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Prof. Alejandro R. Padilla Profesor en la cátedra de Radiología Oral y Maxilo-Facial Facultad de Odontología Universidad de Los Andes Mérida-Venezuela

Dr. Axel Ruprecht Profesor y Jefe Radiología Oral y Maxilofacial Profesor de Anatomía y Biología Celular Universidad de Iowa USA

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Introducción Diariamente estamos expuestos a una cantidad de radiación o energía tan importante como son los rayos del sol. Por lo tanto se hace imprescindible comprender la física y la biología de estos tipos de radiaciones, para entender como se producen los cambios que suceden a nuestro alrededor, y aún mas, en nosotros mismos. Antes conoceremos algunos términos necesarios:

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Radiobiología Rama de la biología, (ciencia de la vida) que estudia los efectos beneficiosos y adversos de la radiación ionizante sobre los organismos vivos.

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Radiación Propagación de la energía a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas, o en forma de partículas subatómicas.

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Radioactividad-radiactividad La radioactividad es un fenómeno físico natural por el cual algunas sustancias o elementos químicos emiten radiaciones espontáneamente (radioactivos). Estos tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos, entre otras propiedades .

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Radioactividad-radiactividad La radioactividad no se puede percibir por ninguno de los sentidos, pero si puede ser detectada, medida y controlada. La encontramos en los hogares, en el aire, alimentos, en la propia tierra, incluso dentro de nuestro cuerpo.

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Radioactividad-radiactividad Un 80% de la radiación que recibimos proviene de fuentes naturales, mientras que el resto proviene de las actividades humanas, fuentes artificiales.

La fuente más conocida de la radiación artificial es la proveniente de la aplicación médica.

La tierra es radioactiva por naturaleza, y estamos expuesto a la radiación provenientes de la rocas y suelos. www.radiologiaoral.me

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Radiación particulada La radiación de partículas es la radiación de energía que se propaga en el espacio en forma de partículas subatómicas moviéndose a gran velocidad. A la radiación de partículas se la denomina haz de partículas, si las partículas se mueven en la misma dirección, similar a un haz de luz.

alfa

beta

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Radiación electromagnética Es el movimiento de la energía a través del espacio en forma de ondas, en una combinación de campo eléctrico y campo magnético.

alfa

Radiación electromagnética beta

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Espectro electromagnético

Conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio de manera ondulatorias y velocidad constante, (aproximadamente 300.000 km/s). Se dividen en luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, radiofrecuencia y microondas. Cada onda se diferencia en la frecuencia (número de longitud de onda en una unidad de tiempo) y la longitud de onda (distancia entre dos ondas sucesivas).

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-

+

+

-

Mientras mayor sea la longitud de onda, la energía es menor. Y a menor longitud de ondas, la energía es superior y el poder de penetración es mayor. www.radiologiaoral.me

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Longitud de onda - frecuencia Longitud de onda

Frecuencia

Frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales. Cada onda lleva asociada una energía, que es directamente proporcional a la frecuencia, por lo tanto, a mayor frecuencia menor es la longitud de onda y mayor es la energía transportada. www.radiologiaoral.me

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E1/ Energía (E) es inversamente proporcional a la longitud de onda (

).

La energía aumenta al disminuir la longitud de onda. La longitud de ondas se expresa con la letra griega lambda y se mide en nanómetros.

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Radiaci贸n ionizante y no ionizante Las radiaciones particuladas o las electromagn茅ticas se clasifican de acuerdo a su frecuencia y efectos biol贸gicos en:

Radiaciones ionizantes Radiaciones no ionizantes

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Radiación ionizante

La interacción de la radiación con la materia se produce por colisión de esta con los núcleos, electrones o partículas libres de la materia produciendose un fenómeno llamado ionización. En otras palabras, las radiaciones ionizantes son una forma energía de naturaleza corpuscular o electromagnética capaz de producir iones en los átomos de la materia con la cual entra en contacto.

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Ionización Proceso a través del cual se quita un electrón de un átomo eléctricamente neutro para producir un par de iones.

Un ión es un átomo o la partícula subatómica con una carga positiva o negativa. Ión (+) La materia se ioniza al interactuar con radiaciones α, β, ɣ, o x.

Ión

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( -)

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Radiación Ionizante

Particuladas

Consiste en

Tenemos las

partículas que

partículas alfa

tienen masa y

(núcleos de helio)

viajan a altas

velocidades.

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y electrones o rayos beta.

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Radiación Ionizante

Electromagnética

Los rayos x son producidos por

una máquina y a nivel extranuclear.

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Los rayos gamma son producidos por la desexcitación nuclear en materiales radioactivos. Ninguno tiene masa.

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Partícula alfa (a)

Partícula cargada positivamente y emitida por ciertas sustancias radioactivas.

Concepto

Consiste en dos protones y dos neutrones, y puede convertirse en un átomo de helio por la adquisición de dos electrones.

n

p

n

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p

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Partícula alpha (a) • Corriente de partículas alfa. • Rango corto en los tejidos.

