Este documento describe los conceptos básicos de la física de los rayos X, incluyendo las definiciones de radiación, radiobiología y radioactividad. Explica las fuentes de radiación natural y artificial, los tipos de radiación ionizante y no ionizante, y proporciona detalles sobre partículas alfa, beta, rayos gamma y rayos X. Finalmente, define términos clave como número atómico, corriente eléctrica y kilovoltaje.

1. Elaborado por:
Dr. Bruno Pier Doménico
Radiólogo Oral y Maxilofacial

2. Física de los Rayos X
El uso de los estudios radiográficos constituye una parte
integral de la practica odontológica clínica, ya que se requiere
de este tipo de exámenes, en la totalidad de los pacientes
que acuden a la consulta odontológica. Esto nos lleva a que
los exámenes radiográficos se consideran como una de las
principales herramientas en el diagnostico clínico.

3. Física de los Rayos X
Por lo tanto, podemos clasificar el rango de conocimientos sobre la
radiología odontológica que se requieren, en 5 aspectos importantes:
• Principios físicos de la radiación.
• Equipos radiográficos odontológicos.
• Radioprotección.
• Técnicas radiográficas odontológicas e
• Interpretación de la imagen radiográfica.
En este capitulo, hablaremos principalmente de la Física de la
Radiación.

4. Física de los Rayos X
Debemos manejar ciertos conceptos básicos, tales como:
• Radiación (Del lat. radiatio, -ōnis ””resplandor””)*
1. f. Fís. Acción y efecto de irradiar.
2. f. Fís. Energía ondulatoria o partículas materiales que se
propagan a través del espacio.
3. f. Fís. Forma de propagarse la energía o las partículas.
Dicha energía puede propagarse en forma de ondas electromagnéticas
o en forma de partículas subatómicas.
* Diccionario de la Real Academia Española

5. Física de los Rayos X
• Radiobiología (De radio- y biología)*
1. f. Biol. Estudio de los efectos y las aplicaciones de las radiaciones
sobre los seres vivos.
Dichos efectos pueden ser beneficiosos o adversos durante su aplicación.
* Diccionario de la Real Academia Española

6. Física de los Rayos X
• Radioactividad*
1. f. Fís. Propiedad de ciertos cuerpos cuyos átomos, al desintegrarse
espontáneamente, emiten radiaciones.
Consiste en un fenómeno físico natural por lo cual algunas sustancias o
elementos químicos emiten radiaciones espontáneamente (Radiactivos).
La radioactividad no se puede percibir por ninguno de los 5 sentidos, pero
si puede ser controlada, medida y detectada.
* Diccionario de la Real Academia Española

7. Física de los Rayos X
• Radioactividad*
La podemos encontrar en nuestros hogares, en algunos alimentos, en el
aire, en la tierra y hasta en nuestro propio cuerpo.
La mayoría de la radiación que recibimos (80 %), proviene de fuentes
naturales (rocas, suelos), mientras que el restante proviene de fuentes
artificiales (aplicación médica).

8. Física de los Rayos X
FUENTES DE RADIACIÓN
1.- Radiación natural:
Es la que existe en la naturaleza sin intervención humana. Su
descubridor fue Henri Becquerel (1896).
Puede provenir de dos fuentes:
• Materiales radiactivos existentes en la Tierra desde su formación, los
llamados primigenios.
• Materiales radiactivos generados por interacción de rayos cósmicos
con materiales de la Tierra que originalmente no eran radioactivos,
los llamados cosmogénicos.

9. Física de los Rayos X
FUENTES DE RADIACIÓN
1.- Radiación Cósmica:
Es una radiación ionizante del espacio. A mayor altitud y durante los
viajes aéreos, se incrementa su exposición.
2.- Radiación Terrestre:
Proviene de materiales radiactivos localizados en el suelo y rocas.
Puede encontrarse incorporados en materiales de construcción
(Edificios).

