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IntroduçªoNa aula anterior vocŒ conheceu os raios X e os raios gama, que sªo radiaçıes eletromagnØticas, e algumas de suas propriedades.

Nesta aula, estudaremos mais detalhadamente o ensaio por raios X.

VocŒ terÆ uma descriçªo bÆsica do equipamento, do ensaio e dos cuidados durante a sua realizaçªo.

Antes de estudar o ensaio propriamente dito, vocŒ ainda precisa conhecer mais algumas características dos elementos envolvidos na radiaçªo, ou seja, fonte, peça e filme radiogrÆfico.

Essas características, assim como os princípios estudados na aula anterior, sªo comuns às radiaçıes X e gama. As diferenças entre os dois ensaios referemse principalmente aos aspectos operacionais, como vocŒ mesmo poderÆ constatar depois de estudar os assuntos desta aula e da próxima.

Geometria da exposiçªo

A radiografia Ø na realidade uma sombra da peça, provocada por seu posicionamento na trajetória das radiaçıes X ou gama.

Podemos neste caso utilizar os mesmos princípios geomØtricos aplicados às sombras produzidas pela luz.

Para compreender o que ocorre e, portanto, obter melhores resultados na radiografia, vocŒ deve conhecer a influŒncia da distância e da posiçªo entre os elementos: fonte de radiaçªo, peça e filme.

Vamos analisar como esses dois fatores afetam a formaçªo da imagem.

Ampliaçªo da imagem - A imagem da peça no filme torna-se maior que a própria peça à medida que aumenta a distância entre a peça e o filme, resultando uma imagem irreal.

Ensaio por raios X Nossa aula

24AULA Para que a imagem projetada no filme represente o tamanho real da peça, filme e peça devem estar próximos. Na prÆtica, o filme deve estar em contato com a peça.

A fonte de radiaçªo, pelo contrÆrio, deve ficar o mais afastada possível da peça e do filme, para minimizar o efeito de ampliaçªo da imagem, respeitadas as características do equipamento e da fonte.

Nitidez da imagem - Quanto maiores as dimensıes da fonte emissora, menor a nitidez da imagem, devido à formaçªo de uma penumbra na radiografia. Para evitar este problema, deve-se utilizar uma fonte emissora com a menor dimensªo possível.

No caso dos raios X, para melhorar a nitidez da imagem o alvo (ânodo) Ø posicionado num plano inclinado em relaçªo ao filme, de modo a concentrar a radiaçªo emitida.

Distorçªo da imagem - Se houver uma inclinaçªo entre a fonte, a peça e o filme, a imagem resultarÆ distorcida. Para eliminar esta distorçªo, deve-se colocar a fonte emissora o mais perpendicular possível em relaçªo à base da peça e ao filme.

AULALei do inverso do quadrado da distância

Imagine uma lâmpada acesa, à distância de um metro da superfície de uma mesa.

Se elevarmos esta mesma lâmpada a dois metros de altura, isto Ø, se multiplicarmos a altura por 2, o nível de iluminaçªo na superfície da mesa serÆ dividido por 4, ou seja, dividido por 2 (quadrado da distância entre a fonte de luz e a superfície).

Este fenômeno recebe a denominaçªo de lei do inverso do quadrado da distância (no nosso caso, lei da atenuaçªo da radiaçªo). Esta lei tambØm se aplica aos ensaios radiogrÆficos, pois neste caso as radiaçıes emitidas tŒm propriedades semelhantes às da luz visível.

A intensidade com que um feixe de radiaçªo atinge uma superfície Ø inversamente proporcional ao quadrado da distância entre esta superfície e o ponto de emissªo, ou seja, a radiaçªo Ø atenuada em virtude do aumento da distância. Este Ø outro fator que limita a colocaçªo da fonte distante da peça, para minimizar a ampliaçªo da imagem.

