El técnico Erik Ibarra en una actitud de cortesía nos brindó ayuda en el tema
Sistema de rayos X de radioterapia:
Un ánodo y un cátodo, cátodo negativo, ánodo positivo. A un tubo de vacío, que se logra mediante una bomba de extracción iónica, se le aplica una diferencia de potencial que es una tensión baja, luego con un transformador se transforma ese bajo voltaje en un alto voltaje y entonces se aplica una diferencia de potencial en el vacío. El cátodo negativo es un filamento incandescente que se calienta, y al calentarlo en el vacío se generan electrones, esto se da por un principio al que se le denomina termoiónico. Y estos electrones por la diferencia de potencial que se encuentra en ese lugar van a tender a acelerarse contra el ánodo positivo, el cual debe ser de un material de un número z (atómico) elevado, generalmente se utilizan tungsteno o wolframio. Los electrones luego de ser acelerados colisionan contra el ánodo y forman rayos x, los rayos x es una radiación que se puede formar de dos maneras, es decir, hay dos tipos de radiaciones que se forman al momento de la colisión, la primera es la radiación de frenado, ya que, toda la energía cinética que tienen por el movimiento, y como se sabe esa energía va a transformarse, de la misma un 99% se consume en forma de calor y el 1% restante se emite en forma de radiación de frenado. El electrón cuando colisiona, la energía que pierde a parte del calor emite un fotón, y en el gran número de electrones que colisionan, son los fotones que se emiten y estos fotones emitidos son los denominados Rayos X.
La segunda posibilidad, el segundo tipo de radiación es la radiación característica de cada material, que en el caso estudiado es el wolframio o tungsteno. Al electrón chocar con el ánodo, otro efecto que produce es que puede arrancarle electrones al material y esto hace que este átomo de wolframio forme un ion, positivo en este caso por el hecho de perder un electrón negativo, lo que el átomo tenderá a hacer es volver a su forma estable, por lo tanto el mismo reordena sus capas de electrones, cubriendo el espacio que deja libre el electrón y esa diferencia de energía entre las capas es la que se emite en forma de fotón y eso es a lo que se llama radiación característica de dicho material. De todas formas esa radiación se da en menor magnitud que la de frenado y además no es la que se utiliza para los tratamientos de radioterapia.
Kilovolts:
Como el kilovoltaje que se aplicaba era muy poco para lo que se necesita en un tratamiento, al la energía ser poca los electrones y la radiación van a tener unos pocos kilo electrón volts, porque a nivel atómico se pasa a otra unidad, al electrón volt que es lo que se utiliza para terapia
Electrón Volt: es la energía cinética que adquiere un electrón al ser acelerado en un campo eléctrico con una diferencia de potencial de 1 volt.
Luego esos aceleradores llamados catódicos fueron reemplazados por los aceleradores llamados bombas de cobalto, el mismo se utiliza usando un elemento radiactivo, en este caso el cobalto 60.
Al cobalto 59 natural se lo bombardea con neutrones y se obtiene cobalto 60 el cual es activo y tiene una actividad determinada y este cobalto 60 para volver a su condición metaestable sufre una desintegración conocida, se da una desintegración beta, la cual no es utilizada. Continuando, mediante esa desintegración beta el átomo decae a níquel 60, el níquel 60 sigue siendo activo pero mediante una desintegración gamma decae a níquel 60 estable y esa desintegración gamma es la que se va a utilizar para terapia.
La intensidad de los rayos gamma que se utilizan en cobalto 60 es mayor a la de los tubos catódicos de rayos x.
Al decaer estos rayos gamma tienen una media de 1,25 mega electrón volts, 10 veces más que en los tubos catódicos (en los cuales únicamente se llega a kilo electrón volts).
Luego, aproximadamente en los años 40 comienzan a aparecer los aceleradores lineales.
Los mismos con la base de los aceleradores catódicos, lo que se hace es integrar al circuito un amplificador de potencia que transforma los kilo electrón volts en mega electrón volts.
Pero para realizar la radioterapia seguía siendo necesaria aumentar la aceleración de los electrones para generar mayor energía y realizar mejores tratamientos y entonces alrededor de los años 60 entra la guía aceleradora.
Entonces luego de los pasos anteriormente descritos en el funcionamiento de un acelerador catódico, el gran éxito científico fue lograr introducir la guía aceleradora la cual consta de determinada cantidad de cavidades de resonancia en las cuales se crean campos eléctricos alternos, Además vale agregar que se hace un agujero en el ánodo para que los electrones en lugar de colisionar pasen a través del mismo e ingresen en esta guía, allí lo que el electrón encuentra es un campo eléctrico a favor y hace que este se acelere, mientras el mismo pasa por las distintas cavidades lo que hace es ir ganando aceleración continuamente y se forman lo que se llama paquete de electrones, los cuales se encuentran viajando con la misma velocidad y con igual sentido y dirección, pero con diferente energía. Entonces al final de la guía lo que se coloca son electro imanes, los cuales hacen girar a los electrones, y, los que se encuentren con mayor energía realizarán una curva de mayor amplitud, llegando finalmente a la salida de esta ventana de electrones teniendo todos la misma energía cinética.
Luego de que los electrones salen de la cinta lo que se debe hacer es colocar la pista adecuada teniendo en cuenta la patología a tratar, se tienen dos opciones, utilizar un haz de electrones o un haz de fotones (rayos x) vale agregar que también se puede decidir la cantidad de mega electrón volt que voy a necesitar, la amplitud y la forma del campo que abarca el haz (a través de colimadores), etc.
El grupo agradece la colaboración del técnico que servicialmente nos brindó ayuda a la hora de abordar el tema
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