de raios X mede a penetração do feixe no corpo, em unidades de camada semi-redutora (do inglês, half-value layer – HVL). HVL é a espessura de um material necessária para reduzir a quantidade de raios X penetrantes em 50%. Em radiologia, HVL normalmente é medida em milímetros de alumínio. HVL diminui com o aumento da tensão aplicada no tubo e o aumento da filtragem do feixe. Portanto, para feixes de maior HVL, ou seja, qualidade, os raios X são mais penetrantes e menos radiação é necessária para obter uma imagem de boa qualidade, reduzindo a dose no paciente.