Rayos X - X (Diez) Curiosidades

Efectos De La Radiación En El Embarazo

Durante el embarazo se debe prestar especial atención a ciertos agentes (teratógenos), entre ellos la radiación, que son capaces de producir anomalías en el nuevo ser que se encuentra en formación cuando la madre se expone a ellos.

La exposición de un feto a la radiación se denomina exposición prenatal a la radiación, y esto ocurre cuando el abdomen de la madre recibe radiación de una fuente externa, cuando ingiere o respira materiales radioactivos y éstos viajan por la sangre, llegando al bebé en gestación por el cordón umbilical, o bien, cuando se concentran en áreas del cuerpo cercanas a la matriz.

Sin embargo, los efectos varían entre cada etapa del embarazo, así que las consecuencias no son las mismas para un embrión de apenas dos semanas, que para un feto de tres meses de gestación.

Entre los riesgos de la exposición prenatal a la radiación encontramos:

- Mayor riesgo de cáncer

Los bebés en gestación que fueron expuestos a la radiación presentan un aumento en el riesgo de desarrollar cáncer en un futuro, sobre el riesgo promedio que es del 40 al 50%. Este aumento depende de la cantidad de radiación que haya recibido y la duración de la exposición. Si recibió, por ejemplo, una cantidad equivalente a 500 rayos X de pecho tomados al mismo tiempo, el riesgo aumentará en aproximadamente 2%.

- Muerte del bebé

Durante el transcurso de las dos primeras semanas de embarazo, la muerte del embrión representa el principal riesgo de exponerse a la radiación, ya que el futuro bebé está formado por pocas células y de dañarse una de ellas, puede ocasionar la muerte. Pero, si el embrión sobrevive, es poco probable que tenga defectos de nacimiento independientemente de la cantidad de radiación a la que haya sido expuesto.

- Defectos de nacimiento

Cuando el feto se encuentra entre las 8 y 18 semanas de gestación, las dosis mayores a 500 rayos X de pecho pueden tener graves consecuencias en la salud del bebé, pero sobre todo en su cerebro, lo cual puede resultar en un coeficiente intelectual más bajo de lo normal e incluso retraso mental severo. También se ha encontrado que los fetos expuestos a la radiación en esta etapa del embarazo, presentan retraso en su crecimiento y un incremento en el riesgo de sufrir otros defectos de nacimiento.
Entre la semana 16 a la 25 del embarazo pueden presentarse consecuencias similares a las descritas para las semana 8 a 18, pero solamente si las dosis equivalen a más de unos 5,000 rayos X de pecho recibidos al mismo tiempo. Si recibe esta dosis, la madre también se ve afectada, mostrando signos de síndrome de irradiación aguda.

Después de la semana 26 de gestación, la sensibilidad del feto a la radiación es parecida a la de un recién nacido, pues en esta etapa el bebé, aunque aún no termina del todo su crecimiento, ya ha terminado de desarrollarse. Por ello, si se expone a la radiación sólo habrá un pequeño incremento en el riesgo de desarrollar cáncer más adelante en la vida.

Concepto de rayos X de la NASA inspirado de un rollo de cinta Scotch®

La inspiración detrás de la búsqueda del científico Maxim Markevitch de la NASA para construir un espejo de rayos X altamente especializado, usando una técnica nunca antes intentada, viene de una fuente inusual: un rollo de cinta Scotch®

Markevitch y un equipo de expertos en óptica de rayos X en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, han comenzado a investigar la viabilidad de la configuración de un espejo de bajo costo de cinta plástica y enrrollándola estrechamente como la adhesiva pegajosa que encontramos comúnmente en la mayoría de los hogares y oficinas.

“Recuerdo que mirar un rollo de cinta Scotch y pensar, ‘era posible usar el mismo diseño para capturar rayos X duros’ “, Markevitch recordó. “Hablé con algunas personas, y para mi sorpresa, no vieron ninguna razón importante por la que no se podía hacer”.

Con el financiamiento del Fondo del Centro de Innovación de la NASA, el equipo ahora está llevando a cabo la idea en “fase inicial” de Markevitch y ha comenzado la prueba de materiales candidatos que podrían ser modelados en un espejo laminado capaz de recoger los rayos X — una propuesta ambiciosa en sí misma. Para capturar estos fotones siempre esquivos, los espejos deben ser curvos y anidados dentro de un conjunto óptico cilíndrico. La geometría redondeada permite a la luz de alta energía alimentar a sus superficies, muy similar a la rozadura de una piedra en la superficie de un estanque.

La motivación de Markevitch es el hecho de que estos espejos altamente especializados consumen mucho tiempo y son costosos de construir y ensamblar, a pesar de los esfuerzos para reducir drásticamente los costos de producción. Para chacer las cosas más exigentes está el hecho de que los observatorios de rayos X en el futuro probablemente requieran áreas de recolección mucho más grandes, por lo que requiere un número aún mayor de segmentos de espejos individuales y todos deben estar anidados, recubiertos con capas de materiales altamente reflectantes, y perfectamente alineados dentro de sus conjuntos ópticos. “Es mucho trabajo la fabricación de estas envolturas rígidas y asegurarse de que están correctamente alineadas” dijo él.

