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autoevaluación, Apuntes de Biofísica

Asignatura: Biofísica, Profesor: Altres Altres, Carrera: Medicina, Universidad: UAB

Tipo: Apuntes

2012/2013

Subido el 01/11/2013

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UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FÍSICA MÉDICA
Autoevaluación Interacción de partículas con la materia y RX M. Gálvez Delgado Página 1 de 10
Interacción de partículas cargadas con la materia
Generalidades y conceptos
1. Las partículas cargadas ligeras interaccionan con la materia básicamente con (el núcleo /
los electrones).
2. las partículas beta poseen un recorrido (rectilíneo / no rectilíneo) en la materia. Su
velocidad es elevada y (pueden / no pueden) penetrar en el interior de los átomos. Como
consecuencia de ello, las formas de producir ionización de las partículas beta son por
interacción con electrones internos, dando lugar a (radiación de frenado / característica) y
por interacción con el núcleo dando lugar a radiación (de frenado / característica). Producen
una ionización específica que es del orden de ( 100/ 1000 / 29) veces mayor que la
producida por la radiación gamma.
3. Los neutrones son partículas (cargadas / no cargadas) y como tales (directamente
ionizantes / indirectamente ionizantes)
4. Los electrones son (partículas / radiación electromagnética) (directa / indirecta) mente
ionizante.
5. A la pérdida de (energía / vergüenza / masa) de una partícula cargada por unidad de (volumen
/ longitud / superficie) de recorrido se le denomina (alcance / ionización específica / poder de
frenado / recorrido libre medio)
6. La pérdida de energía por radiación de frenado es despreciable para (partículas cargadas
pesadas / electrones rápidos / fotones)
7. La pérdida de energía por radiación de frenado es notable para (electrones rápidos / electrones
lentos / neutrones)
8. La radiación de frenado es un mecanismo de pérdida de energía importante para (partículas α
en absorbentes pesados / partículas α en absorbentes ligeros / partículas ß en absorbentes
pesados)
9. La radiación (electromagnética / de frenado) presenta un espectro (continuo / discreto) que se
produce en la interacción de (fotones / electrones / partículas α) con los núcleos de materiales
(pesados / ligeros)
10. La ionización específica producida por una partícula α es (mínima / máxima) en el (inicio /
final) de su recorrido.
11. Las partículas ligeras en su interacción con la materia, pierden su energía por (ionización /
radiación / ionización y radiación)
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FÍSICA MÉDICA

Interacción de partículas cargadas con la materia

Generalidades y conceptos

  1. Las partículas cargadas ligeras interaccionan con la materia básicamente con (el núcleo / los electrones).
  2. las partículas beta poseen un recorrido (rectilíneo / no rectilíneo) en la materia. Su velocidad es elevada y (pueden / no pueden) penetrar en el interior de los átomos. Como consecuencia de ello, las formas de producir ionización de las partículas beta son por interacción con electrones internos, dando lugar a (radiación de frenado / característica) y por interacción con el núcleo dando lugar a radiación (de frenado / característica). Producen una ionización específica que es del orden de ( 100/ 1000 / 29) veces mayor que la producida por la radiación gamma.
  3. Los neutrones son partículas (cargadas / no cargadas) y como tales (directamente ionizantes / indirectamente ionizantes)
  4. Los electrones son (partículas / radiación electromagnética) (directa / indirecta) mente ionizante.
  5. A la pérdida de (energía / vergüenza / masa) de una partícula cargada por unidad de (volumen / longitud / superficie) de recorrido se le denomina (alcance / ionización específica / poder de frenado / recorrido libre medio)
  6. La pérdida de energía por radiación de frenado es despreciable para (partículas cargadas pesadas / electrones rápidos / fotones)
  7. La pérdida de energía por radiación de frenado es notable para (electrones rápidos / electrones lentos / neutrones)
  8. La radiación de frenado es un mecanismo de pérdida de energía importante para (partículas α en absorbentes pesados / partículas α en absorbentes ligeros / partículas ß en absorbentes pesados)
  9. La radiación (electromagnética / de frenado) presenta un espectro (continuo / discreto) que se produce en la interacción de (fotones / electrones / partículas α) con los núcleos de materiales (pesados / ligeros)
  10. La ionización específica producida por una partícula α es (mínima / máxima) en el (inicio / final) de su recorrido.
  11. Las partículas ligeras en su interacción con la materia, pierden su energía por (ionización / radiación / ionización y radiación)

