Fotograma em cores naturais obtido com raios X de uma composição com vinho. As bordas dos cilindros ocos diferem da imagem da vela maciçaWilliam Coolidge explica os exames de imagem e os raios X.
Os raios X são uma forma de radiação eletromagnética de alta energia, com comprimentos de onda menores que os da radiação ultravioleta e geralmente maiores que os dos raios gama. Seus comprimentos de onda vão aproximadamente de 10 nanômetros a 10 picômetros, o que corresponde a frequências de 30 petahertz a 30 exahertz, ou de 3 × 1016 a 3 × 1019Hz, e a energias dos fótons de 100 eV a 100 keV, respectivamente.
Os raios X foram descobertos em 1895 pelo cientista alemão Wilhelm Conrad Röntgen, que lhes deu o nome de radiação X por se tratar de um tipo de radiação desconhecido.
Os raios X atravessam muitas substâncias sólidas, como materiais de construção e tecidos vivos. Na medicina, a radiografia é usada no diagnóstico, por exemplo para verificar fraturas ósseas. Na ciência dos materiais, os raios X permitem identificar elementos químicos e detectar falhas em materiais de construção. São, porém, uma forma de radiação ionizante. A exposição pode danificar o DNA, causar câncer e, em intensidades elevadas, provocar queimaduras e síndrome aguda da radiação. Sua produção e seu uso estão sujeitos ao controle das autoridades de saúde.
Os primeiros indícios dos raios X surgiram nos experimentos com tubos de descarga, como uma radiação de natureza desconhecida. Os pesquisadores estudavam os raios catódicos, feixes de elétrons de alta energia observados pela primeira vez em 1869. Efeitos provocados pelos raios X foram percebidos em muitos dos primeiros tubos de Crookes, inventados por volta de 1875. Esses tubos produziam elétrons livres pela ionização do ar residual em seu interior, sob uma tensão de corrente contínua que variava de poucos quilovolts a 100 kV. A tensão acelerava os elétrons emitidos pelo cátodo até que atingissem velocidade suficiente para produzir raios X ao colidir com o ânodo ou com a parede de vidro.
William Morgan pode ter sido o primeiro a produzir raios X sem perceber. Em 1785, apresentou à Royal Society de Londres um trabalho sobre a passagem de correntes elétricas por um tubo de vidro parcialmente evacuado, no qual observou uma luminosidade que depois seria relacionada à produção de raios X. Humphry Davy e Michael Faraday também estudaram a passagem de eletricidade por gases rarefeitos.
A partir de 1888, Philipp Lenard fez experimentos para verificar se os raios catódicos podiam sair do tubo de Crookes e atravessar o ar. Construiu um tubo com uma "janela" de alumínio fino na extremidade, voltada para o cátodo, de modo que os raios catódicos a atingissem. Esse aparelho passou a ser chamado de "tubo de Lenard". Ele percebeu que algo atravessava a janela e conseguia sensibilizar chapas fotográficas e produzir fluorescência. Mediu o poder de penetração desses raios em diferentes materiais. Parte dos chamados "raios de Lenard" pode ter sido, na verdade, radiação X.
Antes da descoberta de Röntgen, Hermann von Helmholtz formulou uma teoria da dispersão baseada na teoria eletromagnética da luz. Seu trabalho de 1893 apresentou equações para a dispersão da luz, sem envolver experimentos com raios X.
No início de 1890, o fotógrafo William Jennings e Arthur W. Goodspeed, professor associado da Universidade da Pensilvânia, fotografavam moedas com faíscas elétricas. Em 22 de fevereiro, depois dos experimentos, duas moedas ficaram sobre uma pilha de chapas fotográficas antes de Goodspeed mostrar a Jennings o funcionamento dos tubos de Crookes. Ao revelar as chapas, Jennings encontrou imagens de discos cuja origem ninguém conseguiu explicar. Os dois deixaram o assunto de lado. Só em 1896 perceberam que haviam feito uma radiografia por acaso, sem reivindicar a descoberta dos raios X.
Também em 1890, Ludwig Zehnder, assistente de Röntgen, percebeu um clarão numa tela fluorescente imediatamente antes de se abrir uma perfuração no tubo coberto que ele estava ligando.
Entre 1891 e 1893, Fernando Sanford, professor de física da Universidade Stanford, fez experimentos de "fotografia elétrica" nos quais fotografou moedas à luz de faíscas elétricas, como Jennings e Goodspeed. É possível que também tenha produzido e detectado raios X sem perceber. Sua carta de 6 de janeiro de 1893 à Physical Review foi publicada, e o San Francisco Examiner publicou uma notícia intitulada "Without Lens or Light, Photographs Taken With Plate and Object in Darkness", ou "Sem lente nem luz, fotografias feitas com a chapa e o objeto no escuro".
Em 1894, Nikola Tesla percebeu que filmes fotográficos em seu laboratório haviam sido danificados durante experimentos com tubos de Crookes e começou a investigar essa energia radiante invisível. Depois que Röntgen descobriu os raios X, Tesla passou a produzir suas próprias radiografias com altas tensões e tubos que ele mesmo projetara, além de tubos de Crookes.
Em 8 de novembro de 1895, o professor de física alemão Wilhelm Röntgen descobriu os raios X durante experimentos com tubos de Lenard e de Crookes e começou a estudá-los. Escreveu um relato preliminar, "On a new kind of ray: A preliminary communication", e o apresentou à revista da Sociedade Físico-Médica de Wurtzburgo em 28 de dezembro de 1895. Foi o primeiro artigo sobre os raios X. Röntgen usou a letra "X" para indicar que se tratava de um tipo desconhecido de radiação. Alguns textos empregaram a expressão "raios qui", por interpretar o "X" como a forma maiúscula da letra grega qui, Χ.
As narrativas da descoberta divergem em alguns detalhes, pois Röntgen determinou que suas anotações de laboratório fossem queimadas depois de sua morte. Seus biógrafos reconstituíram uma sequência provável dos acontecimentos. Röntgen estudava raios catódicos com um tubo de Crookes envolto em papelão preto, para impedir que a luz visível emitida pelo tubo interferisse no experimento. Usava uma tela fluorescente revestida de platinocianeto de bário e percebeu nela um fraco brilho verde, a cerca de 1 m do tubo. Concluiu que raios invisíveis atravessavam o papelão e faziam a tela brilhar. Verificou que também atravessavam livros e papéis sobre sua mesa. Passou então a investigar sistematicamente aquela radiação e publicou seu artigo cerca de dois meses depois da descoberta.
Hand mit Ringen, "Mão com anéis", cópia da primeira radiografia "médica" de Wilhelm Röntgen, feita da mão de sua esposa em 22 de dezembro de 1895 e oferecida a Ludwig Zehnder, do Instituto de Física da Universidade de Friburgo, em 1 de janeiro de 1896
Röntgen percebeu a utilidade médica dos raios X ao produzir, numa chapa fotográfica, uma imagem da mão de sua esposa, Anna Bertha Ludwig. Foi a primeira fotografia de uma parte do corpo humano obtida com raios X. Ao ver a imagem, ela disse: "Eu vi a minha morte".
A descoberta despertou grande interesse. Otto Glasser, biógrafo de Röntgen, calculou que apenas em 1896 foram publicados 49 ensaios e 1.044 artigos sobre os novos raios. A estimativa provavelmente ficou aquém do total, pois jornais de todo o mundo deram amplo espaço à descoberta. A revista Science, por exemplo, publicou 23 artigos sobre o assunto naquele ano. Houve também reações sensacionalistas, com publicações que relacionavam os raios a teorias ocultistas e paranormais, como a telepatia.
O nome "raios X" se manteve, embora muitos colegas de Röntgen propusessem "raios de Röntgen", contra a vontade dele. A segunda denominação é usada em alemão, húngaro, ucraniano, dinamarquês, polonês, tcheco, búlgaro, sueco, finlandês, português, estoniano, eslovaco, esloveno, turco, russo, letão, lituano, albanês, japonês, neerlandês, georgiano, hebraico, islandês e norueguês.
