Esta es realmente una buena pregunta que se convierte en una parte divertida de la física y las interacciones de la luz con la materia. Los rayos gamma sin duda se pueden utilizar para obtener imágenes del cuerpo humano, pero la energía del fotón (en el MeV o alto keV) es casi siempre mayor que la energía de los típicos fotones de diagnóstico por imágenes. De hecho, los linacs (aceleradores lineales) utilizados para la administración de radioterapia a menudo están equipados con un sensor de imágenes que puede adquirir “imágenes de megavoltaje”.
Ahora, técnicamente, estos son en realidad rayos X porque se producen a partir de interacciones electrónicas con (pérdida de energía en) un objetivo de rayos X. Sin embargo, esto es un ejemplo ilustrativo porque las energías son mucho más altas y del orden de magnitud de los rayos gamma típicos (que resultan de las excitaciones de los núcleos atómicos en oposición a los electrones). El contraste de estas imágenes tiende a ser más bajo porque los fotones tienden a pasar. Con esas renuncias de responsabilidad fuera del camino:
Primero, pensemos en cómo se hacen las imágenes médicas en primer lugar. Si miras una imagen radiográfica (lo que obtienes cuando te rompes un brazo y toman una radiografía), lo que en realidad estás viendo es dónde una película (o un receptor de imagen electrónico) ha detectado fotones y no lo ha detectado. ‘t. Para hacer la imagen, enciendes tu tubo de rayos X y disparas tus rayos X a través de tu objetivo. En los puntos de la película en los que llegaron más fotones, se oscurece la película y, cuando se alcanzan menos fotones, se obtiene una película más clara. Es por eso que los huesos son más ligeros en la película. El calcio es un elemento mucho más pesado que el hidrógeno o el oxígeno (el resto de nosotros es principalmente agua) y bloquea más fotones. Así es como obtenemos el contraste de la imagen.
Ahora, eche un vistazo a esta trama de los Coeficientes de atenuación masiva para fotones en agua. Si no sabes cómo leer esa trama, lo que deberías mirar es la línea sólida que se desliza sobre las piezas. Las piezas punteadas son la contribución de cada tipo de interacción de fotones, efecto fotoeléctrico, dispersión / absorción compton y producción de pares, etc. No es necesariamente importante entender qué es todo eso. Por el contrario, si solo miras la línea gruesa en la parte superior, está claro que disminuye a medida que la energía aumenta y aumenta hasta que la producción de pares se hace cargo de las energías súper altas, pero no te preocupes por eso.
Puedes ver que los fotones interactúan con el agua más fuertemente a energías más bajas que a energías más altas. Esta tendencia también se cumple con los elementos más pesados, aunque la imagen adopta formas ligeramente diferentes. Debido a eso, puedes ver que los rayos X de mayor energía (o rayos gamma, los objetivos no se preocupan si los fotones son de electrones o núcleos) tienen menos probabilidades de interactuar con moléculas a energías más altas, y son mucho más propensos a alcanza el detector. Lo que eso significa es que los fotones que se detendrían si tuvieran menor energía llegarían al detector. Hace que parezca que hay “menos cosas” en el camino, por lo que tiene una diferencia menor (menor contraste) en la intensidad de la imagen donde solo hay aire versus tejido.
Espero que ayude.
