I raggi X: Come funzionano

I raggi X permettono di vedere le ossa attraverso i tessuti

I raggi X furono scoperti da Roentgen, che si accorse di riuscire a vedere le proprie ossa proiettate su uno schermo, mettendo la mano davanti a un particolare tubo. Da allora i raggi X sono diventati i protagonisti di diagnosi mediche, anche se i medici devono fare i conti con gli svantaggi del loro uso, in particolare il fatto che possono provocare dei tumori. Ma cosa sono davvero i raggi X? Quali sono i loro punti di forza e qual è la loro pericolosità?

I raggi X: cosa sono?

I raggi X sono simili ai raggi della luce visibile. Entrambi sono forme di energia elettromagnetica ondulatoria trasportate da particelle chiamate “fotoni”. La differenza tra raggi X e raggi di luce visibile è il livello di energia dei singoli fotoni. Questo livello viene anche espresso come la lunghezza d’onda dei raggi.

I nostri occhi possono vedere la luce “normale” perché sono sensibili alla particolare lunghezza d’onda della luce visibile. Al contrario, non possiamo vedere altri tipi di raggi, tra cui i raggi X, perché gli occhi non sono sensibili alla lunghezza d’onda di energia superiore a quella dei raggi X o alla lunghezza d’onda di energia più bassa rispetto alle onde radio.

Fotoni di luce visibile e fotoni di raggi X sono prodotti dal movimento degli elettroni negli atomi. Gli elettroni occupano livelli di energia diverse, o orbitali, attorno al nucleo di un atomo. Quando un elettrone scende ad un orbitale più basso, ha bisogno di liberare una certa energia. Questa energia in eccesso si rilascia sotto forma di un fotone. Il livello di energia del fotone dipende da quanto l’elettrone è sceso tra gli orbitali.

Quando un fotone si scontra con un altro atomo, l’atomo può assorbire l’energia del fotone, stimolando un elettrone a un livello superiore. Perché ciò avvenga, il livello di energia del fotone deve corrispondere alla differenza di energia tra le due posizioni di elettroni. In caso contrario, il fotone non può spostare elettroni tra orbitali.

I raggi X fanno male?

I raggi X sono un’utilissima scoperta del mondo della medicina, perché permettono ai medici di vedere all’interno di un paziente senza bisogno di ricorrere ad un intervento chirurgico. È molto più facile e sicuro controllare le ossa rotte con i raggi X, che non aprire un paziente per rendersi conto dei danni che ha subito.

Ma i raggi X possono anche essere dannosi. Nei primi anni in cui la scienza sperimentava i raggi X, molti medici hanno esposto i pazienti e se stessi alle radiazioni per lunghi periodi di tempo. Alla fine, i medici ed i pazienti hanno iniziato a sviluppare malattie dovute alle radiazioni, e la comunità medica capì che qualcosa non andava con quei raggi, per altri versi così utili.

Il problema è che i raggi X sono una forma di radiazioni ionizzanti. Quando la luce normale colpisce un atomo, non può cambiare l’atomo in modo significativo. Quando invece i raggi X colpiscono un atomo, possono mandare fuori degli elettroni dall’atomo e creare così uno ione, cioè un atomo elettricamente carico. Gli elettroni liberi poi collidono con altri atomi per creare più ioni.

Una carica elettrica ionica può portare a reazioni chimiche non naturali all’interno delle cellule. Tra l’altro, la carica può rompere le catene del DNA. Una cellula con un filamento di DNA rotto o muore o il DNA svilupperà una mutazione. Se molte cellule muoiono, l’organismo può sviluppare varie malattie. Se c’è una mutazione del DNA, la cellula può diventare cancerosa, e questo tipo di tumore può diffondersi. Se la mutazione è in uno spermatozoo o una cellula uovo, può portare a difetti di nascita. A causa di tutti questi rischi, i medici oggi usano i raggi X con parsimonia e adottano precauzioni particolari con i bambini e con le donne incinte.

Anche con questi rischi, la scansione a raggi X è ancora un opzione più sicura rispetto alla chirurgia. Le macchine a raggi X sono uno strumento prezioso in medicina, così come un valore per la sicurezza e la ricerca scientifica.

2 Comments

  1. Maurizio S. 29 settembre 2010
  2. Emanuele 29 settembre 2010

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