Produção de uma radiografia com um dos primeiros aparelhos de tubo de Crookes, no fim do século XIX. O tubo está no centro. O homem em pé observa a própria mão numa tela de fluoroscópio. O homem sentado apoia a mão numa chapa fotográfica para obter uma radiografia. Não há proteção contra a radiação, cujos perigos ainda eram desconhecidosRetirada cirúrgica de uma bala localizada com raios X, em 1897. A radiografia está no detalhe
Röntgen percebeu de imediato que os raios X poderiam ter aplicações médicas. Depois de apresentar seu artigo à Sociedade Físico-Médica em 28 de dezembro, enviou uma carta a médicos que conhecia na Europa, em 1 de janeiro de 1896. A notícia e a produção das chamadas "fotografias de sombras" se espalharam rapidamente. O engenheiro eletricista escocês Alan Archibald Campbell-Swinton foi o primeiro, depois de Röntgen, a produzir uma radiografia, também de uma mão. Até fevereiro, 46 pesquisadores já haviam adotado a técnica apenas na América do Norte.
Em 11 de janeiro de 1896, John Hall-Edwards fez um dos primeiros usos clínicos dos raios X, em Birmingham, na Inglaterra. Ele radiografou uma agulha sob a pele da mão de um colega. Em 14 de fevereiro daquele ano, obteve uma radiografia para orientar uma operação cirúrgica.
Imagens de James Green publicadas em Sciagraphs of British Batrachians and Reptiles, de 1897. Da esquerda para a direita, Rana esculenta, Lacerta vivipara e Lacerta agilis, os nomes usados na prancha
No início de 1896, poucas semanas depois da descoberta de Röntgen, Ivan Romanovich Tarkhanov irradiou rãs e insetos com raios X e concluiu que eles, além de produzir fotografias, afetavam o funcionamento dos seres vivos. Por volta da mesma época, o ilustrador zoológico James Green começou a usar raios X para examinar espécimes frágeis. George Albert Boulenger mencionou esse trabalho pela primeira vez numa comunicação à Sociedade Zoológica de Londres, em maio de 1896. O livro Sciagraphs of British Batrachians and Reptiles, de Green e James H. Gardiner, com prefácio de Boulenger, foi publicado em 1897. O termo sciagraph era uma denominação antiga para uma radiografia.
A primeira radiografia médica dos Estados Unidos foi obtida com um tubo de descarga projetado por Ivan Puluj. Em janeiro de 1896, depois de ler sobre a descoberta de Röntgen, Frank Austin, da Faculdade de Dartmouth, testou todos os tubos de descarga do laboratório de física e constatou que apenas o de Puluj produzia raios X. Esse tubo continha um "alvo" inclinado de mica, usado para sustentar amostras de material fluorescente. Em 3 de fevereiro de 1896, Gilman Frost, professor de medicina da instituição, e seu irmão Edwin Frost, professor de física, radiografaram o punho de Eddie McCarthy, que Gilman atendera algumas semanas antes por causa de uma fratura. A imagem do osso quebrado foi obtida em chapas fotográficas de gelatina fornecidas por Howard Langill, fotógrafo local que também se interessara pelo trabalho de Röntgen.
Prancha de 1896 publicada na revista médica Nouvelle Iconographie de la Salpetrière. À esquerda, uma deformidade na mão. À direita, a mesma mão vista por radiografia. Os autores chamaram a técnica de "fotografia de Röntgen".
Pesquisadores, entre eles o próprio Röntgen em seus primeiros experimentos, desenvolveram maneiras de observar imagens de raios X em tempo real com telas luminescentes. Röntgen usava uma tela revestida de platinocianeto de bário. Em 5 de fevereiro de 1896, o cientista italiano Enrico Salvioni apresentou seu "criptoscópio", e William Francis Magie, da Universidade de Princeton, seu "skiáscópio", dois aparelhos que usavam a mesma substância para produzir imagens em tempo real. O inventor norte-americano Thomas Edison começou a pesquisar logo após a descoberta de Röntgen. Ao testar a fluorescência de materiais expostos aos raios X, verificou que o tungstato de cálcio era a substância mais eficaz. Em maio de 1896, já havia desenvolvido um fluoroscópio para uso médico.
Edison abandonou as pesquisas com raios X por volta de 1903, antes da morte de Clarence Madison Dally, um de seus sopradores de vidro. Dally costumava testar os tubos nas próprias mãos e desenvolveu nelas um câncer tão agressivo que seus dois braços foram amputados, numa tentativa frustrada de salvá-lo. Em 1904, tornou-se a primeira pessoa cuja morte foi atribuída à exposição aos raios X. Durante o desenvolvimento do fluoroscópio, o físico sérvio-americano Mihajlo Pupin usou uma tela de tungstato de cálcio desenvolvida por Edison e constatou que a tela fluorescente reduzia de uma hora para poucos minutos o tempo de exposição necessário para obter uma radiografia médica.
Em 1901, o presidente dos Estados Unidos William McKinley foi atingido por dois tiros durante uma visita à Exposição Pan-Americana, em Buffalo, no estado de Nova Iorque. Uma bala apenas raspou seu esterno, mas a outra se alojou profundamente no abdome e não foi encontrada. Um assessor pediu a Thomas Edison que enviasse com urgência um aparelho de raios X a Buffalo para localizá-la. O aparelho chegou, mas não foi usado. Embora os ferimentos não fossem necessariamente fatais, desenvolveu-se gangrena no trajeto da bala, e McKinley morreu de choque séptico causado por infecção bacteriana.
Descoberta dos riscos
A difusão dos experimentos com raios X entre cientistas, médicos e inventores, depois da descoberta em 1895, foi acompanhada de relatos de queimaduras, queda de cabelo e lesões mais graves em revistas técnicas. Em fevereiro de 1896, o professor John Daniel e William Lofland Dudley, da Universidade Vanderbilt, relataram a queda de cabelo de Dudley após uma exposição aos raios X. Naquele ano, uma criança que levara um tiro na cabeça foi levada ao laboratório da universidade. Antes de tentar localizar a bala, os pesquisadores decidiram fazer um experimento, e Dudley se ofereceu, "com sua dedicação característica à ciência". Daniel relatou que, 21 dias depois de uma radiografia do crânio de Dudley, obtida com uma hora de exposição, surgiu uma área sem cabelo de cerca de 5 cm de diâmetro na parte da cabeça mais próxima do tubo. Um suporte mantinha a chapa ao lado do crânio, com uma moeda entre ela e a cabeça. O tubo foi fixado do outro lado, a cerca de 1,3 cm do cabelo.
Em agosto de 1896, H. D. Hawks, formado pelo Columbia College, sofreu queimaduras graves nas mãos e no tórax durante uma demonstração de raios X. O caso foi publicado na Electrical Review, que passou a receber outros relatos de problemas provocados pela radiação. Elihu Thomson, William J. Morton e Nikola Tesla também relataram queimaduras. Thomson expôs deliberadamente um dedo a um tubo de raios X e sofreu dor, inchaço e formação de bolhas. Alguns atribuíam os danos à radiação ultravioleta ou, no caso de Tesla, ao ozônio. Muitos médicos negavam que a exposição aos raios X causasse qualquer efeito. Em 3 de agosto de 1905, Elizabeth Fleischman, uma das primeiras operadoras de raios X dos Estados Unidos, morreu em São Francisco, na Califórnia, de complicações decorrentes de seu trabalho com a radiação.
Em 1904, Hall-Edwards já tinha um câncer, chamado então de dermatite por raios X, em estágio avançado. Passou a escrever artigos e a fazer palestras sobre os perigos da radiação. Seu braço esquerdo foi amputado na altura do cotovelo em 1908, e pouco depois foram retirados quatro dedos da mão direita, restando apenas o polegar. A mão esquerda amputada foi destinada à Universidade de Birmingham como peça de estudo. Hall-Edwards morreu de câncer em 1926.
