Un avance hacia rayos X más seguros gracias a la nueva tecnología de detectores

Los rayos X son un componente habitual de las pruebas diagnósticas y el monitoreo industrial, y se utilizan para todo, desde el control de los dientes hasta el escaneo de maletas en el aeropuerto. Sin embargo, los rayos de elevada energía también producen radiación ionizante, que puede ser peligrosa tras exposiciones prolongadas o excesivas. Ahora, investigadores que publican en ACS Central Science han avanzado hacia rayos X más seguros con la creación de un detector altamente sensible y plegable que genera imágenes de buena calidad con dosis más pequeñas de estos rayos. 

“Este avance reduce los límites de detección y allana el camino hacia la obtención de diagnósticos médicos por imagen y el monitoreo industrial más seguros y eficientes en cuanto al consumo de energía”, afirma Omar F. Mohammed, autor correspondiente del estudio. “Demuestra que los dispositivos diseñados en cascada mejoran la capacidad de los monocristales en la detección de rayos X”. 

Los rayos X son una forma de radiación electromagnética, al igual que la luz visible y las ondas de radio. Su estado de elevada energía les permite pasar a través de la mayoría de los objetos, incluidos los tejidos blandos de nuestro cuerpo. Para producir una imagen de rayos X, llamada radiografía, los rayos pasan por el cuerpo y aparecen como formas oscuras en la imagen, o se quedan atrapados en tejidos más densos como los huesos, y dejan una zona más blanca y luminosa. La cantidad de radiación a la que se expone un paciente durante una sola exploración no es peligrosa; habría que someterse a miles de exploraciones para empezar a notar efectos agravantes. Sin embargo, estas exposiciones reiteradas a rayos de alta energía pueden dañar los equipos electrónicos o ser peligrosas para una persona como el técnico de rayos X. Por lo tanto, cuantos menos rayos se utilicen durante una exploración, mejor, ¿verdad?  

Lamentablemente, una menor cantidad de rayos implica una radiografía de menor calidad. No obstante, si se aumenta la sensibilidad del detector, en teoría se podría obtener una radiografía de baja dosis y alta calidad. Por eso, Omar Mohammed y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah diseñaron un dispositivo que facilita estas condiciones de rayos X más seguras. 

Para aumentar la sensibilidad del detector de rayos X, los investigadores se propusieron minimizar la corriente oscura —el ruido de fondo residual— que genera el dispositivo. Para ello, crearon detectores utilizando cristales especializados de perovskita de bromuro de plomo y metilamonio y, luego, conectaron los cristales en una configuración electrónica conocida como cascada.  

La configuración en cascada redujo la corriente oscura a casi la mitad, lo que mejoró cinco veces el límite de detección de rayos X en comparación con detectores anteriores fabricados con los mismos cristales, pero sin la cascada.  Las radiografías realizadas con el nuevo detector revelaron detalles finos, como una aguja metálica atravesando una frambuesa y los componentes interiores de un cable USB. El equipo afirma que esta tecnología es un método prometedor para desarrollar dispositivos comerciales de rayos X plegables, más seguros y sensibles, que servirían para minimizar la exposición a la radiación durante procedimientos médicos y captar detalles sutiles en el monitoreo industrial.  

Los autores agradecen la financiación de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST). 

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