Características

• Particulas de baja velocidad, lentas y pesadas • Alta • Produce ionización • Puede ser detenida por una simple hoja de papel.

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Transferencia de energía lineal 1

2

(TEL) es la cantidad de

Las radiaciones con baja TEL provocan ligera ionización a lo largo de su recorrido, (rayos X), mientras que las radiaciones con alta TEL provocan ionización densa en su recorrido

energía que se deposita en la materia cuando interacciona con las radiaciones ionizantes.

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3 Las radiaciones electromagnética tienen baja TEL y las radiaciones de partículas tiene alta TEL

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Transferencia de energía lineal

La penetración de las partículas alfa es pequeña, pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica. Ellas arrastra a los electrones de los átomos por donde pasan, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida. www.radiologiaoral.me

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Partícula beta (b)

Partícula emitida por sustancias radioactivas.

Concepto

e

ciertas

Consiste en un electrón (-) o positrón (+) expulsado a alta velocidad desde un nucleo que experimenta desintegración beta. e

e e e e e e e e

e e

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Partícula beta (b) • Corriente de partículas beta. • Rango variable en los tejidos, usualmente mayor que el alfa.

Características

• Particulas con mayor velocidad que las alfa. • Menos peso, más liviana • Menor transferencia de energía lineal. • Produce ionización (menor que las alfa) • Puede ser detenida por una lámina de aluminio.

e

e

e e e e e e e e

e e

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Transferencia de energía lineal

Rayos (a)

Rayos (b)

papel www.radiologiaoral.me

aluminio HECHO EL DEPOSITO LEY Deposito Legal: 1fi07420136172674 Derechos Reservados © 2013-2014 A. Padilla


Transferencia de energía lineal

Las partículas beta no son tan ionizantes como las partículas alfa debido a su bajo peso y su única carga negativa. Ellas ionizan los materiales por medio de una colisión directa con los electrones de los átomos, mientras que las partículas alfa solamente tienen que pasar cerca de los electrones atómicos para crear iones. www.radiologiaoral.me

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Rayos gamma (g)

Radiación electromagnética de gran poder de penetración, emitida por el nucleo de una sustancia radioactiva.

Concepto

Similar a los rayos x, y puede tener la misma longitud de onda, y por ende energía, o menor longitud de onda con mayor energía.

Las partículas alfa son débiles, no pueden atravesar el papel, las partículas beta atraviesan el papel, pero no el metal delgado ni el plástico. En cambio, el rayo gamma es capaz de atravesar incluso el metal duro.

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Transferencia de energía lineal

Rayos (a)

Rayos (b)

Rayos (x) (g)

Rayos (n) Los neutrones tienen mayor capacidad de penetración que los rayos gamma, y sólo puede detenerlos una gruesa barrera de hormigón, agua o parafina. HECHO EL DEPOSITO LEY www.radiologiaoral.me

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Rayos X

Concepto

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Es una forma de radiación o energía ionizante electromagnética que se transporta en el espacio en forma de ondas o partículas denominadas fotones o quantum

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Rayos X

Concepto

Radiación electromagnética de gran poder de penetración, producido por el bombardeo de una sustancia (usualmente un metal pesado) por una corriente de electrones a alta velocidad, usualmente en un tubo al vacio. La longitud de onda usualmente menor a los 2 Å.

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es

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Rayos X

Características

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• Penetran cuerpos opacos • Sensibilizan películas radiográficas • Producen fluorescencia • Alteran las funciones vitales celulares • Viajan a la velocidad de la luz • No pueden ser o • Son divergentes • Viajan en línea recta • Invisibles • No tienen masa, ni carga, ni peso

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Radiación electromagnética

luz

rayos x

Los rayos x viajan a la velocidad de la luz, en línea recta y son divergentes pero a diferencia de la luz, son invisibles. www.radiologiaoral.me

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Radiación electromagnética

vidrio

madera

plomo

Los rayos x tienen capacidad de penetrar cuerpos opacos y solo serán detenidos por materiales que tenga un alto número atómico, espesor y densidad. www.radiologiaoral.me

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Radiación electromagnética

Los rayos x tienen al igual que la luz la capacidad de sensibilizar las películas fotográficas y radiográficas. www.radiologiaoral.me

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Radiación electromagnética

(-)

Efecto biológico

(+)

A diferencia de la luz, los rayos x pueden producir ionización, y alterar las funciones vitales de tejidos y órganos. www.radiologiaoral.me

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Radiación electromagnética

Los rayos x son capaces al entrar en contacto con algunos materiales, de producir fluorescencia.

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Fuentes de radiación Radón

Cósmica Rocas/suelo Alimentos/agua Rayos x- Médico Medicine nuclear Productos de consumo Otras fuentes

Fuentes naturales y artificiales de radiación

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Radiación natural Es la radiación ambiental a que somos expuestos a diario. Esta compuesto tanto de fuentes externas como de internas.

Cósmica: La radiación cósmica es la radiación ionizante del espacio. Exposición aumenta a mayor altitud y durante viajes aéreos. Terrestre: La radiación terrestre resulta de materiales radiactivos en el suelo y rocas. Puede ser incorporado en algunos materiales de edificio.