Séculos XX e XXI
Paciente durante um exame torácico com fluoroscópio, em 1940. O aparelho produzia imagens contínuas em movimento. A fotografia foi usada para defender que a exposição à radiação durante o exame seria desprezível
As aplicações dos raios X logo despertaram enorme interesse. Oficinas começaram a fabricar versões dos tubos de Crookes próprias para produzi-los. Esses primeiros tubos de raios X, de cátodo frio, foram usados até por volta de 1920.
No início do século XX, um aparelho médico de raios X típico tinha uma bobina de Ruhmkorff ligada a um tubo de Crookes de cátodo frio. Um centelhador costumava ser ligado ao lado de alta tensão, em paralelo com o tubo, para verificar seu funcionamento. Ele permitia observar a polaridade das faíscas e estimar a tensão pelo comprimento delas, o que ajudava a avaliar o grau de vácuo do tubo, chamado de "dureza". Também oferecia um caminho para a descarga caso o tubo fosse desconectado. Para avaliar a dureza, o operador começava com a maior distância entre os terminais do centelhador e, com a bobina em funcionamento, reduzia a distância até surgirem faíscas. Se elas aparecessem a cerca de 6,4 cm, o tubo era classificado como "mole", com baixo vácuo, e adequado a partes finas do corpo, como mãos e braços. Uma faísca de 12,7 cm correspondia a um tubo adequado para ombros e joelhos. Faíscas de 18 a 23 cm correspondiam a um vácuo maior, usado para radiografar o abdome de pessoas corpulentas. Como o centelhador estava em paralelo com o tubo, era necessário aumentar a distância entre seus terminais até as faíscas cessarem antes de obter a imagem. O tempo de exposição das chapas era de cerca de meio minuto para uma mão e de dois minutos para o tórax. Pequenas quantidades de sais fluorescentes podiam ser acrescentadas às chapas para reduzir a exposição.
Os tubos de Crookes tinham funcionamento irregular. Precisavam conter uma pequena quantidade de gás, em geral ar, pois a corrente não passava por eles quando totalmente evacuados. Com o uso, depósitos metálicos nas paredes de vidro absorviam o gás. O tubo passava a produzir raios X mais "duros" até deixar de funcionar. Os tubos maiores e de uso frequente tinham dispositivos para repor o gás, chamados de "amaciadores". Alguns tinham um pequeno tubo lateral com materiais, como a mica, que liberavam gás ao serem aquecidos. A liberação de gás restabelecia o funcionamento, mas o controle da pressão continuava difícil e dependia da reserva de gás do regulador.
Em 1913, Henry Moseley fez experimentos de cristalografia com raios X emitidos por diferentes metais e formulou a lei de Moseley, que relaciona a frequência dos raios X ao número atômico do metal.
No mesmo ano, William David Coolidge inventou o tubo de raios X de Coolidge, que permitia a emissão contínua da radiação. Os tubos modernos seguem esse princípio e frequentemente empregam alvos giratórios, capazes de dissipar mais calor que os fixos. Isso permite produzir mais raios X em aplicações de alta potência, como os aparelhos de tomografia computadorizada.
Imagem do aglomerado de galáxias Abell 2125 obtida pelo Chandra. Nuvens de gás de grande massa, com temperaturas de milhões de graus Celsius, estão se unindo
O uso terapêutico dos raios X, que daria origem à radioterapia, teve entre seus primeiros praticantes o major John Hall-Edwards, em Birmingham, na Inglaterra. Em 1908, seu braço esquerdo precisou ser amputado por causa da progressão da dermatite por radiação.
O cinema também foi usado para estudar a fisiologia humana. Em 1913, um filme feito em Detroit mostrou um ovo cozido dentro de um estômago humano. As imagens de raios X foram obtidas à razão de uma fotografia a cada quatro segundos. O médico Lewis Gregory Cole, de Nova Iorque, foi um dos primeiros a desenvolver a técnica, que chamou de "radiografia seriada". Em 1918, raios X foram usados com câmeras cinematográficas para filmar o esqueleto humano em movimento. Em 1920, o Instituto de Fonética, na Inglaterra, usou a técnica para registrar os movimentos da língua e dos dentes no estudo da fala.
Em 1914, Marie Curie desenvolveu carros radiológicos para atender soldados feridos na Primeira Guerra Mundial. Eles permitiam obter radiografias rapidamente, para que os cirurgiões no campo de batalha operassem com mais rapidez e precisão.
Do início da década de 1920 até a década de 1950, foram desenvolvidos aparelhos de raios X para verificar o ajuste dos sapatos aos pés, vendidos a lojas de calçados. Na década de 1950, surgiram preocupações com a exposição frequente ou mal controlada, e o uso desses aparelhos diminuiu. Canberra propôs sua proibição em 1957, e a Suíça os proibiu em 1989.
O microscópio de raios X foi desenvolvido no fim da década de 1940 e no início da década de 1950.
Imagem de uma aranha obtida por raios X com contraste de fase
Na década de 1980, o governo de Ronald Reagan incluiu um laser de raios X entre as propostas da Iniciativa Estratégica de Defesa. O aparelho seria alimentado por uma explosão nuclear. Os resultados dos testes e as dificuldades técnicas e políticas impediram sua adoção como arma. O projeto perdeu financiamento. No governo de George W. Bush, os Estados Unidos retomaram a defesa antimísseis com outras tecnologias.
A formação de imagens de raios X por contraste de fase reúne técnicas que usam informações sobre a fase do feixe para formar a imagem. Sua sensibilidade às diferenças de densidade é útil na visualização de tecidos moles. Esses métodos são usados para observar estruturas celulares e histológicas em pesquisas biológicas e médicas. Cada técnica transforma, por um princípio diferente, as variações de fase dos raios X que atravessam um objeto em variações de intensidade. Entre elas estão o contraste de fase por propagação, a interferometria de Talbot, a formação de imagens realçadas por refração e a interferometria de raios X. Esses métodos oferecem mais contraste que as imagens convencionais baseadas na absorção e permitem distinguir detalhes com densidades muito próximas. Em contrapartida, exigem equipamentos mais sofisticados, como fontes de raios X de síncrotron ou de microfoco, componentes ópticos para raios X e detectores de alta resolução.
Os raios X com energias dos fótons acima de 5 a 10 keV, correspondentes a comprimentos de onda abaixo de 0,2 a 0,1 nm, são chamados de raios X duros. Os de menor energia e maior comprimento de onda são chamados de raios X moles. A faixa intermediária, com energias de alguns keV, recebe em inglês o nome de tender X-rays. Por seu poder de penetração, os raios X duros são muito usados para obter imagens do interior de objetos, como nas radiografias médicas e nos equipamentos de segurança aeroportuária. Por metonímia, a expressão "raio X" também pode designar a imagem radiográfica ou o próprio exame. Como os comprimentos de onda dos raios X duros são próximos das dimensões dos átomos, eles também permitem determinar estruturas cristalinas por cristalografia de raios X. Os raios X moles, por sua vez, são facilmente absorvidos pelo ar. Na água, o comprimento de atenuação de raios X de 600 eV, com comprimento de onda de cerca de 2 nm, é inferior a 1 micrômetro.
Raios gama
Não há uma definição consensual que separe os raios X dos raios gama. Um critério frequente é a origem da radiação. Nesse caso, os raios X são emitidos em processos que envolvem elétrons, como a desexcitação eletrônica, e os raios gama, em transições de núcleos atômicos durante o decaimento radioativo. Esse critério tem limitações. As faixas de energia se sobrepõem e, quando a origem de um fóton é desconhecida, sua classificação pode ser incerta. Outro critério usa o comprimento de onda ou, de maneira equivalente, a frequência ou a energia do fóton. A radiação abaixo de um limite arbitrário, como 10−11 m, ou 0,1 Å, recebe a denominação de radiação gama. Esse critério permite classificar cada fóton sem ambiguidade, desde que seu comprimento de onda seja conhecido. Algumas técnicas de medição não distinguem os comprimentos de onda detectados.
