Efeito Fotoelétrico
Este é o fenômeno mais desejado no radiodiagnóstico, pois é o responsável pela formação das imagens.
Como assim?
Para explicar melhor precisamos resgatar o conceito intuitivo de formação da imagem em filme radiográfico.
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Qual a aparência do osso na imagem? Ele aparece mais claro que os outros tecidos em sua volta.
E se considerarmos a imagem do pulmão? Ele tem tonalidades mais escuras.
Por que será que a imagem do osso é “branca” e do pulmão é “preta”?
O responsável por isso é o efeito fotoelétrico! |
Um fóton de raios X com energia um pouco maior que a energia de ligação dos elétrons da camada mais interna tem maior probabilidade de realizar o efeito fotoelétrico. Ao interagir, o fóton é totalmente absorvido (desaparece) e transfere toda sua energia (E) para o elétron mais fortemente ligado, que é ejetado de sua órbita. Este elétron é chamado de fotoelétron3.
O espaço deixado pelo fotoelétron pode ser ocupado por elétrons das camadas superiores, gerando o que chamamos de radiação característica que aparece nos espectros. Falaremos de espectros e da radiação características mais adiante no texto.
O efeito fotoelétrico é:
- inversamente proporcional ao cubo da energia dos raios X (1/E3), por isso a probabilidade de interação fotoelétrica cai rapidamente com o aumento da energia.
- diretamente proporcional ao cubo do número atômico (Z3) do material absorvedor, tendo maior probabilidade de interagir com materiais de Z alto em comparação aos de Z mais baixo. Por causa disto, podemos utilizar os materiais de contraste para melhorar a visualização em algumas estruturas, por exemplo, o tecido mole apresenta um número atômico efetivo (Zef) de 7,4, enquanto que o Bário tem Zef = 56.
Agora que entendemos como este processo acontece, podemos retomar o que falamos no início e compreender que o osso tem aparência “branca” e o pulmão, “preta”, pois o primeiro tem Zef maior que o segundo (osso = 13,8 e pulmão = 7,4), além de maior densidade o que favorece a maior absorção dos fótons incidentes que ficam retidos no osso; transmitindo poucos fótons, o filme é pouco irradiado na região dos ossos, deixando-o com a aparência “branca”; o oposto acontece com o pulmão, que, por ser preenchido com ar, é menos denso, absorve poucos e transmitindo muitos fótons, que impressionam o filme ficando com a aparência escura na região dos pulmões.