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La exposición aumenta a mayor altitud y durante viajes aéreos. Un pasajero recibe en una hora, 4 veces más radiación que la recibida en la industria nuclear en un año.

Radiación cósmica La radiación cósmica es una radiación ionizante que proviene del espacio exterior .

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Bertholletia excelsa

Las nueces de Brasil Bertholletia excelsa pueden contener pequeñas cantidades de radio, un elemento químico radioactivo. Esto no se debe a niveles elevados de radio en el suelo, sino al extremadamente extenso sistema de raíces subterráneas del árbol. www.radiologiaoral.me

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Radiación natural Radón: El Radón es una de las principales sustancias que contribuye a la dosis que recibimos de manera natural. El Radón es un gas noble que se filtra hasta el interior de nuestras casas desde el subsuelo. El radón y sus productos de decaimiento entran en nuestras casas vía la atmósfera y el agua. La inhalación de estos productos contribuye más de la mitad de nuestra irradiación media anual. Alimentos/agua: Un poco de los alimentos y el agua que ingerimos contiene materiales radiactivos.

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Radiación natural

Radón

El radón está en la naturaleza principalmente en forma gaseosa. Las personas están principalmente expuestas al radón a través de la respiración de aire. Los niveles de radón en el aire exterior son generalmente bastante bajos, pero en áreas cerradas los niveles de radón en el aire pueden ser más altos. En las casas, las escuelas y los edificios los niveles de radón están incrementados porque el radón entra a través de grietas en los cimientos y en los sótanos. Por si solo y en combinación con el humo del cigarrillo, es considerado como la segunda causa principal del cáncer de pulmón en los EEUU. www.radiologiaoral.me

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Radiación natural

Radiación gamma natural

La tierra y los edificios emiten esta radiación, la más dañina. Todos recibimos continuamente estas ondas electromagnéticas de alto poder. La tierra tiene radiactividad natural, y puesto que gran cantidad de los productos y materiales que utilizamos en nuestra vida cotidiana procede de ella, también aquellos emiten rayos gamma, en el exterior y en el interior de los edificios. www.radiologiaoral.me

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Radiación artificial La radiación artificial esta conformada por: Rayos X médicos y dental: Rayos X diagnósticos son el componente principal de radiación artificial, su uso terapéutico contribuye en una pequeña parte. Medicina nuclear: Diagnóstico y terapéutico Productos de consumo: Porcelana dental, alarmas de humo, televisiones, inspecciones de aeropuerto, lámpara de gas, reloj LCD, Tv, computadoras, marcapaso, etc...

Otras Fuentes: principalmente precipitación nuclear

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Radiación artificial

Los rayos X son usados en la inspección de soldadura para asegurar la calidad en la Construcción, estructuras metal mecánicas, transporte o refinación.

La irradiación se aplica a frutas, verduras, carnes, pescados y alimentos precocinados con el fin de esterilizarlos, y prolongar la vida útil del alimento.

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Radiación artificial Rayos X médicos y dental

En odontología permiten observar el número, estructura y posición de dientes y maxilares, además de que permiten revelar la presencia de patologías que a simple vista no la vemos.

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Radiación artificial Rayos X médicos y dental

A través de los rayos x realizamos tomografías que permite crear con rapidez imágenes detalladas del cuerpo.

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En la radioterapia los rayos X ocasionan muerte de aquellas células que se reproducen con mayor rapidez, como son las cancerosas.

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Radiación artificial

Las fuentes de radiación artificial constituyen una pequeña fracción de la cantidad total de radiación a que estamos expuestos. La mayor contribución proviene de los rayos X médicos. www.radiologiaoral.me

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Otras fuentes de radiación

También existen fuentes de radiaciones creadas por el hombre, como pueden ser los reactores nucleares.

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Otras fuentes de radiación

Deposición de partículas radiactivas, liberadas en la atmósfera por explosiones nucleares o escapes de instalaciones y centrales nucleares, sobre la superficie de la tierra. www.radiologiaoral.me

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Otras fuentes de radiaci贸n

El accidente de Fukushima es el m谩s grave que ha conocido hasta ahora Jap贸n y la humanidad.

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Referencias Radiología Oral. Principios e interpretación. White & Pharoah Fundamentos de Radiología dental. Eric Whaites http://3tris3tigres.blogspot.com/2008/01/la-radioactividad-en-nuestrasvidas.html.

http://www.edumedia-sciences.com/es/a185-onda-electromagnetica . http://grupoecologistacp.blogspot.com/2011_03_01_archive.html es.wikipedia.org

1990 Recommendation of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publ. 60, Annalls of the ICRP 21, 1990.

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Ejercicios

Prof. Alejandro R. Padilla Profesor cátedra de Radiología Oral y Maxilo-Facial Facultad de Odontología Universidad de Los Andes Mérida-Venezuela

Dr. Axel Ruprecht Profesor y Jefe Radiología Oral y Maxilofacial Profesor de Anatomía y Biología Celular Universidad de Iowa USA

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Rayos x radiacion