As duas definições frequentemente coincidem, pois a radiação eletromagnética emitida pelos tubos de raios X costuma ter comprimento de onda maior e energia menor que a emitida por núcleos radioativos. Em determinados contextos, a escolha de um termo depende do uso histórico, da técnica de medição ou da aplicação, sem seguir estritamente o comprimento de onda ou a origem. Feixes de fótons na faixa de 6 a 20 MeV produzidos para usos médicos e industriais, como a radioterapia, podem receber o nome de raios X.
Propriedades
Símbolo de perigo de radiação ionizante
Os fótons de raios X têm energia suficiente para ionizar átomos e romper ligações moleculares. Por isso, essa radiação é ionizante e pode lesar tecidos vivos. Uma dose de radiação muito alta recebida num intervalo curto provoca queimaduras e síndrome aguda da radiação. Doses menores podem aumentar o risco de câncer induzido por radiação. Nos exames médicos, os benefícios geralmente superam em muito esse aumento do risco. A capacidade de ionização também permite destruir célulasmalignas no tratamento do câncer por radioterapia. Na análise de materiais, ela é empregada em técnicas de espectroscopia de raios X.
Os comprimentos de onda dos raios X são muito menores que os da luz visível, o que permite investigar estruturas pequenas demais para um microscópio óptico comum. Essa propriedade é usada na microscopia de raios X, para obter imagens de alta resolução, e na cristalografia de raios X, para determinar a posição dos átomos nos cristais.
Interação com a matéria
Comprimento de atenuação dos raios X na água. O gráfico mostra a borda de absorção do oxigênio a 540 eV, a dependência da fotoabsorção em relação à energia−3 e a estabilização em energias mais altas devido ao espalhamento Compton. O comprimento de atenuação dos raios X duros, à direita, é cerca de quatro ordens de grandeza maior que o dos raios X moles, à esquerda.
Na faixa de energias dos raios X, a interação com a matéria ocorre principalmente por fotoabsorção, espalhamento Compton e espalhamento Rayleigh. A intensidade dessas interações depende da energia dos raios X e dos elementos químicos do material. As propriedades químicas têm menor efeito, pois a energia dos fótons é muito superior à das ligações químicas. A fotoabsorção, ou absorção fotoelétrica, predomina nos raios X moles e na parte de menor energia dos raios X duros. Em energias mais altas, predomina o espalhamento Compton.
Fótons com energia superior a 1,022 MeV também podem produzir um par formado por um elétron e um pósitron no campo elétrico de um núcleo. Esse limite corresponde à energia de repouso das duas partículas. A produção de pares não ocorre com as energias usadas nas radiografias diagnósticas comuns.
Para um feixe monoenergético que atravessa um material homogêneo, a redução da intensidade segue a lei de Beer-Lambert:
Nessa expressão, é a intensidade incidente, é a intensidade transmitida, é a espessura atravessada e é o coeficiente de atenuação linear do material para a energia considerada. A relação se aplica à parcela do feixe que atravessa o material sem ser absorvida ou espalhada.
Absorção fotoelétrica
A probabilidade de absorção fotoelétrica por unidade de massa é aproximadamente proporcional a , em que é o número atômico e é a energia do fóton incidente. Essa relação não vale nas proximidades das energias de ligação dos elétrons das camadas internas. Nesses pontos, chamados de bordas de absorção, a probabilidade de interação muda bruscamente. Ainda assim, a tendência geral é de coeficientes de absorção altos e pequenas profundidades de penetração para fótons de baixa energia e materiais com número atômico elevado. Nos tecidos moles, a fotoabsorção predomina até energias de cerca de 26 keV. Acima disso, o espalhamento Compton passa a predominar. Nas substâncias com número atômico maior, esse limite é mais alto. A grande quantidade de cálcio, de número atômico 20, e a alta densidade dos ossos fazem com que eles se destaquem nas radiografias médicas.
Um fóton absorvido pelo efeito fotoelétrico transfere toda a sua energia ao elétron com o qual interage. O átomo perde esse elétron e se torna ionizado. O fotoelétron liberado pode ionizar outros átomos ao longo de sua trajetória. Um elétron de uma camada mais externa ocupa a vaga deixada, num processo que pode produzir um raio X característico ou um elétron Auger. Esses efeitos permitem detectar elementos químicos por espectroscopia de raios X ou por espectroscopia de elétrons Auger.
Espalhamento Compton
O espalhamento Compton é a interação predominante entre os raios X e os tecidos moles nos exames de imagem. Trata-se do espalhamento inelástico de um fóton de raios X por um elétron de uma camada externa. Parte da energia do fóton passa para o elétron, o átomo é ionizado e o comprimento de onda do fóton aumenta. O fóton espalhado pode seguir em qualquer direção, mas tende a manter uma direção próxima da original, sobretudo em altas energias. A probabilidade de cada ângulo de espalhamento é dada pela fórmula de Klein–Nishina. A energia transferida pode ser calculada diretamente a partir do ângulo de espalhamento, com as leis de conservação da energia e da quantidade de movimento.
Espalhamento Rayleigh
O espalhamento Rayleigh é o principal mecanismo de espalhamento elástico na faixa dos raios X. O espalhamento coerente na direção de propagação dá origem ao índice de refração, que, para os raios X, costuma ser ligeiramente inferior a 1.
Produção
Os raios X podem ser produzidos quando partículas carregadas, como elétrons ou íons, atingem um material com energia suficiente.
Produção por elétrons
Linhas características de emissão de raios X de alguns materiais usados em ânodos.
Espectro dos raios X emitidos por um tubo com alvo de ródio, operado a 60 kV. A curva contínua corresponde à bremsstrahlung, e os picos são as linhas K características dos átomos de ródio
Um tubo de raios X é uma válvula de vácuo que usa alta tensão para acelerar elétrons liberados por um cátodo aquecido. Os elétrons atingem um alvo metálico, o ânodo, e produzem raios X. Nos tubos médicos, o alvo costuma ser de tungstênio ou de uma liga mais resistente a trincas, formada por 5% de rênio e 95% de tungstênio. O molibdênio é usado em aplicações que exigem raios X mais moles, como a mamografia. Na cristalografia, o alvo mais comum é o de cobre. O cobalto é usado quando a fluorescência do ferro presente na amostra poderia interferir na análise. Para energias ainda menores, como na espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, são frequentes as linhas Kα de alvos de alumínio ou magnésio.
A energia máxima do fóton produzido é limitada pela energia do elétron incidente, igual ao produto da tensão do tubo pela carga do elétron. Um tubo de 80 kV, por exemplo, não pode produzir fótons com energia superior a 80 keV. Quando os elétrons atingem o alvo, a produção de raios X ocorre por dois processos atômicos.
A emissão de raios X característicos, ou eletroluminescência de raios X, ocorre quando um elétron com energia suficiente remove outro elétron de uma camada eletrônica interna do átomo do alvo. Elétrons de níveis mais altos ocupam a vaga e liberam fótons de raios X. O processo produz um espectro de emissão com frequências discretas, chamadas de linhas espectrais. Em geral, as transições terminam na camada K, formando as linhas K, na camada L, formando as linhas L, e assim por diante. A transição de 2p para 1s recebe o nome de Kα, e a de 3p para 1s, de Kβ. As frequências dependem do material do alvo, daí o nome de linhas características. A linha Kα costuma ser mais intensa que a Kβ e é preferida nos experimentos de difração. Um filtro remove a linha Kβ. Em geral, ele é feito de um metal com um próton a menos que o material do ânodo, como níquel para um ânodo de cobre ou nióbio para um ânodo de molibdênio.
A bremsstrahlung, ou radiação de frenagem, é emitida quando os elétrons são desviados pelo forte campo elétrico próximo dos núcleos. Ela forma um espectro contínuo, cuja frequência máxima é limitada pela energia dos elétrons incidentes.
O espectro emitido pelo tubo combina, assim, um contínuo de bremsstrahlung, que termina na energia correspondente à tensão aplicada, e picos nas linhas características. Os tubos usados em diagnóstico operam com tensões de cerca de 20 a 150 kV, que correspondem a energias máximas dos fótons de aproximadamente 20 a 150 keV.