La Ciencia

La ciencia que a Markevitch le gustaría seguir es aquella que requeriría un espejo más grande. Durante las últimas décadas, la NASA ha puesto en marcha varios observatorios de rayos X sensibles a “rayos X blandos” de baja energía, incluyendo el Observatorio de rayos X Chandra. Se ha descubierto y fotografiado la débil, difusa señal de rayos X de una variedad de fuentes astrofísicas dominadas por la emisión térmica, tales como las galaxias y cúmulos de galaxias. Otras misiones, como el satélite Swift de la NASA, fueron sensibles a los rayos gamma de alta energía, pero carecían de capacidad de formación de imágenes.

“Queda un espacio de descubrimiento grande y totalmente inexplorado de tenues y difusos objetos astrofísicos no térmicos emitiendo en rayos X de alta energía”, dijo Markevitch.

Una clase de objetos esperando ser mejor entendidos son los rayos cósmicos — partículas subatómicas altamente energéticas generadas en el espacio profundo — que residen en cúmulos de galaxias y otras estructuras de gran escala en el Universo. Los científicos creen que los rayos cósmicos y los campos magnéticos entre cúmulos de galaxias pueden alterar la física dentro de los cúmulos de galaxias. Un mejor entendimiento de esta física podría revelar más sobre el nacimiento y la evolución del cosmos, dijo Markevitch.

Para estudiar los rayos císmicos, sin embargo, los observatorios tendrían que ser sintonizados para rayos X duros. Aunque el recientemente lanzado Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA y el nuevo Telescopio de Rayos X de Japón, también conocido como Astro-H, son sensibles a los rayos X duros, Markevitch dijo que estos sólo “van a rozar la superficie de este espacio de descubrimiento”. Dado que la señal es tan débil, sólo un telescopio de imágenes de rayos X con un área de recolección 30 veces más grande que la de NuSTAR, trabajando con los actuales y futuros radiotelescopios, podría hacer el trabajo, dijo Markevitch.

“Sin embargo, a nuestro entender, nada por el estilo está previsto ni propuesto en los Estados Unidos o en otros lados debido al costo que algo como esto representa”, dijo.

La única solución entonces es desarrollar una nueva tecnología que reduciría considerablemente el costo de construcción de óptica de rayos X y aumentar el tamaño del área colectora de luz. “Si podemos construir un espejo que sea lo suficientemente grande, este podría ser el camino a seguir”, dijo.

Bajo su plan de investigación, Markevitch, Takashi Okajima, Zhang, y Peter Serlemitsos están adquiriendo y probando cinta candidata que estaría recubierta por una cara con una multicapa de material reflectante y luego se enrollarla en un rollo, formando un gran número de envoltorios densamente empacados que están separados por el grosor variante de la cinta. “La superficie colectora es automática, es laminada, autosuficiente, y ya está alineada”, dijo Markevitch. Múltiples rollos luego se colocan en un conjunto óptico, proporcionando un área de recolección mucho más grande, o, en otras palabras, un espejo más grande.

“La idea de la cinta Scotch de Maxim se encuentra en una etapa temprana”, dijo Zhang. “En el año que viene, vamos a saber si tiene la oportunidad de funcionar”.

Si lo hace, podría ser “cambio de juego para la astronomía de rayos X duros”, dijo Markevitch. “Podría reducir significativamente el costo de la construcción de grandes espejos, trayendo al alcance la posibilidad de construir un espejo con un área efectiva de 10 a 30 veces mayor que los actuales telescopios de rayos X”.

http://www.nasa.gov/ (en inglés)

Telescopio espacial abre sus ojos de rayos X

Telescopio rayos X — Imagen: NASA/JPL-Caltech

El Nuclear Spectroscopic Telescope Array de la NASA, o NuSTAR, ha capturado sus primeras imágenes de prueba del fabuloso universo de rayos X de alta energía. El observatorio, lanzado el 13 de Junio, es el primer telescopio espacial con la habilidad de enfocar rayos X de alta energía, el mismo tipo utilizado por doctores y dentistas, en imágenes nítidas.

Pronto, la misión empezará su exploración de agujeros negros ocultos; quedan bolas de cenizas del fuego de las explosiones de estrellas; y otros sitios de física extrema en nuestro cosmos.

“Hoy, obtuvimos por primera vez las imagenes enfocadas del universo de rayos X de alta energía”, dijo Fiona Harrison, la investigadora principal de la misión en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, quien concibió por primera vez NuSTAR hace unos 15 años. “Es como ponerse un nuevo par de anteojos y ver aspectos del mundo que nos rodea claramente por primera vez”.