FÍSICA MÉDICA

Rayos X

  1. Normalmente, en la producción de rayos X se emplean (electrones libres / fotones) para obtener (electrones / fotones). En un proceso de tipo fotoeléctrico se emplean (electrones libres / fotones) para producir (electrones libres / fotones).
  2. Cuando un electrón libre de alta energía pasa por las inmediaciones dc un núcleo (se produce / no se produce) un cambio en su energía (potencial / cinética / activa). Este cambio (viene / no viene) acompañado de una emisión de radiación electromagnética. Los (fotones / electrones) (producidos /no creados) de esta forma dan lugar a la radiación de frenado. Este método se utiliza normalmente para producir rayos ( X / γ)
  3. Los rayos X que se producen (después / antes) de que los electrones incidentes han desplazado a los electrones internos de un átomo (pesado / ligero) Y se llaman (rayos X característicos / duros) debido a que sus energías (dependen / no dependen) de los números atómicos de los átomos bombardeados. Los rayos producidos por frenado de electrones de alta energía (no son / son) característicos porque sus energías (dependen / no dependen) del número (atómico / másico / cuántico) del átomo bombardeado.
  4. Los Rayos X fueron descubiertos en (1890 / 1895 / 1932) por el físico alemán (Roetgen / Becquerel / Rutherford) cuando estudiaba el efecto del paso de la corriente eléctrica por un tubo de (metal / gas enrarecido / vacío).
  5. Un tubo de vacío esta constituido por un tubo de vidrio que contiene un (gas / líquido) a muy (alta / baja) presión y dos electrodos, llamados (diodo / telchor / cátodo) y (Caspar / anticátodo) conectados a los polos de un generador de corriente (alterna / continua).
  6. Cuando la diferencia de potencial entre los electrodos de un tubo de vacío es (grande / pequeña) saltan (electrones / fotones /protones) desde el (cátodo /anticátodo) hacia el (cátodo / anticátodo). Si estos (fotones / electrones) inciden sobre una pantalla de material fluorescente (no se / se) produce un punto luminoso.
  7. Trabajando con estos tubos, (Rutherford / Becquerel / Roetgen) observó la (aparición de fluorescencia / producción de efecto fotofísico) en placas (próximas / alejadas) del tubo, es

FÍSICA MÉDICA

los rayos X constituye ]a base de la (radiografía / tomografía / fluoroscopia) mientras que el ennegrecimiento fotográfico es el fundamento de la (radiografía / medicina nuclear / xeroradiografía).

  1. Cuando un ( electrón / fotón) X interacciona con un (electrón / fotón) del medio por donde se propaga se pueden producir los efectos fotoeléctrico y (Compton / aniquilación de pares). En uno de estos procesos, el efecto (de aniquilación / Compton / fotoeléctrico) toda la energía del fotón se transfiere a un electrón (libre / ligado).
  2. Los rayos X (al igual que / a diferencia de) las demás radiaciones ionizantes (producen / no producen) efectos biológicos. Estos son la base de (la radioterapia / el radiodiagnóstico).
  3. Los tubos de rayos X actuales se parecen (mucho / muy poco) a los antiguos tubos de descarga en gases. En los modernos tubos Coolidge de (bajo / alto) vacío los electrones son producidos por efecto (fotoeléctrico / termoiónico) y acelerados hacia una placa metálica por una (alta / baja) diferencia de potencial. El efecto ( fotoeléctrico / termoiónico) consiste en la (emisión / absorción) de (electrones libres / iones / protones) por un metal incandescente.
  4. Los (electrones / fotones / iones) emitidos por el filamento son (repelidos / atraídos) por la placa que se encuentra a un potencial más (negativo / positivo) que el filamento. Es decir, la placa será el (cátodo / ánodo) y el filamento el (cátodo / ánodo). En estas condiciones el galvanómetro (registra / no registra) el paso de corriente eléctrica.
  5. El número de (iones / electrones) emitidos por unidad de tiempo, es decir la intensidad, será tanto (mayor / menor) cuanto mayor sea la temperatura del filamento y esta será tanto mayor cuanto (mayor / menor) sea la intensidad de la corriente de filamento.
  6. Al chocar los (electrones / iones) con el ánodo o anticátodo (se produce / se absorbe) la radiación X. La intensidad de esta radiación será función del número de (electrones / protones / iones) que colisionan con el anticátodo. Cuanto mayor es el número de (electrones / iones / protones) que chocan (mayor / menor) es la intensidad de la radiación X producida.