10. Física de los Rayos X
Radiación Cósmica

11. Física de los Rayos X
Radiación Terrestre
Playas de arena
negra en Brasil
Nueces de Bertholletia Excelsa
de Brasil (Radio)

12. Física de los Rayos X
Radón:
Constituye un gas noble que se filtra hacia el interior de nuestros hogares,
proveniente del subsuelo.
Principal sustancia que contribuye a la dosis de radiación natural que
recibimos diariamente.
Su exposición, junto a la inhalación del humo del cigarro, es considerado
la segunda causa principal de cáncer de pulmón en Estados Unidos.

13. Física de los Rayos X

14. Física de los Rayos X
Radiación Gamma natural:
La Tierra y ciertas construcciones emiten este tipo de radiaciones. Es
considerada la mas dañina. La Tierra posee radiactividad natural, al igual
que muchos de los productos y materiales que utilizamos día a día en
nuestra vida cotidiana.
Todos recibimos continuamente estas ondas electromagnéticas de alto
poder.

15. Física de los Rayos X
FUENTES DE RADIACIÓN
1.- Radiación artificial:
La radiación artificial puede provenir de:
- Rayos X médicos y odontológicos.
- Medicina nuclear.
- Productos de consumo: Coronas de porcelana, alarmas de humo,
televisores, lámparas de gas, reloj LCD, entre otros.

16. Física de los Rayos X
Los Rayos X pueden ser usados
para la revisión e inspección en
construcciones.

17. Física de los Rayos X
En ciertos casos , se utilizan las
radiaciones para la esterilización
de frutas, verduras, carnes,
pescados y así alargar su tiempo
de vida útil.

18. Física de los Rayos X
En odontología y medicina,
son bien conocidos sus
usos y aplicaciones para
el diagnostico de
patologías.

19. Física de los Rayos X
TIPOS DE RADIACIÓN
1.- Radiación particulada:
Este tipo de radiación se propaga en el espacio en forma de partículas
subatómicas a una gran velocidad.

20. Física de los Rayos X
2.- Radiación electromagnética:
esta formada por la combinación de campos eléctricos y magnéticos,
que se propagan a través del espacio en forma de ondas portadoras
de energía. Las ondas electromagnéticas tienen las vibraciones
perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.
Al conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio de
manera ondulatorias y velocidad constante ( 300.000 kms/s), se les
conoce como: Espectro Electromagnético. Se dividen en: luz visible,
luz infrarroja, ultravioleta, rayos X, rayos gamma, radiofrecuencia y
microondas.

21. Física de los Rayos X

22. Física de los Rayos X
Mientras mayor sea la longitud de onda, la energía es menor. Ahora si la longitud de onda es
menor, la energía será superior y por ende el poder de penetración es mayor.

23. Física de los Rayos X
Fotón (Del gr. φῶς, φωτός phôs, phōtós 'luz' y -ón)*
1. m. Fís. Cada una de las partículas que, según la física cuántica,
constituyen la luz y en general, la radiación electromagnética.
Es la partícula elemental portadora de todas las formas de radiación
electromagnética, incluyendo a los: rayos gamma, los rayos X, la luz
ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las microondas y las ondas
de la radio.
* Diccionario de la Real Academia Española
Ion:
Un Ion es un átomo o partícula subatómica, ya sea con una carga positiva
o negativa.

24. Física de los Rayos X
Ambos tipos de radiaciones (Particulada y Electromagnética) se
clasifican a su vez, de acuerdo a su frecuencia y de acuerdo a los
efectos biológicos que produce, en:
• Radiaciones Ionizantes.
• Radiaciones No Ionizantes.

25. Física de los Rayos X
Radiaciones Ionizantes:
Son aquellas radiaciones con energía suficiente para ionizar la materia,
extrayendo los electrones de sus estados ligados al átomo. Este tipo de
radiación es capaz de producir iones en los átomos de la materia con la
cual entra en contacto.
Cuando se produce la interacción de la radiación con la materia, se
produce un choque o colisión de esta con el núcleo, electrones o con las
partículas libres de la materia, produciéndose un fenómeno llamado:
Ionización.