Os dois processos têm baixa eficiência. Apenas cerca de 1% da energia elétrica consumida pelo tubo se transforma em raios X. A maior parte é liberada como calor, e o tubo precisa dissipá-lo para produzir um fluxo útil de radiação.
Ao desenrolar uma fita adesiva sensível à pressão sob vácuo moderado, podem ser produzidos pulsos de raios X de nanossegundos, com pico de energia em 15 keV. A causa provável é a recombinação de cargas elétricas geradas pelo efeito triboelétrico. A intensidade dessa triboluminescência de raios X é suficiente para produzir radiografias.
Produção por íons positivos rápidos
Prótons rápidos e outros íons positivos também podem produzir raios X. A emissão de raios X induzida por prótons, ou emissão de raios X induzida por partículas, é muito usada na análise de materiais. Em altas energias, a seção de choque de produção é proporcional a Z12Z2−4, em que Z1 é o número atômico do íon e Z2, o do átomo do alvo. Paul e Muhr reuniram dados experimentais dessas seções de choque.
Produção em raios atmosféricos e descargas de laboratório
Os raios X também são produzidos em descargas atmosféricas que acompanham os flashes de raios gama terrestres. Os campos elétricos das descargas aceleram elétrons, que emitem fótons por bremsstrahlung. As energias vão de poucos keV a dezenas de MeV. Em descargas de laboratório entre eletrodos separados por aproximadamente 1 m, com tensão de pico de 1 MV, foram observados raios X com energia característica de 160 keV. Uma possível explicação é o encontro de duas descargas filamentares, com a produção de elétrons que escapam do equilíbrio colisional e atingem altas energias. Simulações microscópicas, porém, mostraram que o aumento do campo elétrico entre os filamentos dura pouco demais para produzir uma grande quantidade desses elétrons. Outra hipótese é que perturbações do ar nas proximidades dos filamentos facilitem a aceleração dos elétrons e a emissão de raios X pelas descargas.
Os raios X são usados em exames de imagem desde que Röntgen percebeu sua capacidade de mostrar estruturas ósseas. O primeiro uso médico ocorreu menos de um mês após a publicação de seu artigo. Uma estimativa publicada em 2010 apontava cerca de cinco bilhões de exames de imagem realizados no mundo. Em 2006, os procedimentos de imagem médica correspondiam a cerca de 50% da exposição total à radiação ionizante nos Estados Unidos.
A radiografia por projeção produz imagens bidimensionais com raios X. Os ossos têm alta concentração de cálcio, que absorve a radiação com eficiência devido ao seu número atômico relativamente alto. Menos raios X chegam ao detector nas regiões encobertas pelos ossos, o que os torna nítidos na radiografia. Os pulmões e as bolsas de gás também se distinguem porque absorvem menos radiação que os tecidos. Já as diferenças entre tipos de tecido são mais difíceis de perceber.
As radiografias por projeção ajudam a detectar doenças do sistema esquelético e algumas alterações dos tecidos moles. A radiografia de tórax, um exame muito frequente, permite investigar doenças pulmonares como pneumonia, câncer de pulmão e edema pulmonar. A radiografia abdominal pode mostrar obstrução intestinal, ar livre decorrente da perfuração de vísceras e sinais de líquido livre, como na ascite. Também pode detectar cálculos biliares, dos quais apenas cerca de 15% a 20% são radiopacos, e cálculos renais, muitos dos quais são visíveis nesse exame. As radiografias simples são menos úteis para visualizar tecidos moles, como o cérebro e os músculos.
Outra aplicação frequente é a avaliação da posição de um implante ortopédico, como uma prótese de joelho, quadril ou ombro, em relação ao osso ao redor. Essa avaliação pode ser feita em duas dimensões, com radiografias simples, ou em três dimensões, por uma técnica de registro de imagens 2D em modelos 3D. A técnica busca reduzir os erros de projeção na avaliação da posição do implante.
Nos exames diagnósticos, os raios X de baixa energia, ou moles, são indesejáveis porque podem ser totalmente absorvidos pelo corpo e aumentar a dose sem melhorar a imagem. Por isso, uma lâmina metálica fina, geralmente de alumínio, é colocada sobre a janela do tubo para absorver a parte de baixa energia do espectro. Esse filtro de raios X provoca o chamado endurecimento do feixe, pois desloca sua energia média para valores mais altos.
Na angiografia por subtração digital, usada para visualizar artérias e veias, primeiro se obtém uma imagem da região anatômica de interesse. Uma segunda imagem é feita depois da injeção de um meio de contraste iodado nos vasos sanguíneos. A subtração digital das duas imagens deixa visível o contraste que preenche os vasos. O radiologista ou cirurgião compara a imagem com a anatomia normal para verificar se há lesões ou obstruções.
No Brasil, a abreugrafia, desenvolvida pelo médico Manuel de Abreu, foi muito usada para investigar a tuberculose pulmonar. O exame fotografava a imagem radiológica do tórax e se difundiu pelos serviços públicos de saúde. Seu uso sistemático foi questionado, e a exigência do exame para matrícula escolar e admissão em empregos foi abolida no fim da década de 1970.
A tomografia computadorizada, ou TC, é uma modalidade de exame médico em que imagens de cortes de determinadas regiões do corpo são obtidas a partir de muitas radiografias bidimensionais feitas em diferentes direções. Esses cortes podem ser combinados para produzir uma imagem tridimensional do interior do corpo. A rapidez e o custo relativamente baixo da TC permitem seu uso no diagnóstico e na orientação de tratamentos em diferentes especialidades médicas.
A fluoroscopia permite que médicos e profissionais de radioterapia observem imagens em movimento das estruturas internas de um paciente, em tempo real. Em sua forma mais simples, o fluoroscópio tem uma fonte de raios X e uma tela fluorescente, com o paciente entre elas. Nos aparelhos com intensificador de imagem, uma câmera de vídeo com CCD permite gravar as imagens e exibi-las num monitor. A técnica pode empregar meios de contraste. Entre suas aplicações estão o cateterismo cardíaco, para investigar obstruções das artérias coronárias, procedimentos de embolização para interromper sangramentos, como a embolização das artérias hemorroidárias, e exames com ingestão de bário para avaliar doenças do esôfago e dificuldades de deglutição. A fluoroscopia pulsada usa emissões curtas de raios X para reduzir a exposição do paciente e do operador.
Radioterapia
O uso terapêutico dos raios X faz parte da radioterapia, empregada sobretudo no tratamento do câncer, inclusive com finalidade paliativa. As doses são mais altas que as dos exames de imagem. Feixes de menor energia são usados para tratar cânceres de pele. Os de maior energia alcançam tumores no interior do corpo, como os de cérebro, pulmão, próstata e mama.
Efeitos adversos
Radiografia abdominal de uma mulher grávida
Os raios X são uma forma de radiação ionizante e são classificados como cancerígenos pela Agência Internacional de Pesquisa em Câncer, da Organização Mundial da Saúde, e pelo governo dos Estados Unidos. A exposição diagnóstica pode aumentar o risco de câncer. Os efeitos sobre o desenvolvimento dependem da dose e da fase de desenvolvimento do organismo. A tomografia computadorizada merece atenção por geralmente empregar doses maiores que as radiografias simples. Uma estimativa publicada em 2007 atribuía cerca de 0,4% dos cânceres nos Estados Unidos a tomografias feitas anteriormente. Mantido o nível de uso de 2007, a projeção chegava a 1,5% a 2%.
Para fins de proteção radiológica, usa-se o modelo linear sem limiar, que admite aumento do risco de câncer com a dose, sem pressupor uma dose inteiramente isenta de risco. O aumento do risco em doses baixas é mais difícil de quantificar.