FÍSICA MÉDICA

  1. Al ser fácilmente regulable la corriente de filamento, se puede controlar la (cosa / corriente / frecuencia / diferencia de potencial) entre el cátodo y el ánodo y, como consecuencia, la (calidad / cantidad / energía) de los rayos X que se producen.
  2. La emisión de electrones por el filamento caliente tiene lugar en (todas direcciones / una única dirección). Como interesa que el número de ellos que alcance el anticátodo sea lo más (grande / pequeño) posible y que la emisión de rayos X sea lo más puntual posible, hay que focalizar el haz de electrones hacia el (cátodo / anticátodo) Esto se consigue rodeando al filamento con una envoltura metálica conectada al cátodo y por tanto (positiva / negativa) respecto al ánodo, que (repela / atraiga) a los electrones, dirigiéndolos hacia una (pequeña / gran) zona del anticátodo llamada foco o zona focal.
  3. (La mayor / Una pequeña) parte de la energía que llevan los electrones al chocar con el blanco se invierte en aumentar la energía (cinética / potencial) de los átomos en la malla cristalina que forma el anticátodo. Esta energía produce (un aumento / una disminución / ningún cambio) en la temperatura del mismo. Como consecuencia el anticátodo puede alcanzar temperaturas muy (bajas / altas).
  4. El material que forma el anticátodo debe tener (alto / bajo) punto de fusión, (gran / pequeña) conductividad calorífica que (favorezca / dificulte) la rápida difusión del calor y (alta / baja) tensión de vapor para que aún a (altas / bajas) temperaturas la cantidad de moléculas vaporizadas sea (mínima / máxima) y se mantenga el vacío de la forma más perfecta posible.
  5. El anticátodo debe tener un número (atómico / másico) (pequeño / grande) ya que la intensidad de la radiación producida es proporcional al número (atómico / másico) del material que forma el (cátodo / anticátodo) El elemento que mejor reúne todas estas condiciones es el (hierro / wolframio / zinc).
  6. Asociado a (tres / dos) mecanismos diferentes de producción existen (tres / dos) tipos de radiación X: de frenado y característica. La (primera / segunda) de ellas recibe también el nombre de (bremstrahlung / masterjfilling) designación en alemán que aparece muy frecuentemente en la literatura radiológica.

FÍSICA MÉDICA

  1. El espectro continuo de rayos X es (independiente / dependiente) de la naturaleza del ánodo. A medida que aumenta el número atómico del ánodo, el espectro (se / no se) desplaza hacia longitudes de onda más (pequeñas / elevadas).
  2. La producción del espectro (característico / continuo) de rayos X y el efecto fotoeléctrico son fenómenos (iguales / inversos). En la producción de la radiación X de frenado se emplean (electrones libres /fotones) para producir (electrones libres / fotones) mientras que en el efecto fotoeléctrico se emplean (electrones libres / fotones) para producir (electrones libres / fotones).
  3. Matemáticamente la ley de Douane-Hunt se expresa mediante la formula:

λmín = K / V o

siendo λ la longitud de onda de la radiación (γ / X) producida y Vo la (velocidad / diferencia de potencial) entre cátodo y anticátodo. De esta fórmula se deduce que al aumentar la tensión de operación de un tubo de rayos X (aumenta / disminuye / permanece constante) la longitud de onda de (todos / algunos) de los fotones producidos.

