Raggi X: Fisica, Proprietà, Usi Medici e Sicurezza

I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche ionizzanti (λ = 0,01-10 nm, E = 124 eV-124 keV) prodotte da rapida decelerazione elettroni (bremsstrahlung) o transizioni gusci elettronici (caratteristici).

Proprietà Chiave

• Penetrazione: Inversamente correlata a densità (osso > tessuti molli > aria). Base per contrasto.
• Ionizzazione: Espelle elettroni orbitali → radicali liberi → danno DNA (effetti stocastici e deterministici).
• Divergenza: Sorgente puntiforme → ingrandimento geometrico; minimizzato aumentando SID (distanza sorgente-immagine).
• Attenuazione: Esponenziale (Birra-Lambert): I = I₀e^(-μx). μ dipende da Z, ρ, E.

Produzione (Tubo Radiogeno)

• Catodo: filamento riscaldato → emissione termionica.
• Anodo: bersaglio tungsteno rotante (alto Z, alto punto fusione).
• Alta tensione (kVp) accelera elettroni; mA × tempo (mAs) controlla quantità.
• Filtrazione (Al) rimuove fotoni bassa energia (riduzione dose cute).

Applicazioni Mediche

• Radiografia (RX torace, arti, addome).
• Fluoroscopia (tempo reale: GI, sala emodinamica, procedure algologiche).
• TC (sezioni trasversali, ricostruzione 3D).
• Mammografia (bassa energia, alto contrasto).
• DEXA (densitometria ossea).
• Radioterapia (acceleratore lineare, range MeV).

Sicurezza: ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

• Giustificazione (beneficio > rischio).
• Ottimizzazione (kVp, mAs, collimazione, filtrazione, schermatura, distanza).
• Monitoraggio dose (dosimetro, DLP, CTDI).
• Popolazioni speciali: gravidanza (schermare addome), pediatria (protocolli size-adjusted).

Usi Non Medici

• Screening sicurezza (backscatter, trasmissione).
• NDT industriale (saldature, fusioni, compositi).
• Cristallografia, astronomia, analisi opere d'arte.