È nota come raggi X quella porzione dello spettro elettromagnetico con una lunghezza d'onda compresa approssimativamente tra 10 nanometri (nm) e 1/1000 di nanometro (1 picometro).
Come si generano i Raggi X?
I raggi X si generano per una variazione della cinetica (movimento) degli elettroni. Per ottenere una variazione cinetica degli elettroni utilizziamo il tubo radiogeno, capace così di generare i raggi X.
Il tubo radiogeno è una ampolla di vetro (all'interno della quale è stato creato il vuoto) che contiene un catodo e un anodo ad alta tensione. Il catodo (o polo negativo) è composto dal filamento riscaldatore (formato in genere da lega, in rame oppure altri metalli a basso numero atomico, è alimentato a bassa tensione) e dal catodo vero e proprio collegato al circuito ad alta tensione. L'anodo (polo positivo) invece, situato al polo opposto dell'ampolla, è costituito da un disco (piattello) di metallo pesante (ad elevato numero atomico, come le leghe di tungsteno e molibdeno per i tubi diagnostici tradizionali, molibdeno o rodio per i tubi usati in diagnostica senologica).
Il tubo radiogeno è contenuto a sua volta in una guaina metallica (generalmente di alluminio, con schermature di piombo) riempita di olio dielettrico: l'olio consente sia di dissipare il calore generato dal tubo in funzione, che di garantire l'isolamento elettrico tra i contatti esterni di anodo e catodo. Scopo della guaina è di protezione meccanica e conduzione di calore. La parte del tubo da dove escono i raggi X è detta finestra e non è schermata dalla guaina metallica: vi sono invece dei filtri in rame o in alluminio di spessore adatto a filtrare i raggi X in modo che le energie più basse (inutili alla formazione dell'immagine diagnostica) vengano filtrate secondo le norme di legge.
I tubi radiogeni emettono una radiazione X di molte lunghezze d'onda diverse, cioè è policromatica. Tali lunghezze d'onda dipendono sia dal tipo di metallo del disco anodico sia, soprattutto, dalla tensione di funzionamento: quanto più la tensione è alta, tanto più breve è la lunghezza d'onda dei raggi X (radiazione più dura, più penetrante), mentre operando a tensione più bassa si avranno raggi X molli meno penetranti. Inoltre, aumentando la corrente aumenta proporzionalmente l'intensità della radiazione emessa e il numero di elettroni attratti verso l'anodo. L'operatore deve quindi regolare questi parametri a seconda delle necessità.
Quando il filamento del catodo (polo negativo) viene fatto riscaldare da una corrente eletttrica, esso emette un fascio di elettroni. Questra nube elettronica viene accelerata dal'alta tensione che spinge gli elettroni verso l'anodo (polo positivo) formato dal disco di metallo pesante, quali il tungsteno. L'impatto degli elettroni contro il disco metallico genera la conversione dell'energia cinetica degli elettroni in movimento in energia termica (sotto forma di calore) per il 99% e raggi X per l'1%. Infatti quando gli elettroni passano attraverso i grossi atomi di tungsteno perdono una parte dell'energia, una parte della quale viene rilasciata sotto forma di fotoni con lunghezza d'onda dei raggi X.
Chi ha scoperto l'esistenza dei raggi X?
L'8 novembre 1895 Wilhelm Röntgen, uno scienziato tedesco, iniziò ad osservare l'esistenza dei raggi X mentre sperimentava tubi di vetro messi sotto. Röntgen scrisse il 28 dicembre 1895 un rapporto preliminare "Su un nuovo tipo di raggi: una comunicazione preliminare". Lo spedì alla rivista della Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft di Würzburg. Fu il primo annuncio formale e pubblico dei raggi X. Röntgen chiamò la radiazione "X", per indicare che era ancora di tipo sconosciuto. Il nome rimase, anche se molti dei suoi colleghi suggerirono di chiamarli "raggi di Röntgen" (Röntgen stesso si oppose a questa denominazione). In alcune nazioni, quest'ultimo nome è ancora usato. Röntgen ricevette, nel 1901, il primo Premio Nobel per la fisica grazie a questa scoperta.
Come sono stati sfruttati in medicina?
Da ciò si comprende che l'utilizzo dei raggi X è sopratutto per la valutazione dei tessuti duri del corpo umano: le ossa e i denti. Invece hanno scarsa capacità di mettere in evidenza i tessuti molli.