26. Física de los Rayos X
Ionización:
1. f. Fís. y Quím. Acción y efecto de ionizar.
2. La ionización es el fenómeno químico o físico mediante el cual se
producen iones, estos son átomos o moléculas cargadas
eléctricamente debido al exceso o falta de electrones respecto a un átomo
o molécula neutra.
3. Proceso a través del cual se quita un electrón de un átomo
eléctricamente neutro, para producir un par de iones.

27. Física de los Rayos X
Las Radiaciones particuladas consisten, como su nombre lo indica, en
partículas que tienen masa y viajan a altas velocidades.
Podemos mencionar a las Partículas Alfa (Núcleos de Helio) y electrones
o Rayos Beta.
Dentro de las Radiaciones electromagnéticas, las mas conocidas son los
Rayos X y los Rayos Gamma. Ningunas tienen masa.

28. Física de los Rayos X
Partículas Alfa:
Son partículas cargadas positivamente y
emitidas por ciertas sustancias radioactivas.
Esta constituida por 2 Protones y 2
Neutrones y si se le suman 2 electrones, se
convierte en un átomo de Helio.

29. Física de los Rayos X
Partículas Alfa:
• Tienen rango corto en los tejidos.
• Son de baja velocidad.
• Lentas y pesadas.
• Alta transferencia de energía lineal.
• Produce ionización
• Puede ser detenida por una hoja de
papel.

30. Física de los Rayos X
Partículas Beta:
• Consiste en un electrón (-) o positrón (+) expulsado a alta velocidad
desde un núcleo. Emitidas por ciertas sustancias radioactivas.
• De mayor rango y velocidad que las Alfa, pero de menor peso y mas
livianas.
• Menor transferencia de energía lineal.
• Produce ionización, pero menor que las Alfa.
• Pueden ser detenidas por el aluminio.

31. Física de los Rayos X
Rayos Gamma:
Radiación electromagnética de gran poder de penetración, la cual es
emitida por el núcleo de una sustancia radioactiva.
Son similares a los Rayos X ya que puede tener la misma longitud de
onda y por ende la misma energía o menor longitud de onda con mayor
energía.

32. Física de los Rayos X

33. Física de los Rayos X
Rayos X:
1. m. pl. Ondas electromagnéticas extraordinariamente penetrantes que
atraviesan ciertos cuerpos, producidas por la emisión de electrones
internos del átomo.
Originan impresiones fotográficas y se utilizan en medicina como un
medio de investigación y de tratamiento*
* Diccionario de la Real Academia Española

34. Física de los Rayos X
Rayos X:
Es una forma de radiación o energía ionizante electromagnética que se
desplaza por el espacio en forma de ondas o partículas denominadas:
Quantum o Fotón.
Presentan gran poder de penetración y una longitud de onda menor a los
2 A.

35. Física de los Rayos X
Características de los Rayos X:
• Penetran cuerpos opacos.
• Sensibilizan placas radiográficas.
• Producen fluorescencia.
• Viajan a la velocidad de la luz.
• Producen efectos biológicos en los seres vivos.
• Son divergentes.
• Viajan en línea recta.
• Invisibles, no se reflejan ni se refractan.
• Sin masa, ni carga ni peso.

36. Física de los Rayos X
Los Rayos X viajan
a la velocidad de la
luz, de una manera
divergente y en
línea recta, pero a
diferencia de la luz,
son invisibles.

37. Física de los Rayos X
Los Rayos X tiene
la misma capacidad
de la luz, ambas
sensibilizan las
películas
fotográficas y
radiográficas.

38. Física de los Rayos X
Los Rayos X
penetran cuerpos
opacos y solo son
detenidos por
materiales con un
alto número
atómico, espesor y
densidad.

39. Física de los Rayos X
A diferencia de la
luz, los Rayos X
producen ionización,
alterando funciones
vitales de tejidos y
órganos.

