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Radiografías en color

¿Cómo distinguen los escáneres de los aeropuertos entre un líquido explosivo y un perfume?

Controles precisos: Al efectuar radiografías con rayos X de dos energías diferentes puede obtenerse el número atómico medio de la sustancia irradiada, lo que informa sobre su naturaleza. Las imágenes resultantes suelen colorear en naranja las sustancias de número atómico bajo. Estas incluyen los materiales orgánicos, entre los que se encuentran las drogas y los explosivos. Con los algoritmos adecuados, es incluso posible distinguir entre ambos. Ello se debe a que las moléculas de estupefacientes son ricas en carbono, oxígeno e hidrógeno, mientras que las de los explosivos contienen mucho más nitrógeno. [BRUNO VACARO]

Las radiografías de rayos X tradicionales permiten ver con claridad una fractura de tibia, un diente cariado o el contorno de los objetos en el interior de una maleta. Sin embargo, cada vez resultan más insuficientes, sobre todo en el ámbito de la seguridad, donde en ocasiones es necesario distinguir un paquete de explosivo plástico de uno de mazapán. Por esa razón, se han desarrollado nuevos escáneres de rayosX capaces de revelar objetos que, a simple vista, pasarían disimulados. Para lograrlo, tales aparatos aprovechan con ingenio la interacción entre los rayos X y los átomos.

Para entender cómo funcionan, recordemos primero el fundamento de una radiografía tradicional. Estas pueden entenderse como una fotografía en negativo, donde las zonas claras corresponden a las partes del objeto que han absorbido los rayos X emitidos en dirección a la placa detectora (o que los han desviado hasta sacarlos fuera de campo). A igual espesor, esa absorción resulta tanto mayor cuanto más denso es el material; es decir, cuanto mayor es su masa por unidad de volumen. Este principio es el que permite distinguir con facilidad los huesos de otros tejidos, un diente cariado de uno sano, o, en el interior de una maleta, los objetos metálicos de las prendas de vestir.

¿Por qué se halla la absorción o la desviación de los rayos X tan directamente vinculada a la densidad del objeto? La razón obedece a que los rayosX interaccionan con los electrones del material, cuyo número por unidad de volumen es prácticamente proporcional a la densidad.

Justifiquemos esta última afirmación. La masa total de un átomo es esencialmente la del núcleo, la cual puede aproximarse por el número de nucleones (protones y neutrones) multiplicado por la masa del protón. Ahora bien, el número de nucleones en un átomo suele ser entre dos y tres veces el de protones, y el número de estos últimos es igual al de electrones, a fin de asegurar la neutralidad eléctrica del átomo. Por tanto, la cantidad de electrones presentes en un átomo será, grosso modo, proporcional a la masa de dicho átomo.

En una radiografía de rayos X tradicional se envía un haz de rayos X de energía bien definida a través del objeto examinado. Se obtiene así una imagen en escala de grises: sombras que no aportan ninguna información sobre la naturaleza de los materiales irradiados. Los controladores de seguridad experimentados intentan reconocer el contorno de los objetos peligrosos, como un arma blanca o de fuego. Pero, cuando varios objetos se apilan, las sombras se superponen y estorban la identificación. Además, tales imágenes no permiten identificar explosivos o drogas, pues tales materiales no presentan ninguna forma particular. A lo sumo, un operador podrá identificar los cables eléctricos de un dispositivo detonador.

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