Uma estimativa publicada em 2004 atribuiu aos raios X diagnósticos cerca de 0,6% do risco cumulativo de câncer até os 75 anos no Reino Unido. A fração estimada variava de 0,6% a 1,8% em outros 13 países e ultrapassava 3% no Japão. A quantidade de radiação absorvida depende do exame e da região do corpo. A tomografia e a fluoroscopia costumam envolver doses maiores que as radiografias simples. O risco também depende da idade. Crianças e adolescentes são mais sensíveis à radiação que adultos. A exposição ocorre em todo o mundo, e a média mundial de radiação natural é de cerca de 2,4 mSv por ano, com diferenças entre regiões.
Tomando como referência a média norte-americana de radiação natural de fundo, de cerca de 3 mSv por ano, uma radiografia de tórax equivale aproximadamente a dez dias de exposição. Uma radiografia odontológica equivale a cerca de um dia, e uma tomografia do tórax ou do abdome e da pelve, a dois ou três anos. Essas comparações ajudam a dimensionar as doses, mas não permitem atribuir o mesmo risco a exames de órgãos diferentes. A estimativa de risco ao longo da vida depende da dose, da idade, do sexo e dos tecidos irradiados. Para comparação, dados norte-americanos de 2010 apontavam um risco de câncer ao longo da vida de cerca de 40%.
Em adultos, doses efetivas aproximadas são de 6,1 mSv para uma tomografia de tórax e de 1,6 mSv para uma tomografia cerebral. Um exame cerebral com aquisições sem e com contraste corresponde a cerca de 3,2 mSv. Esses valores variam conforme o paciente e o protocolo. A dose absorvida em um órgão e a dose efetiva são grandezas diferentes e não devem ser usadas indistintamente para calcular equivalências com a radiação de fundo. A estimativa da dose efetiva em tomografias tem incertezas. Para exames da cabeça de adultos, foram calculadas margens de cerca de ±19% a ±32%, conforme o método usado.
O embrião e o feto são sensíveis à radiação, e o benefício de um exame durante a gravidez deve ser ponderado em relação à dose que pode alcançá-los. Um único exame não implica necessariamente dano fetal. O risco depende da região examinada, da dose e da idade gestacional. Nos exames da cabeça, do tórax e das extremidades da mãe, a dose que chega ao feto costuma ser muito pequena. A ultrassonografia é uma alternativa quando responde à questão clínica, pois não usa radiação ionizante. Exposições suficientemente altas podem lesar o feto ou os órgãos reprodutivos maternos. Uma estimativa publicada em 2007 apontava 62 milhões de tomografias anuais nos Estados Unidos, das quais mais de quatro milhões eram feitas em crianças. Evitar exames desnecessários, especialmente tomografias, reduz a dose e o risco de câncer decorrente da exposição.
Os exames médicos com raios X são uma fonte de exposição à radiação produzida por atividades humanas. Em 1987, correspondiam a 58% da exposição de origem artificial nos Estados Unidos. Como as fontes artificiais somavam 18% da exposição total e as naturais, 82%, os raios X médicos correspondiam a cerca de 10% do total. Os procedimentos médicos em conjunto, incluindo a medicina nuclear, somavam 14%. Em 2006, a exposição médica já correspondia a quase metade da exposição total da população norte-americana. O crescimento acompanhou o uso mais frequente de exames de imagem, sobretudo tomografias, e de procedimentos de medicina nuclear.
Janela de proteção contra raios X no Hospital Odontológico de Birmingham, na Inglaterra. A etiqueta do fabricante informa proteção equivalente a 2,24 mm de chumbo a 150 kV.
A dose dos exames odontológicos varia conforme o procedimento e o equipamento. Valores aproximados de dose efetiva para adultos são de 5 μSv para uma radiografia odontológica, 25 μSv para uma radiografia panorâmica e 180 μSv para uma tomografia de feixe cônico.
A forma de remuneração também afeta a quantidade de exames solicitados. Em um estudo sobre serviços odontológicos, profissionais pagos separadamente por cada radiografia realizaram mais exames.
A tomografia por fótons precoces, ou EPT, já era pesquisada em 2011 como possível alternativa aos raios X para obter imagens, assim como outras técnicas que usam luz visível.
Outros usos
Cada ponto deste padrão de difração, chamado de reflexão, resulta da interferência construtiva de raios X espalhados por um cristal. Os dados permitem determinar sua estrutura cristalina
A astronomia de raios X é um ramo da astronomia observacional que estuda a emissão de raios X pelos corpos celestes. Como a atmosfera terrestre absorve essa radiação, os observatórios de raios X precisam operar acima dela.
A microscopia de raios X usa radiação eletromagnética na faixa dos raios X moles para produzir imagens de objetos muito pequenos.
A fluorescência de raios X ocorre quando uma amostra é atingida por raios X de alta energia. A amostra emite uma radiação característica dos elementos que a compõem, o que permite analisá-la sem destruí-la.
Uso de raios X na inspeção e no controle de qualidade. As diferenças na pastilha e nos fios de conexão permitem reconhecer o chip da esquerda como falsificado.
A inspeção automatizada por raios X é usada para verificar a autenticidade e a qualidade de produtos embalados. Também permite detectar materiais estranhos em alimentos e produtos farmacêuticos.
A tomografia computadorizada industrial produz imagens tridimensionais das partes externas e internas de componentes. Um computador processa radiografias do objeto obtidas em diferentes direções.
Os equipamentos de inspeção de bagagem em aeroportos usam raios X para procurar objetos que possam ameaçar a segurança antes do embarque.
A depilação por raios X foi popular na década de 1920. O procedimento podia causar radiodermatite e câncer de pele, com lesões que surgiam décadas depois da exposição.
Os fluoroscópios para ajuste de calçados se difundiram na década de 1920. A Pensilvânia proibiu seu uso em 1957, e esses aparelhos praticamente desapareceram das lojas norte-americanas por volta de 1960. Na Suíça, a proibição ocorreu em 1989.
Nas armas termonucleares, a implosão por radiação usa os raios X de alta energia de uma explosão de fissão, o estágio primário, para comprimir o combustível nuclear até iniciar a fusão no estágio secundário.
Visibilidade
Embora seus comprimentos de onda estejam fora do espectro da luz visível, os raios X podem provocar sensações visuais em certas condições. Pouco depois do artigo de Röntgen de 1895, G. Brandes relatou ter visto um brilho fraco "azul-acinzentado" depois de adaptar os olhos ao escuro e aproximá-los de um tubo de raios X. O brilho parecia vir de dentro do próprio olho. Röntgen confirmou a observação e relatou, em seu terceiro artigo sobre os raios X, de 1897, que já havia percebido um efeito semelhante em novembro de 1895. Estava num quarto escuro, diante de uma porta de madeira, com um tubo de Hittorf do outro lado. A princípio, julgou subjetiva a sensação luminosa, pois a havia percebido apenas uma vez.
A possibilidade de produzir essas sensações visuais recebeu pouca atenção depois, em parte pelos riscos da exposição dos olhos à radiação ionizante. O mecanismo exato das observações de Brandes e Röntgen não é conhecido. A radiação Cherenkov, produzida por partículas carregadas secundárias no humor vítreo do olho, é uma explicação possível para a luminosidade durante exposições de alta energia. Outra hipótese é a excitação direta das células da retina, semelhante à de alguns flashes observados em experimentos com fenômenos visuais provocados por raios cósmicos.
O feixe de raios X também pode provocar uma luminosidade visível ao ionizar moléculas do ar, desde que sua intensidade seja alta o bastante. Um exemplo é a linha de luz do wiggler da Instalação Europeia de Radiação Síncrotron.
Unidades de medida e exposição
A grandeza que mede a capacidade de ionização dos raios X no ar é a exposição.
O roentgen, R, é uma unidade antiga de exposição. Corresponde à quantidade de radiação que produz uma unidade eletrostática de carga de cada sinal em 0,001293 g de ar seco. Um roentgen equivale a 2,58 × 10−4 C/kg.
O efeito da radiação sobre a matéria, sobretudo os tecidos vivos, depende mais da energia nela depositada que da carga elétrica produzida. A energia absorvida por unidade de massa é a dose absorvida.