  1. La radiación de frenado se produce como consecuencia de: a) La aniquilación de un electrón. b) El salto de un electrón entre dos niveles atómicos. c) La pérdida de energía cinética de un electrón al interaccionar con electrones periféricos de un material. d) La pérdida de energía cinética de un electrón al interaccionar con el núcleo.
  2. En un tubo de rayos X, la (mayor / menor) parte de la energía cinética de los electrones se emplea en producir radiación X. La (mayor / menor) parte de esta energía cinética da lugar a radiaciones de (menor / mayor) longitud de onda.
  3. Si Iλ representa la intensidad de la radiación X producida por unidad de longitud de onda en un tubo de rayos X se verifica (muy aproximadamente / exactamente) la expresión de Kramers:

Iλ = Κ.ι.Ζ.λ −^2 [(λmin ) -1^ - λ-1^ ]

FÍSICA MÉDICA

  1. Demostrar a patir de la fórmula de Kramers, que la longitud de onda que presenta la máxima intensidad de la radiación X es igual a 2/3 de la longitud de onda (máxima / mínima).
  2. La cantidad de radiación producida en un tubo de rayos X (depende / no depende) del número de fotones emitidos. (Depende / No depende) del número atómico del anticátodo.
  3. La calidad de la radiación producida en un tubo de rayos X (depende / no depende) del número de fotones emitidos. (Depende / No depende) del número atómico del anticátodo.
  4. En lenguaje radiológico los rayos X blandos son aquellos que tienen una energía (pequeña / elevada) y una longitud de onda (pequeña / elevada). Cuanto más elevada sea la frecuencia del fotón más (blanda / dura) es la radiación.
  5. Al duplicar la intensidad de corriente del haz de electrones (se / no se) duplica el valor de la frecuencia máxima de la radiación X emitida, (no se / se) duplica el valor máximo de la intensidad de la radiación por unidad de longitud de onda.
  6. Junto a la radiación de frenado, que da origen al espectro (discontinuo / característico / continuo), existe otro mecanismo de producción de rayos X que da lugar a un espectro (continuo / discontinuo). Este espectro también recibe el nombre de (formas / característico) ya que depende del número atómico del (anticátodo / filamento / cátodo).
  7. El espectro característico de rayos X se produce al interaccionar un (fotón / electrón / protón) con los (electrones periféricos / núcleos) del (cátodo / anticátodo). Para que se produzca esta emisión característica es necesario que el (fotón / electrón) posea una energía cinética (pequeña / elevada / nula) o lo que es lo mismo, que la tensión del tubo sea (pequeña / elevada).
  8. Para que se produzca espectro característico de rayos X es necesario que el número atómico del anticátodo sea (pequeño / elevado) y que la tensión del tubo sea (pequeña / elevada).

FÍSICA MÉDICA

c) Directamente proporcional a la tensión de tubo. d) Directamente proporcional al número atómico del anticátodo

  1. Para su utilización en diagnostico y en terapia, interesa disponer de un haz de rayos X que contenga fotones con energías (diferentes / iguales). Pero puesto que en un tubo de rayos X se producen fotones de energías (diferentes / iguales) antes de su utilización práctica los rayos X se (amplifican / filtran / rectifican).
  2. Los rayos X de (menores / mayores) longitudes de onda pueden ser absorbidos por las primeras capas del organismo por lo que normalmente se procede a eliminar los componentes más (duros / blandos) del haz producido en el tubo colocando a la salida del mismo unas láminas metálicas que actúan como (amplificadores / filtros / rectificadores).
  3. El uso de los filtros (no deforma / deforma) el espectro de la radiación X ya que (varía / no varía) la cantidad de la radiación y (varía / no varía) la calidad de la misma.