El mástil largo del NuSTAR, que proporciona a los espejos del telescopio y detectores la distancia necesaria para enfocar rayos X, se desplegó el 21 de junio. El equipo de NuSTAR pasó la semana siguiente verificando las capacidades de direccionamiento y movimiento del satélite, y perfeccionando la alineación del mástil.

Las primeras imágenes del el observatorio muestran Cygnus X-1, un agujero negro en nuestra galaxia que está aspirando gas de una estrella gigante compañera. Este agujero negro particular fue elegido como objetivo en primer lugar porque es extremadamente brillante en rayos X, permitiendo que el equipo de NuSTAR vea fácilmente el dónde el telescopio enfocó los rayos X que están cayendo en los detectores.

En las próximas dos semanas, el equipo va a apuntar a otros dos objetivos calibración brillante: G21.5-0.9, el remanente de una explosión de supernova que ocurrió hace varios miles de años en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea; y 3C273, un agujero negro alimentándose activamente, o quasar, ubicado a dos mil millones de años luz de distancia en el centro de otra galaxia. Estos objetivos serán utilizados para hacer un pequeño ajuste para colocar la luz de rayos X en el punto óptimo en el detector, y además para calibrar y entender el telescopio como preparación para futuras observaciones científicas.

Otros telescopios, incluyendo los telescopios espaciales Swift y Chandra de la NASA, y el XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, van a mirar a 3C273 en coordinación con NuSTAR, ayudando a calibrar aún más el telescopio.

Se espera que el programa de observación primaria de la misión comience dentro de dos semanas.

“Este es un momento muy emocionante para el equipo”, dijo Daniel Stern, científico del proyecto NuSTAR en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California. “Ya podemos ver el poder de NuSTAR para destapar el Universo de rayos X de alta energía y revelar secretos que eran imposibles de entender antes”.

A lo largo de sus dos años de misión principal, NuSTAR dirigirá su mirada enfocada en los objetos más energéticos del universo, produciendo imágenes con 100 veces la sensibilidad y 10 veces la resolución de sus predecesores, operando en rangos de longitud de onda similares. Llevará un censo de los agujeros negros, tanto dentro como fuera de nuestra galaxia Vía Láctea, y responderá preguntas acerca de cómo estás “especies” cósmicas enigmáticas se comportan y evolucionan. Debido a que ve rayos X de alta energía, NuSTAR también investigará más lejos en las regiones dinámicas alrededor de los agujeros negros, donde la materia se calienta a temperaturas tan altas como cientos de millones de grados, y medirá que tan rápido están girando los agujeros negros.

Other targets for the mission include the burnt-out remains of dead stars, such as those that exploded as supernovae; high-speed jets; the temperamental surface of our sun; and the structures where galaxies cluster together like mega-cities.
Otros objetivos para la misión incluye los restos quemados de estrellas muertas, como aquellas que estallaron como supernovas; chorros de alta velocidad; la superficie temperamental de nuestro Sol; y las estructuras donde las galaxias se agrupan juntas, como las mega ciudades.

NuSTAR es una misión Small Eplorer dirigida por Caltech y administrada por JPL para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, en Washington. La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corporation, en Dulles, Virginia. Su instrumento fue construido por un consorcio incluyendo Caltech; JPL; la Universidad de California, Berkeley; Universidad de Columbia, en Nueva York; el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland; La Universidad Técnica Danesa, en Dinamarca; el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en Livermore, California; y Sistemas Aeroespaciales ATK, en Goleta, California. NuSTAR será operado por la Universidad de Berkeley, con la Agencia Espacial Italiana que proporcionará su estación terrestre ecuatorial situada en Malindi, Kenya. El programa de alcance de la mision está establecido en la Universidad Estatal de Sonoma, en Rohnert Park, California. El Explorer Program de la NASA está administrado por el Centro Goddard. JPL es administrado por Caltech para la NASA.

Fuente
http://www.nasa.gov/ (en inglés)

Científicos crean el primer láser de rayos x atómico

Un equipo del Laboratorio Acelerador Nacional SLAC creó los pulsos más puros y cortos de rayos X alguna vez alcanzados, apuntando el “Linac Coherent Light Source” (LCLS – Fuente de Luz Coherente Linac) a una cápsula de gas neón. Esto creó una avalancha de emisión de rayos x para crear el primer láser de rayos x atómico del mundo – y alcanzó una temperatura de dos millones de grados.

El equipo logró sus resultados utilizando pulsos de rayos x – cada uno un billón de veces más brillante que cualquiera disponible antes – para sacar electrones de sus órbitas internas en muchos de los átomos de neón de la cápsula. Cuando electrones fallan en llenar los huecos, alrededor de uno de cada 50 átomos responde emitiendo un fotón en el rango de los rayos x. Estos rayos estimulan entonces átomos de neón vecinos a que emitan más rayos x, creando un efecto dominó que amplifica la luz del láser más de 200 millones de veces.

Más información
http://www.tgdaily.com/ (en inglés)
http://www.nature.com/ (en inglés)