O gray, Gy, é a unidade de dose absorvida do Sistema Internacional e equivale a um joule por quilograma. Uma dose de 1 Gy deposita um joule de energia em um quilograma de matéria.
O rad é a unidade antiga correspondente e equivale a 10 milijoules por quilograma. Cem rad equivalem a um gray.
A dose equivalente leva em conta o tipo de radiação e seu efeito biológico sobre os tecidos humanos. Para raios X, o fator de ponderação da radiação é 1, de modo que a dose equivalente em sieverts tem o mesmo valor numérico da dose absorvida em grays no tecido considerado.
O rem é uma unidade antiga de dose equivalente. Para raios X, uma dose absorvida de um rad corresponde a uma dose equivalente de um rem. Cem rem equivalem a 1 Sv.
O sievert, Sv, é a unidade do Sistema Internacional para a dose equivalente e para a dose efetiva. Embora 1 Gy de raios X num tecido corresponda a 1 Sv de dose equivalente nesse tecido, a dose efetiva costuma ter outro valor, pois também considera a sensibilidade dos órgãos irradiados.
↑Filler A (2009). «The History, Development and Impact of Computed Imaging in Neurological Diagnosis and Neurosurgery: CT, MRI, and DTI». Nature Precedings. doi:10.1038/npre.2009.3267.4 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Helmholtz, Hermann von (1893). «Electromagnetische Theorie der Farbenzerstreuung». Annalen der Physik und Chemie. 48: 389–405, 723–725
↑Walden, T L (dezembro de 1991). «The first radiation accident in America: a centennial account of the x-ray photograph made in 1890.». Radiology. 181 (3): 635–639. PMID1947073. doi:10.1148/radiology.181.3.1947073
↑Wyman, Thomas (2005). «Fernando Sanford and the Discovery of X-rays». Associates of the Stanford University Libraries. Imprint: 5–15
12Hrabak M, Padovan RS, Kralik M, Ozretic D, Potocki K (julho de 2008). «Scenes from the past: Nikola Tesla and the discovery of X-rays». Radiographics. 28 (4): 1189–1192. PMID18635636. doi:10.1148/rg.284075206 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Chadda PK (2009). Hydroenergy and Its Energy Potential. [S.l.]: Pinnacle Technology. p.88. ISBN978-1-61820-149-2 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Tesla desenvolveu um tubo de raios X com um único eletrodo. Morton, William James; Hammer, Edwin W. (1896). The X Ray; or, Photography of the Invisible and Its Value in Surgery. [S.l.]: American Technical Book Co. p.68 Patentes norte-americanas 514170, "Incandescent Electric Light", e 454622, "System of Electric Lighting". Esses tubos não tinham eletrodo-alvo e eram alimentados por uma bobina de Tesla.
↑Stanton A (23 de janeiro de 1896). «Wilhelm Conrad Röntgen On a New Kind of Rays: translation of a paper read before the Würzburg Physical and Medical Society, 1895». Nature. 53 (1369): 274–6. Bibcode:1896Natur..53R.274.. doi:10.1038/053274b0 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link) Ver também as páginas 268 e 276 do mesmo número.
↑Garcia, J.; Buchwald, N. A.; Feder, B. H.; Koelling, R. A.; Tedrow, L. (1964). «Sensitivity of the head to X-ray». Science. 144 (3625): 1470–1472. Bibcode:1964Sci...144.1470G. ISSN0036-8075. PMID14171545. doi:10.1126/science.144.3625.1470. Ratos foram treinados para responder a sinais formados por doses muito baixas de raios qui dirigidas à cabeça.
↑Baganha, M. F.; Marques, M. A.; Botelho, M. F.; Teixeira, M. L.; Carvalheira, V.; Calisto, J.; Silva, A.; Fernandes, A.; Torres, M.; Brito, J. (1993). «Tomodensitometry and radioisotopic methods in the study of unilateral lung hyperlucencies of vascular origin». Acta Médica Portuguesa. 6 (1): 19–24. PMID8475784
123Frame P. «Wilhelm Röntgen and the Invisible Light». Tales from the Atomic Age. Oak Ridge Associated Universities. Consultado em 11 de outubro de 2021 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Sample S (27 de março de 2007). «X-Rays». The Electromagnetic Spectrum. NASA. Consultado em 3 de dezembro de 2007. Arquivado do original em 25 de dezembro de 2018 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Glasser, Otto (1958). Dr. W.C. Röntgen. [S.l.]: Thomas. OCLC598678738
↑Natale, Simone (novembro de 2011). «THE INVISIBLE MADE VISIBLE: X-rays as attraction and visual medium at the end of the nineteenth century». Media History. 17 (4): 345–358. doi:10.1080/13688804.2011.602856. hdl:2134/19408
↑Natale S (4 de agosto de 2011). «A Cosmology of Invisible Fluids: Wireless, X-Rays, and Psychical Research Around 1900». Canadian Journal of Communication. 36 (2): 263–276. doi:10.22230/cjc.2011v36n2a2368. hdl:2318/1770480 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Grove AW (1997). «Röntgen's ghosts: photography, X-rays, and the Victorian imagination». Literature and Medicine. 16 (2): 141–173. PMID9368224. doi:10.1353/lm.1997.0016 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Karlsson EB (9 de fevereiro de 2000). «The Nobel Prizes in Physics 1901–2000». Estocolmo: The Nobel Foundation. Consultado em 24 de novembro de 2011 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
123456Feldman A (novembro de 1989). «A sketch of the technical history of radiology from 1896 to 1920». Radiographics. 9 (6): 1113–1128. PMID2685937. doi:10.1148/radiographics.9.6.2685937 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Mayba, Ihor I.; Gaiua, Roman; Kyle, Robert A.; Shampo, Marc A. (julho de 1997). «Ukrainian Physicist Contributes to the Discovery of X-Rays». Mayo Clinic Proceedings. 72 (7): 658. PMID9212769. doi:10.1016/S0025-6196(11)63573-8
12Spiegel PK (janeiro de 1995). «The first clinical X-ray made in America—100 years». AJR. American Journal of Roentgenology. 164 (1): 241–243. PMID7998549. doi:10.2214/ajr.164.1.7998549 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑«Thomas Edison's Fluorescent Lamp» (em inglês). National Museum of American History, Smithsonian Institution. Consultado em 12 de setembro de 2026
↑Rupke, Nicolaas A. (2009). Eminent Lives in Twentieth-Century Science and Religion. [S.l.]: Peter Lang. p.300. ISBN3631581203
↑Fleming WL (1909). The South in the Building of the Nation: Biography A-J. [S.l.]: Pelican Publishing. p.300. ISBN978-1-58980-946-8 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑California, San Francisco Area Funeral Home Records, 1835–1979. Base de dados com imagens, FamilySearch. Jacob Fleischman no registro de Elizabeth Aschheim, de 3 de agosto de 1905. Funerária J. S. Godeau, São Francisco, Califórnia. Livro de registros, v. 6, p. 1–400, 1904–1906. San Francisco Public Library, San Francisco History and Archive Center.