40. Física de los Rayos X
Los Rayos X, junto a la capacidad que tienen para atravesar y penetrar los
tejidos humanos, fueron descubiertos un 8 de noviembre de 1895 por Roentgen.
Los llamo Rayos X por su origen desconocido en aquel momento.
Para comprender un poco la producción y sus interacciones es imprescindible un
conocimiento básico de física atómica.
Los átomos son los bloques elementales de toda materia. Son pequeñas
partículas fundamentales que se mantienen cohesionadas por fuerzas eléctricas
y nucleares. Constan de un núcleo central, formado por: Protones y Neutrones y
rodeado por: Electrones.

41. Física de los Rayos X

42. Física de los Rayos X
Algunas definiciones que debemos conocer:
1.- Numero atómico: numero de protones ubicados en el núcleo del átomo.
2.- Numero neutrónico: numero de neutrones en el núcleo de un átomo.
3.- Numero de masa atómica: la suma del numero de protones con el numero
de neutrones.
4.- Isótopos: son átomos con el mismo numero atómico, pero con diferente
numero de neutrones y por ende, diferente masa atómica.
5.- Radioisótopos: son isotopos con núcleos inestables que experimentan una
desintegración radiactiva.

43. Física de los Rayos X
Algunas definiciones que debemos conocer:
6.- Corriente eléctrica: Es un flujo de electrones que se mueven a través de un
conductor, este flujo es conocido como corriente eléctrica.
7.- Corriente continua: Es aquella corriente que va en una sola dirección por el
conductor, es decir de positivo (+) a negativo (-).
8.- Corriente alterna: Es aquella que fluye en una dirección y luego se invierte
en dirección opuesta, cada marcha constituye un ciclo.
9.- Voltio: Es la presión o fuerza eléctrica, que hace que los electrones se
muevan de un polo negativo a uno positivo, se mide en kilovoltios (Kv).

44. Física de los Rayos X
Algunas definiciones que debemos conocer:
10.- Kilovoltaje (Kv): es el voltaje máximo del tubo de Rayos X, el cual se utiliza
durante la exposición. Mide el poder de penetración de los Rayos X en los
tejidos.
11.- Amperaje: es el numero de electrones que pasan a través de un conductor,
se mide en Miliamperaje (Ma).
12.- Miliamperaje (Ma): mide la intensidad de corriente del tubo de Rayos X que
se utiliza durante la exposición. Cantidad de radiación a la cual el tejido es
sometido.

45. Física de los Rayos X
Producción de Rayos X:
Los Rayos X se producen
cuando electrones de alta
velocidad bombardean un
anticátodo y pasan a estado
de reposo. Este fenómeno o
producción sucede dentro de
un tubo de vidrio al vacío,
llamado: Tubo de Rayos X.

46. Física de los Rayos X
Características y requisitos principales de un Tubo de Rayos X:
1.- El Cátodo (Negativo) consiste en un filamento de Tungsteno caliente el cual
proporciona la fuente de electrones.
2.- El Ánodo (Positivo) consiste en el anticátodo (Diana de Tungsteno) colocado
de una forma inclinada en un bloque de cobre, el cual facilita la disipación del
calor.
3.- Dispositivo de enfoque; para que la corriente de electrones incida en el punto
focal del anticátodo.

47. Física de los Rayos X
Características y requisitos principales de un Tubo de Rayos X:
4.- Elemento de alta tensión (Kilovoltaje), el cual esta ubicado entre el Cátodo y
el Ánodo y su función es de acelerar la corriente de electrones desde el
filamento negativo hasta el anticátodo (+).
5.- Una corriente en Miliamperaje (Ma), la cual circula desde el Cátodo hasta el
Ánodo.
6.- Una cubierta de plomo; el cual absorbe los Rayos X no deseados como
medida de protección contra las radiaciones, ya que los rayos X viajan en
todas direcciones.
7.- Aceite; facilita la disipación del calor que se produce.

