Radiología y Física Nuclear

Radiología Intervencionista

Tratamiento de enfermedades mediante empleo de procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos guiados por técnicas de imagen (por ejemplo, angiografía).

Medicina Nuclear

Genera imágenes mediante el uso de trazadores radiactivos, los cuales se dirigen a ciertos tejidos del cuerpo. Estos trazadores siempre estarán con glucosa, ya que las células cancerígenas tienen una alta actividad celular (consumen mucha glucosa).

Radiología Diagnóstica

Diagnostica enfermedades mediante imágenes y equipos.

Radiación Ionizante

Ocurre en el núcleo, ADN/bases nitrogenadas. Al ionizar el ADN, la codificación se corrompe, produciendo malformaciones.

Partícula

Ioniza de forma directa, con carga y son alfa y beta.

Fotónica

Ioniza de forma indirecta en la materia, sin carga, gamma y rayos X.

Modelos Atómicos

Demócrito: Partículas pequeñas e indivisibles, homogéneas e incomprensibles. Diferencian solo en forma y tamaño, nunca en el funcionamiento interno.

Dalton: Todo estaba hecho de átomos, indivisibles e indestructibles incluso mediante reacciones químicas. Átomos de un mismo elemento tienen el mismo peso atómico y cada tipo de átomo tiene distinto peso. Los compuestos químicos son combinaciones de 2 o más átomos diferentes.

Modelo Atómico Actual: Por Schrödinger y Heisenberg, en 1920. El átomo posee un núcleo, orbitales y electrones. Su principio es que una partícula no tiene una posición o velocidad determinada, sino que pueden ser muchas a la vez.

Heisenberg

Logró calcular el comportamiento que tienen los electrones. Principio de Incertidumbre: Es imposible conocer con exactitud la posición, el momento y la energía de un electrón.

Metáfora del Gato de Schrödinger

Un gato está encerrado en una caja sellada, este gato puede estar vivo/muerto a la vez. Esto no se sabrá hasta abrir la caja, pero al abrirla estamos interfiriendo con lo que está por dentro.

Física Nuclear

Masa del Electrón: 9,11e-31kg (más pequeña).

Masa del Protón: 1,67e-27kg (intermedia).

Masa del Neutrón: 1,69e-27kg (más grande).

Electrón Partícula Elemental

No puede dividirse más, carecen de estructura interna.

Quarks

Partículas elementales. Los protones y neutrones están compuestos por estos. Se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones. U = +2/3 y D = -1/3.

1 protón contiene 1 quark U y 1 quark D.

1 neutrón contiene 2 quarks D y 1 quark U.

¿Por qué los protones, con carga, pueden estar juntos en el núcleo? Es por la fuerza nuclear fuerte, que impide la separación de los protones. También, los neutrones ayudan a disminuir la repulsión entre protones.

Reacciones Nucleares

Fusión: Combinación de dos núcleos ligeros produciendo un núcleo más pesado. Para que esto ocurra, hay que elevar los reactivos a temperaturas mayores.

Fisión: Separación de un núcleo pesado en núcleos más pequeños, de masa casi iguales. Posee neutrones y rayos gamma, y libera energía.

Conceptos de Física Nuclear

Nube de Electrones: Los electrones son atraídos hacia el núcleo, ya que poseen carga negativa, y los protones poseen carga positiva. Cuando más cerca esté del núcleo, aumenta la fuerza atractiva y la energía necesaria de escape.

E-Orbitales

1) Si un electrón absorbe un fotón con energía suficiente, puede saltar a un nivel superior (esto pasa con los rayos X). 2) Desde el nivel más alto puede llegar al más bajo, cuando esto pasa hay una diferencia de energía, esta energía se libera como emisión de luz.

Fuerzas Fundamentales

Atracción gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil.

Inestabilidad Nuclear

La fuerza nuclear fuerte es mucho mayor que la electromagnética. La nuclear fuerte actúa en cierto rango, en cambio la electromagnética actúa siempre.

Cuando el diámetro nuclear es mayor que la distancia de acción de la fuerza nuclear fuerte.

Radioisótopos

Son isótopos que espontáneamente se transforman, liberando energía. Son isótopos inestables.

Magnitudes

Fácil de medir temperatura, velocidad, distancia. Difícil de medir campo electromagnético (fluxómetro) y radioactividad.

Joule: Energía que mide cantidades de radiactividad liberada.

Becquerel (Bq): 1 desintegración por segundo, no da la cantidad total de energía absorbida por un cuerpo.

Curie (Cu): 37 millones de desintegraciones por segundo.

Gray (Gy): Dosis absorbida de la radiación ionizante, equivalente a 1J x Kg de sustancia.

Los Gy no nos da la idea de qué efectos tiene la radiación sobre los seres vivos.

Sievert (Sv): Dosis equivalente de la radiación ionizante (que puede producir).

1 Sv -> 1 Gy = se absorbe en forma de fotones (electromagnética o e).

1 Sv -> 2 Gy = absorbe p.

1 Sv -> 5 a 10 Gy = absorbe n.

1 Sv -> 20 Gy = absorbe partículas alfa, son letales.

Dosis entre 0,2 y 1 Sv: Reducen la producción de glóbulos rojos y generan cefalea.

Dosis entre 1 y 2 Sv: Generan vómitos, cansancio, mortalidad del 10% en el próximo mes.

Superiores a 10 Sv: Provocan la muerte casi segura en 1 semana, aun con tratamiento médico.

Radiación de Rayos X

Forma de radiación electromagnética, poseen mayor energía y pueden pasar a través de muchos objetos.

Voltaje

Diferencia de potencial.

Corriente

Es el flujo de energía. Para que exista corriente, el voltaje tiene que ser distinto a 0.

Emisión de Radiación Característica

El proyectil impacta con un electrón de la capa más interna, este es arrancado y uno de una capa más externa ocupa el espacio, produciendo un fotón de rayos X. Molibdeno = mamografías (25-30Kv) y tungsteno = osteopulmonar (40-150Kv).

Emisión de Radiación de Frenado

El proyectil pasa cerca del núcleo, se produce interacción electrostática, el proyectil se frena y se desvía, perdiendo energía cinética que se emite en forma de fotón.

Conceptos de Física Nuclear

Longitud de Onda: Distancia física entre dos puntos a partir de los que la onda se repite.

Periodo: Designa el intervalo de tiempo necesario para completar un ciclo repetitivo, duración de tiempo de cada evento repetitivo.

Frecuencia: Número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier evento periódico.

Efecto Fotoeléctrico

No se produce a energías menores que la función de trabajo. Afecta a electrones internos, su probabilidad depende de la densidad del material, y el fotón es absorbido.

Se produce cuando la estructura tiene un número atómico elevado y el fotón es de baja energía.

Efecto Compton

Aumento de longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre de la capa más externa. Un fotón es dispersado.

El número atómico es elevado y el fotón es intermedio y de alta energía (mayor a 70 kv).

Formación de Pares

El fotón pasa cercano al núcleo, el fotón desaparece y aparece un par de electrones, su electrón y su positrón. El positrón toma contacto con un electrón, este sufre su aniquilación, produciendo un fotón.

Miliamperaje (mAs)

Proporcional al número de electrones que se van a producir en el filamento del cátodo.

mA x tiempo = mAs

20mAS x 1/2s = 10 mAs