↑«Aschheim». São Francisco, Califórnia. San Francisco Examiner (Obituário). 5 de agosto de 1905
↑«Obituary Notice. Elizabeth Fleischmann». San Francisco Chronicle (Obituário): 10. 5 de agosto de 1905
↑«THE X-RAY MARTYR.». Tasmânia, Austrália. The Mercury. XC (11.986): 3. 17 de agosto de 1908. Consultado em 13 de novembro de 2025– via National Library of Australia
↑Stoddart, Charlotte (março de 2022). «Structural biology: How proteins got their close-up». Knowable Magazine. doi:10.1146/knowable-022822-1
↑Soltis, Tomas; Folan, Lorcan M.; Eltareb, Waleed (maio de 2017). «One hundred years of Moseley's law: An undergraduate experiment with relativistic effects». American Journal of Physics. 85 (5): 352–358. Bibcode:2017AmJPh..85..352S. doi:10.1119/1.4977793
↑Feynman R, Leighton R, Sands M (1963). The Feynman Lectures on Physics. 1. Estados Unidos: Addison-Wesley. pp.2–8. ISBN978-0-201-02116-5 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
123Bushberg, Jerrold T.; Seibert, J. Anthony; Leidholdt, Edwin M.; Boone, John M. (2002). The essential physics of medical imaging. [S.l.]: Lippincott Williams & Wilkins. p.42. ISBN978-0-683-30118-2
↑Bushberg, Jerrold T.; Seibert, J. Anthony; Leidholdt, Edwin M.; Boone, John M. (2002). The essential physics of medical imaging. [S.l.]: Lippincott Williams & Wilkins. p.38. ISBN978-0-683-30118-2
↑Camara, Carlos G.; Escobar, Juan V.; Hird, Jonathan R.; Putterman, Seth J. (outubro de 2008). «Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick–slip friction in peeling tape». Nature. 455 (7216): 1089–1092. Bibcode:2008Natur.455.1089C. doi:10.1038/nature07378
↑Köhn, Christoph; Ebert, Ute (janeiro de 2014). «Angular distribution of Bremsstrahlung photons and of positrons for calculations of terrestrial gamma-ray flashes and positron beams». Atmospheric Research. 135–136: 432–465. Bibcode:2014AtmRe.135..432K. arXiv:1202.4879. doi:10.1016/j.atmosres.2013.03.012
↑Cooray V, Arevalo L, Rahman M, Dwyer J, Rassoul H (2009). «On the possible origin of X-rays in long laboratory sparks». Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 71 (17–18): 1890–1898. Bibcode:2009JASTP..71.1890C. doi:10.1016/j.jastp.2009.07.010 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Thomas, Adrian M.K. (agosto de 2007). «The first 50 years of military radiology 1895–1945». European Journal of Radiology. 63 (2): 214–219. PMID17629432. doi:10.1016/j.ejrad.2007.05.024
12Roobottom CA, Mitchell G, Morgan-Hughes G (novembro de 2010). «Radiation-reduction strategies in cardiac computed tomographic angiography». Clinical Radiology. 65 (11): 859–867. PMID20933639. doi:10.1016/j.crad.2010.04.021. Dos cinco bilhões de exames de imagem realizados no mundo... !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
12Schauer, David A.; Linton, Orhan W. (julho de 2009). «NCRP Report No. 160, Ionizing Radiation Exposure of the Population of the United States, medical exposure—are we doing less with more, and is there a role for health physicists?». Health Physics. 97 (1): 1–5. PMID19509507. doi:10.1097/01.HP.0000356672.44380.b7
↑Rhinehart, D. A. (dezembro de 1931). «Air and Gas in the Soft Tissues: A Radiologic Study». Radiology. 17 (6): 1158–1170. doi:10.1148/17.6.1158
12Davros, William J. (abril de 2007). «Fluoroscopy: basic science, optimal use, and patient/operator protection». Techniques in Regional Anesthesia and Pain Management. 11 (2): 44–54. doi:10.1053/j.trap.2007.02.005
↑Vidal V, Louis G, Bartoli JM, Sielezneff I (março de 2014). «Embolization of the hemorrhoidal arteries (the emborrhoid technique): a new concept and challenge for interventional radiology». Diagnostic and Interventional Imaging. 95 (3): 307–315. PMID24589187. doi:10.1016/j.diii.2014.01.016 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Hill R, Healy B, Holloway L, Kuncic Z, Thwaites D, Baldock C (março de 2014). «Advances in kilovoltage x-ray beam dosimetry». Physics in Medicine and Biology. 59 (6): R183–R231. Bibcode:2014PMB....59R.183H. PMID24584183. doi:10.1088/0031-9155/59/6/r183 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Thwaites DI, Tuohy JB (julho de 2006). «Back to the future: the history and development of the clinical linear accelerator». Physics in Medicine and Biology. 51 (13): R343–R362. Bibcode:2006PMB....51R.343T. PMID16790912. doi:10.1088/0031-9155/51/13/R20 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Hall EJ, Brenner DJ (maio de 2008). «Cancer risks from diagnostic radiology». The British Journal of Radiology. 81 (965): 362–378. PMID18440940. doi:10.1259/bjr/01948454 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑De Santis M, Cesari E, Nobili E, Straface G, Cavaliere AF, Caruso A (setembro de 2007). «Radiation effects on development». Birth Defects Research. Part C, Embryo Today. 81 (3): 177–182. PMID17963274. doi:10.1002/bdrc.20099 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
123Brenner DJ, Hall EJ (novembro de 2007). «Computed tomography—an increasing source of radiation exposure». The New England Journal of Medicine. 357 (22): 2277–2284. PMID18046031. doi:10.1056/NEJMra072149 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑National Council on Radiation Protection and Measurements (2018). Implications of Recent Epidemiologic Studies for the Linear-Nonthreshold Model and Radiation Protection. Col: NCRP Commentary. 27. Bethesda: National Council on Radiation Protection and Measurements. ISBN978-1-944888-02-2
↑«Radiation and health» (em inglês). Organização Mundial da Saúde. 7 de julho de 2023. Consultado em 11 de setembro de 2026
123«Radiation Dose from X-Ray and CT Exams» (em inglês). Radiological Society of North America e American College of Radiology. 15 de abril de 2025. Consultado em 12 de setembro de 2026
↑Gregory KJ, Bibbo G, Pattison JE (agosto de 2008). «On the Uncertainties in Effective Dose Estimates of Adult CT Head Scans». Medical Physics. 35 (8): 3501–3510. Bibcode:2008MedPh..35.3501G. PMID18777910. doi:10.1118/1.2952359 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Chalkley M, Listl S (março de 2018). «First do no harm – The impact of financial incentives on dental X-rays». Journal of Health Economics. 58: 1–9. PMID29408150. doi:10.1016/j.jhealeco.2017.12.005. hdl:2066/190628 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Monico L, Van der Snickt G, Janssens K, De Nolf W, Miliani C, Verbeeck J, Tian H, Tan H, Dik J, Radepont M, Cotte M (fevereiro de 2011). «Degradation process of lead chromate in paintings by Vincent van Gogh studied by means of synchrotron X-ray spectromicroscopy and related methods. 1. Artificially aged model samples». Analytical Chemistry. 83 (4): 1214–1223. Bibcode:2011AnaCh..83.1214M. PMID21314201. doi:10.1021/ac102424h !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑Monico L, Van der Snickt G, Janssens K, De Nolf W, Miliani C, Dik J, Radepont M, Hendriks E, Geldof M, Cotte M (fevereiro de 2011). «Degradation process of lead chromate in paintings by Vincent van Gogh studied by means of synchrotron X-ray spectromicroscopy and related methods. 2. Original paint layer samples». Analytical Chemistry. 83 (4): 1224–1231. Bibcode:2011AnaCh..83.1224M. PMID21314202. doi:10.1021/ac1025122 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
↑«X-Rays». National Gallery, London. Consultado em 27 de maio de 2025
↑«Radiography for Art». Cultural Heritage Science Open Source. 20 de março de 2013. Consultado em 27 de maio de 2025
↑Ahi, Kiarash; Anwar, Mehdi (2016). Anwar, Mehdi F.; Crowe, Thomas W.; Manzur, Tariq, eds. Advanced terahertz techniques for quality control and counterfeit detection. Terahertz Physics, Devices, and Systems X: Advanced Applications in Industry and Defense. 9856. pp.98560G. doi:10.1117/12.2228684
↑Lapidus, S. M. (1976). «The tricho system: hypertrichosis, radiation, and cancer». Journal of Surgical Oncology. 8 (3): 267–274. PMID778495. doi:10.1002/jso.2930080314
↑Selvik, G (1989). «Roentgen stereophotogrammetry. A method for the study of the kinematics of the skeletal system.». Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum. 232: 1–51. PMID2686344
Filler A (2009). «The History, Development and Impact of Computed Imaging in Neurological Diagnosis and Neurosurgery: CT, MRI, and DTI». Nature Precedings (em inglês). doi:10.1038/npre.2009.3267.4 !CS1 manut: Usa parâmetro autores (link)