48. Física de los Rayos X
Como se producen los Rayos X:
Desde un punto de vista practico, la producción de los rayos X se puede resumir
de la siguiente manera:
1.- Al momento de encender el equipo, el filamento de Tungsteno (Cátodo) se
calienta y se produce una nube de electrones alrededor del mismo.
2.- Al presionar el pulsor del equipo para la toma de la radiografía, la alta tensión
(diferencial de potencial) que atraviesa el tubo, acelera a los electrones a una
alta velocidad hacia el Ánodo.

49. Física de los Rayos X
Como se producen los Rayos X:
3.- Aquí, el dispositivo de enfoque, dirige al flujo de electrones hacia la Diana
(Punto focal) ubicada en el Ánodo.
4.- Los electrones bombardean el anticátodo y bruscamente pasan a estado de
reposo.
5.- La energia perdida por los electrones se convierte en calor (99%) y el resto en
Rayos X (1% aproximadamente).
6.- El calor producido es disipado por el bloque de cobre y el aceite circundante.
7.- Los Rayos X se emiten en todas direcciones desde el Ánodo y los que salen
por la ventana no plomada se denominan: Haz de Rayos X.

50. Física de los Rayos X
Filamento de
Tungsteno
Cátodo(-)Ánodo(+)
E(-)
RayosX
Punto focal

51. Física de los Rayos X
Interacción de los Rayos X:
• Dispersión: cambio de dirección de un fotón con o sin perdida de energía.
• Absorción: deposito de energía, es decir, extracción de energía del haz.
• Atenuación: reducción en la intensidad del haz de Rayos X principal,
causada por absorción y dispersión.
Atenuación= Absorción+Dispersión
• Ionización: extracción de un electrón de un átomo neutro que produce un ion
negativo (El electrón) y un ion positivo ( el átomo restante).

52. Física de los Rayos X
Interacción de los Rayos X:

53. Física de los Rayos X
Efecto Compton:
Consiste en un proceso de Absorción y Dispersión en el que predominan
fotones de alta energía.
El fotón de Rayos X incidente interacciona con un electrón de las capas
exteriores libre o escasamente ligado en el átomo del tejido.
El electrón de la capa exterior es expulsado y se pierde parte de la energía del
fotón incidente (Absorción).

54. Física de los Rayos X
Efecto Compton:
El electrón expulsado experimenta mas interacciones ionizantes con los tejidos.
El resto de la energía del fotón incidente se desvía o dispersa desde su
trayectoria original como fotón dispersado.
El fotón dispersado puede; experimentar mas interacciones Compton con los
tejidos, interacciones fotoeléctricas en los tejidos o escapar de los mismos. Estos
últimos son los fotones que forman la radiación dispersa en el entorno clínico.
Por ultimo, se recobra la estabilidad atómica mediante la captura de otro electrón
libre.

55. Física de los Rayos X
Efecto Compton:

56. Física de los Rayos X
Interacción de los Rayos X:
1. Radiación Primaria
2. Radiación Secundaria
3. Radiación Dispersa
1
Dispersa
Dispersa
FugaFuga
3
1
2

57. Equipos de Rayos X y Material
Radiográfico de uso Odontológico
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
• Gibilisco JA. Diagnóstico radiológico en odontología. Editorial Médica Panamericana.
1978.
• Freitas, A. Rosa, J. y Souza, I. Radiología Odontológica. Artes Médicas Latinoamérica.
Sao Paulo Brasil. 2003..
• Haring, J y Jansen, L. Radiología Dental. Principios y Técnicas. México. Mc Graw Hill.
Segunda Edición. 2002.
• White S, Pharoah, M. Radiología oral. Principios e interpretación. Ediciones Harcourt.
2002.
• Whaites E. Fundamentos de radiología dental. Cuarta edición. Elsevier España. 2008.
• Frommer H, Stabulas-Savage J. Radiologia dental. Manual moderno. México DF. 2011

58. Elaborado por:
Dr. Bruno Pier Doménico
Radiólogo Oral y Maxilofacial