Fique sabendo

Uma das unidades de medida da intensidade de radiaçªo Ø o Coulomb/kg (C/kg). 1 C/kg Ø a intensidade de radiaçªo necessÆria para produzir uma ionizaçªo equivalente a uma unidade eletrostÆtica de carga, conhecida como Coulomb, em um quilograma de ar, à temperatura de 20”C e à pressªo de uma atmosfera.

Verificando o entendimento

Um tubo de raios X emite uma radiaçªo que atinge a intensidade de 100 mC/kg (micro Coulomb/kg) à distância de 1 m da fonte. Determine a intensidade a 5 m da fonte.

Resposta:

E entªo, conseguiu resolver? Compare sua resoluçªo com as explicaçıes a seguir.

VocŒ sabe que a uma distância d1 corresponde uma intensidade I1 e a uma distância d2 corresponde uma intensidade I2.

Ionização é o processo que torna o ar condutor de eletricidade.

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A lei do inverso do quadrado da distância estabelece a seguinte relaçªo matemÆtica:

No problema proposto: d1 = 1 m; I1 = 100 mC/kg; d2 = 5 m e I2 Ø o valor procurado.

Substituindo as variÆveis da fórmula pelos valores conhecidos, vocŒ obtØm:

Logo, a intensidade da fonte, a 5 metros de distância, serÆ igual a 4 microCoulomb/kg.

Equipamento para o ensaio de raios X

A ilustraçªo a seguir mostra a configuraçªo bÆsica de um equipamento estacionÆrio de raios X para peças de pequeno porte.

I1(d2)2
I2(d1)2=
10052
I212

= Þ 52 I2 = 100 • 12 Þ 25 I2 = 100 Þ I2 = Þ I2 = 4 mC/kg

AULANa aula anterior, vocŒ viu que os raios X sªo produzidos no tubo de Coolidge, que Ø o coraçªo do equipamento.

Veja agora os principais elementos do tubo de raios X.

Observe que o cÆtodo Ø constituído por um filamento e pelo cone de focalizaçªo.

O filamento Ø feito de tungstŒnio (metal com alto ponto de fusªo), para resistir às altas temperaturas.

O cone de focalizaçªo Ø feito de uma liga de ferro e níquel (Fe-Ni). Ele envolve o filamento com a finalidade de concentrar a emissªo do feixe eletrônico numa Ærea restrita do ânodo.

Volte a observar o ânodo. O alvo no ânodo Ø feito de tungstŒnio, pois este material, alØm de resistir a temperaturas elevadas, apresenta alta densidade e, portanto, grande nœmero de Ætomos para colisªo.

O vÆcuo existente no interior do tubo tem a funçªo de proteger os elementos contra a oxidaçªo e tambØm de proporcionar isolamento elØtrico, para evitar a ocorrŒncia de centelhas entre os eletrodos.

Devido às altas temperaturas envolvidas, hÆ necessidade de um sistema de refrigeraçªo para evitar danos aos componentes.

O elemento mais afetado Ø o ânodo, que recebe o impacto dos elØtrons, gerando os raios X e grande quantidade de calor.

Um fluido refrigerante, que normalmente Ø Ægua, circula no interior do ânodo para refrigeraçªo.

O revestimento, geralmente feito de chumbo, tem a finalidade de reduzir a intensidade da radiaçªo espalhada. Apresenta apenas uma abertura para a saída dos raios X, na direçªo desejada.

AULAVariÆveis que afetam a quantidade de raios X emitidos As principais variÆveis que influenciam a quantidade de raios X emitidos sªo:

Intensidade da corrente: A emissªo de elØtrons Ø diretamente proporcional à temperatura do filamento que Ø aquecido pela corrente elØtrica. Quanto maior for a corrente, maior serÆ a temperatura do filamento e, portanto, maior a quantidade de elØtrons emitidos. A intensidade da corrente Ø medida em miliampere (milØsimo de ampŁre).

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